Nova studija na ljudima koji su podvrgnuti operaciji za lečenje napadaja povezanih sa epilepsijom pokazuje da pauze u govoru otkrivaju informacije o tome kako ljudski mozak planira i proizvodi govor.
Predvođeni istraživačima sa Medicinskog fakulteta Grosman na NIU, rezultati studije dodaju dokaze da susedni regioni mozga, donji frontalni girus i motorni korteks, igraju važnu ulogu u takvom planiranju pre nego što se reči izgovore naglas. Oba su deo presavijenih gornjih slojeva mozga, ili moždane kore, za koju je dugo poznato da kontroliše mišićne (motorne) pokrete u grlu i ustima potrebne za proizvodnju govora. Do sada je bilo manje jasno koliko blisko ovi regioni određuju mešavinu zvukova i reči koje ljudi žele da izgovore naglas, izveštavaju autori.
Objavljeni u časopisu Brain, nalazi dolaze iz analize stotina snimaka mapiranja mozga napravljenih na 16 pacijenata između 14 i 43 godine koji se pripremaju za operaciju za lečenje epilepsije u NIU Langone Health između 2018. i 2021.
Kao rutinski deo svojih procedura, hirurzi električno (i bezbolno) stimulišu određene delove mozga dok od pacijenata traže da obavljaju standardizovane govorne zadatke. Od pacijenata se traži, na primer, da recituju brojeve ili dane u nedelji, ili čak zakletvu vernosti.
Cilj pre operacije, kažu istraživači, je da se izoluju i poštede delovi mozga koji su u blizini potrebni za govor, što je obeleženo povećanim nejasnim ili potpunim gubitkom govora nakon električne stimulacije. Ovo omogućava hirurzima da uklone samo moždano tkivo odgovorno za pogrešne električne signale koji izazivaju napade.
Ono što novu studiju čini jedinstvenom, kažu istraživači, jeste njihovo merenje i analiza vremenskih intervala, koji traju manje od dve sekunde, tokom kojih počinje stimulacija mozga, a govor postaje nejasan i na kraju prestaje. Prethodna istraživanja, primećuju, nisu direktno merila takve latencije, već su se umesto toga oslanjala na zapažanja ponašanja kako bi informisali koji regioni mozga su uključeni u to da li pacijent može da nastavi da govori ili ne nakon stimulacije korteksa.
Merenje latencije, kažu, pruža novi uvid u delove korteksa koji su uključeni u planiranje govora, čak i ako nisu odgovorni za stvarno izgovaranje i izgovaranje reči. Među nalazima nove studije bilo je da su latencije između električne stimulacije i eventualnog gubitka sposobnosti govora različite među regionima mozga.
Latencije su bile najduže u inferiornim ili nižim regionima motornog korteksa, kao iu drugom površinskom sloju, donjem frontalnom girusu, na 1,0 sekundi i 0,75 sekundi, respektivno. Pošto su pacijenti mogli da nastave da govore tako dugo nakon stimulacije, istraživači kažu da ovo sugeriše da je veća verovatnoća da će ovi regioni nego drugi regioni biti uključeni u planiranje onoga što ljudi žele da kažu.
Manje latencije, koje traju u proseku 0,5 sekundi, nađene su u drugim delovima motornog korteksa. Istraživači kažu da ovi kraći prekidi govora ukazuju na to da ovi regioni igraju važniju ulogu u fizičkoj mehanici govora.
Na osnovu ovih zapažanja, istraživači su utvrdili da je obrazac dužih latencija verovatnije odgovarao planiranju govora u različitim regionima moždane kore nego kraćim latencijama, što je odgovaralo delovima moždane kore koji su uključeni u proizvodnju govora.
„Naša studija dodaje dokaze o ulozi motornog korteksa mozga i inferiornog frontalnog girusa u planiranju govora i određivanju onoga što se ljudi spremaju da kažu, a ne samo da izgovaraju reči pomoću glasnih žica ili izgovaraju reči pomeranjem jezika i usana“, rekao je vodeći istraživač studije Heather Kabakoff, Ph.D., logoped na NIU Langone.
„Naši rezultati pokazuju da se mapiranje milisekundnih vremenskih intervala, ili latencija, između električne stimulacije u delovima mozga do prekida ili nejasnih reči i eventualne nemogućnosti govora može koristiti za bolje razumevanje kako ljudski mozak funkcioniše i uloge koje igraju. različitim regionima mozga u ljudskom govoru“, rekao je viši istraživač studije i neuronaučnik Adeen Flinker, dr. „Kada je u pitanju mapiranje funkcija korteksa mozga uključenih u govor, tajming je ključan.“
Flinker, vanredni profesor na Odeljenju za neurologiju na NIU Langone, kaže da ukupni nalazi tima takođe potvrđuju da se motorno izvršenje i planiranje govora javljaju u izrazito različitim oblastima mozga.
Klinički, Flinker kaže da bi nalazi tima, ako dalje istraživanje potvrde njihov rad, mogli pomoći hirurzima da bolje preciziraju mapiranje mozga kako bi zaštitili govor pacijenata.
Istraživači kažu da su njihovi sledeći koraci da procene obrasce kašnjenja u drugim delovima mozga kako bi utvrdili da li i oni igraju ulogu u finijim funkcijama planiranja govora ili fizičkog pravljenja zvukova i reči. Zadaci uključuju glasno imenovanje slika kako bi se utvrdilo da li latencije nakon stimulacije pomažu u razlikovanju delova mozga koji su potrebni za tumačenje vizuelnih inputa i njihovu obradu u stvarne reči.
Oni takođe žele da istraže da li obrasci kašnjenja mogu da razotkriju mehanizme povratne sprege u realnom vremenu merenjem koliko dugo je pacijentima potrebno da isprave prinudne greške. Ovo bi, kažu, moglo da pruži uvid u to kako ljudi koriste zvuk sopstvenog glasa da kontrolišu način na koji zvuči.
