你还停留在“Broca”区和“Wernicke”区的语言模型时代吗?

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相信从事脑科学研究的大家对“Broca”区和“Wernicke”区肯定都不陌生,尤其是从事语言相关研究的朋友更是对这两个脑区情有独钟。那假如我问你,“Broca”区具体指那几个脑区?其解剖学位置该如何限定?同样的问题来问“Wernicke”区,你能够具体的回答出来吗?我想,你可能已经开动你学富五车、才高八斗的大脑来解答这两个问题了。先别着急,小编带你看看2016年Pascale Tremblay和 Anthony Steven Dick教授发表在《Brain and Language》杂志的语言模型回顾文章——”Broca and Wernicke are dead, or moving past the classic model of language neurobiology” 。相信你在读完这篇文章后,肯定会对这两个脑区以及语言模型会有更深的认识。

经典的语言模型不再适合当代对语言神经生物学的研究

Pascale Tremblay和 Anthony Steven Dick教授的中心论点是,经典的‘‘Wernicke-Lichtheim-Geschwind” 模型,以及相关的术语,已经不再适合当代对语言神经生物学的研究。他们认为经典模型存在以下四个比较重要的问题:

(1)基于过时的大脑解剖结构;

(2)不能充分代表与语言相关的分布式连接;

(3)提供了一个模块化和以语言为中心的视角;

(4)侧重于皮层结构,在很大程度上忽略了皮层下区域和相关连接。

在文章中,他们首先对‘‘Wernicke-Lichtheim-Geschwind” 模型的提出进行了历时性的

回顾,然后提出我们认为的经典模型其实已经“过时”,不能再适应语言神经基础的分布式本质。基于这个论调,他们提出了四项重要的证据。

第一,“Broca”区和“Wernicke”区没有一致的定义的解剖学定位;

第二,局限于这两个脑区的模型空间精度有限,无法检验大脑/行为关系的具体假设;

第三,关注皮质结构,而在大多数情况下皮层下结构和相关连接在语言通路中起着更为重要的作用;

第四,由于经典模型有限的空间范围和皮质焦点的存在,很难协调经典模型与白质连接支持语言系统的关系。

“Broca”区和“Wernicke”区没有一致的解剖学定位

作者回顾了诸多的针对于“Broca”区和“Wernicke”区的研究,指出在过去的这些年,研究们尽管对这两个区域进行了大量的研究,但仍旧没有对这两个区域的解剖学位置有一致的意见。下面这张图(图1)是作者总结的过去研究中对这两个脑区进行关注的研究。
在这里插入图片描述图1

我们可以看到,在不同时期里,研究者们对这两个经典脑区的关注热情都并未下降。但是对这些文献中出现的两个不同区域的解剖学定位却反应出了一定的问题。下面是作者根据文献整理,对这些文献中出现的“Broca”区和“Wernicke”区的解剖学位置进行了图示性(图2,图3)整理。

在这里插入图片描述图2

我们可以看到“Broca”区和“Wernicke”区从来没有一个一致的解剖学定义。作者指出,如果要实现神经系统疾病的显微外科手术、电刺激或基因干预,这种方法在长期内是不可持续的。即使是当代的神经外科干预也有可能影响有特定功能的皮层,因此同样需要精确的目标和精确的语言神经生物学模型。作者也注意到了以精确解剖为重点的神经解剖学方法的缺点,即不同个体的皮质表面结构模式千差万别。但是,解剖学家已经证明,尽管存在变异,但可靠的鉴定是可能的。因此,研究者不一致的解剖学定义对我们研究语言神经基础是有着很多不利影响的。

在这里插入图片描述图3

语言网络应该是一个分布式结构
作者对语言网络应该是一个分布式结构做了明确的阐述。当代研究表明,单一纤维通路支持人类大脑语言功能的观点应该被认为是过时的(即使是Wernicke所提倡的钩状束和弧形束这两种通路也不完全够)。现代关于语言连接的观点应该考虑几组关联通路:额颞连接、颞顶连接、枕颞连接、额额连接,丘脑辐射,皮质-皮质下环路连接皮质与基底神经节、小脑、中脑和桥核。图4为传统语言通路“弓状束”,图5为当前研究中发现的多个与语言加工有关的白质通路。
在这里插入图片描述图4

支持语言功能的额颞连接包括钩状束(UF)、极囊/极囊纤维系统(EmC)和枕下束(IFOF)。超滤作用将眼眶和外侧额叶皮质与颞极、颞前皮质、海马旁回和杏仁核连接起来。一些研究人员认为,UF与语义处理有关,因为它与前颞皮质和颞极有很强的连通性,后者被认为是语义处理的中枢。UF切除后语义功能丧失的证据(如图片命名缺陷)支持这一观点,但这并非没有争议。

另一个额颞连接,EmC或极端囊状纤维系统是位于隐窝(内侧)和岛叶(外侧)之间的轴突集合。人类的一些证据表明,EmC将腹侧额叶和侧额叶与大部分的上颞叶和中颞叶皮层连接起来,从前向后延伸。这样的通路可以在前下额叶和颞叶之间提供另一种路径,可能支持句法和语义处理。

在这里插入图片描述图5

最后,IFOF起源于枕下叶和枕中叶(也可能是枕中顶叶),向颞叶腹侧发出投射,通过颞干投射至IFG、眶中额皮质和额极。IFOF是锚定语言腹侧语义系统的“直接”通路,但还需要进一步的研究来了解这些不同的通路是否作为非语言网络的一部分而运作,这可能为它们的功能提供另一种解释。

可以看出,多个与语言相关的白质纤维束的发现让以往的”Wernicke-Lichtheim-Geschwind” 经典模型已经不能再适用于语言神经基础的进一步的解释了。然后,从前文的叙述中,我们可以明显的看到作者的担忧是不无道理的,研究者们对”Wernicke-Lichtheim-Geschwind” 经典模型的关注致使研究者们对“Broca”区和“Wernicke”区产生了“过分”的关注,而这种“两个区域”中心化的思路也在很大程度上制约了语言网络的神经基础的发现。读到这里,您是否有些新的感想呢?

经典语言模型仍旧影响巨大

作者更为担忧的是,尽管许多语言科学家一致认为经典模型已经过时,但该模型的影响力仍然存在并且巨大。无论是从它使用的术语(“Broca”区和“Wernicke”区),还是从它的流行程度来看。尽管该模型过去是、现在仍然是神经科学史上一个极其重要的里程碑,但它常常是本科生、研究生和医学院报告中使用的主要模型,而这是已经不符合现代语言神经基础研究现状的。因此,小编认为作者的担忧是有道理的。援引作者的话来说,对于研究人员,我们不应该只是“向唱诗班讲道”。对文献的分析清楚地表明,”Wernicke-Lichtheim-Geschwind” 经典模型或至少其术语,仍然是“健壮”的,然后这种“健壮”却并不是有利的。研究者们应该敦促整个语言神经生物学领域考虑这些其他有希望的途径,在这些途径上建立一种新的、全面的替代经典模型的方法。

这篇文章中引用的很多文献都是语言神经基础研究中很具有典型性的研究,建议感兴趣的朋友要仔细研读啊。相信读过这篇文章后,你将对语言神经基础甚至于语言脑网络的研究有着更加清晰和全面的认识!!!

参考资料
Tremblay, P., Dick, A. S. J. B., & Language. (2016). Broca and Wernicke are dead, or moving past the classic model of language neurobiology. 162, 60-71.

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