“独一无二”的人类语言区域连接

【字体: 时间:2022年07月07日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

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  神经科学家们对我们的大脑是如何进化成可以使用语言的大脑有了新的认识。与黑猩猩的大脑相比,我们大脑中语言区域的连接模式比我们之前认为的扩展得更多。

  

神经科学家们对我们的大脑是如何进化成可以使用语言的大脑有了新的认识。与黑猩猩的大脑相比,我们大脑中语言区域的连接模式比我们之前认为的扩展得更多。内梅亨大学和牛津大学的研究人员于7月4日在《PNAS》上发表了他们的研究结果。

“乍一看,人类和黑猩猩的大脑非常相似。它们和我们之间令人费解的区别是,我们人类使用语言交流,而非人灵长类动物不会。”合著者Joanna Sierpowska说。多年来,理解大脑中是什么使这种独特的能力成为可能一直激励着研究人员。然而,到目前为止,他们的注意力主要集中在连接额叶和颞叶的一种特殊的神经束——弓状束上,这种神经束除了在物种间表现出显著的差异外,还与语言功能有关。

Sierpowska说:“我们想把注意力转移到位于颞叶的两个皮层区域的连接上,这两个区域对我们使用语言的能力同样重要。”

成像白质

为了研究人类和黑猩猩大脑的差异,研究人员使用了50个人类大脑和29个黑猩猩大脑的扫描,扫描方式与人类类似,但在良好控制的麻醉下,作为它们例行兽医检查的一部分。更具体地说,他们使用了一种称为扩散加权成像(DWI)的技术,这种技术可以对连接大脑区域的神经通路白质进行成像。

利用这些图像,他们探索了两个与语言相关的大脑中枢(颞叶的前中部和后中部区域)的连接,并在物种之间进行了比较。Sierpowska说:“对于人类来说,这两个区域都被认为对学习、使用和理解语言至关重要,并且拥有许多白质通道。我们也知道,这些大脑区域的损伤会对语言功能产生不利影响。然而,到目前为止,关于它们的连接模式是否是人类独有的问题仍然没有答案。”

人类大脑的新连接

研究人员发现,黑猩猩的后颞中部区域的连接主要局限于颞叶,而人类的前额和顶叶则出现了新的连接,使用弓形束作为解剖通道。事实上,人类两个语言区域的变化都包括颞叶连接的一系列扩展。“我们的研究结果表明,弓形束肯定不是进化变化的唯一驱动力,为大脑成熟的语言能力做准备,”合著者Vitoria Piai说。

Piai说:“我们的发现纯粹是解剖学上的,所以很难在这种情况下对大脑功能做出任何评价。但这种连接模式对我们人类来说如此独特的事实表明,它可能是大脑组织的一个关键方面,使我们具有独特的语言能力。”

Comparing human and chimpanzee temporal lobe neuroanatomy reveals modifications to human language hubs beyond the frontotemporal arcuate fasciculus

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