Obszar funkcji Broca, anatomii i chorób

The Obszar Broca jest to część naszego mózgu, która tradycyjnie była uważana za „centrum mowy”. Zwykle znajduje się w lewej lub dominującej półkuli i jest częścią płata czołowego mózgu.

Obszar ten został odkryty w 1861 roku przez francuskiego neurochirurga Paula Broca. Ten naukowiec zbadał mózgi pacjentów z trudnościami w mowie. Dowiodło to, że obszar Broki ma fundamentalne znaczenie w wyrażaniu języka.

Obszar Broca sprawuje kontrolę nad funkcjami motorycznymi związanymi z produkcją mowy. U osób, które wyrządziły szkody w tym obszarze, obserwuje się, że rozumieją język, ale nie potrafią mówić płynnie ani poprawnie wyrażać słów.

Istnieje inny region w mózgu zwany obszarem Wernickego, który jest odpowiedzialny za przetwarzanie i rozumienie języka. Jest on połączony z obszarem Broca za pomocą struktury zwanej łukowatym fragmentem.

Chociaż obecnie wiadomo, że obszar Broki odgrywa zasadniczą rolę w produkcji mowy, naukowcy wciąż badają jego dokładne funkcjonowanie. Na przykład badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa wykazało, że obszar Broca jest aktywowany przed wymową słów, a jego aktywność zmniejsza się, gdy osoba zaczyna mówić.

Wydaje się, że tak jest, ponieważ obszar Broki jest odpowiedzialny za planowanie łańcucha ruchów niezbędnych do wymówienia słów, które zamierzamy powiedzieć.

Tradycyjnie obrażenia w okolicy Broki i okolicy wydają się powodować afazję Broki. Przejawia się to w płynnej mowie, powolnej i z błędami. Problem tkwi w wymowie, zachowując znaczenie wiadomości.

Krótka historia obszaru Broca

Paul Broca opublikował w 1861 roku pracę o pacjencie o imieniu Leborgne, który zaczął mieć problemy z mową w wieku 30 lat.

Broca zbadał go, gdy miał 51 lat i zdał sobie sprawę, że jedynym wyrazem, jaki mógł wyrazić, był „Tan”.

Dlatego ten pacjent był znany jako Monsieur Tan, miał normalny poziom zrozumienia, mógł wyrażać się za pomocą gestów i nie stwarzał żadnych problemów w mięśniach ustno-artykulacyjnych..

Po jego śmierci sekcja zwłok ujawniła, że ​​miał rozległe uszkodzenie mózgu z powodu rzadkiego stanu zwanego kiła układu nerwowego, który jest wynikiem nieleczonej kiły..

Ta infekcja dotyczyła czaszki, opon i dużej części lewej półkuli. Miał także duży ropień w trzecim lewym zakręcie czołowym.

Mózg Monsieur Tan zachowuje się w Muzeum Dupuytrena w Paryżu.

W 1863 roku Broca opublikował 25 przypadków pacjentów ze zmianami w mowie i zmianami w lewej półkuli. Prawie cały trzeci lewy zakręt czołowy był również dotknięty.

To sprawiło, że Broca oświadczył, że „rozmawiamy z lewą półkulą”. Oprócz określenia, że ​​w tylnej części płata mózgu znajduje się „centrum językowe”.

Z tego badania Broca wywnioskował, że artykulacja języka może być utrzymana w zakręcie czołowym. Dlatego ten obszar otrzymał nazwę obszaru Broca. Był to pierwszy obszar mózgu związany z funkcją, w tym przypadku z językiem.

Broca nazwał afemię zmianami związanymi z uszkodzeniami w tym obszarze, chociaż później przyjęto termin afazja.

Lokalizacja

Obszar Broca znajduje się w lewej (lub dominującej) półkuli mózgu. Znajduje się nad i za lewym okiem, a konkretnie w trzecim zakręcie czołowym.

Znajduje się tuż nad szczeliną Silvio i blisko przedniej części kory ruchowej odpowiedzialnej za ruchy twarzy i ust. Zgodnie z mapą Brodmanna obszar ten odpowiada obszarom 44 i 45.

Obszar ten zwykle znajduje się w lewej półkuli, nawet u osób leworęcznych. Dominacja prawej półkuli może jednak wystąpić u około 4% osób praworęcznych. Możesz osiągnąć 27% w leworęcznych. 

Części obszaru Broca

Obszar Broca jest podzielony na dwa: pars opercularis (obszar Brodmanna 44) i pars triangularis (obszar 45 Brodmanna).

Pars opercularis współpracuje z trójkątami pars, aby wykonywać zadania semantyczne. Wydaje się, że niektóre badania sugerują, że obszar ten jest bardziej zaangażowany w przetwarzanie fonologiczne i syntaktyczne. Inne dane wskazują, że pars opercularis uczestniczy w postrzeganiu muzyki.

Obszar ten ma tendencję do otrzymywania połączeń obszarów motorycznych somatosensorycznych i dolnych ciemieniowych.

Triangularis pars zajmuje trójkątną część dolnego zakrętu czołowego. Region ten jest aktywowany w zadaniach semantycznych, na przykład w celu określenia, czy słowo należy do konkretnej czy abstrakcyjnej istoty.

Wydaje się również uczestniczyć w zadaniach generowania, to znaczy wywoływać czasownik związany z rzeczownikiem. Na przykład jedzenie jabłek.

Obszar ten otrzymuje więcej połączeń z kory przedczołowej, wyższego zakrętu skroniowego i wyższej bruzdy skroniowej.

Niektórzy autorzy wskazali, że istnieje „kompleks Broca”, który oprócz poprzednich zawiera obszar 47 Brodmanna.

Ostatnio zaproponowano, że obszar Broca jest również częścią obszaru 46. Podobnie jak obszar 6 (głównie dodatkowy obszar ruchowy), który rozciągałby się na zwoje podstawy i wzgórze.

Obecnie trwają badania mające na celu rozwiązanie dokładnych elementów obszaru Broca.

Funkcje obszaru Broca

Jak wspomniano powyżej, główną funkcją obszaru Broca jest wyrażenie języka. W szczególności obszar ten jest związany z produkcją mowy, przetwarzaniem języka i kontrolą ruchów twarzy i ust w celu wyartykułowania słów.

Przez długi czas uważano, że obszar Broca był poświęcony wyłącznie tworzeniu języka. Jednak wiele badań pokazuje, że obszar Broki ma również fundamentalne znaczenie dla jego zrozumienia.

Jest to obserwowane u pacjentów ze zmianami w tym obszarze, które wykazują agramatyczną produkcję mowy. Oznacza to, że nie są w stanie zamawiać słów, aby tworzyć sensowne zdania. Na przykład możesz powiedzieć „piłka dla dziecka” zamiast „dziecko gra w piłkę”.

Niektóre badania neuroobrazowe wykazały aktywację pars opercularis obszaru Broca podczas przetwarzania zdań złożonych.

W ten sposób obszar Broca wydaje się reagować na rozróżnienie zdań możliwych do gramatycznych i niemożliwych i jest aktywowany przez bardzo niejednoznaczne frazy.

W najnowszych badaniach, używając różnych technik do dokładnego zbadania aktywności mózgu, ustalono, że obszar Broca jest bardziej aktywny tuż przed wymówieniem słów..

Niektóre bardziej specyficzne funkcje obszaru Broca to:

- Kontrola morfosyntaksji. Zajmuje się ekspresją i zrozumieniem struktur składniowych, a także przetwarzaniem czasowników.

- Odpowiada za planowanie i programowanie silników. Oznacza to, że opracowuje plan artykulacji, a następnie koryguje błędy i dostosowuje płynność.

- Połącz elementy języka, aby wyrażenie miało sens.

- Wybór właściwych dźwięków, blokowanie lub hamowanie dźwięków „konkurentów”.

- Kontrola poznawcza do przetwarzania składniowego aspektu zdań.

- Wydaje się także uczestniczyć w pamięci werbalnej.

- Inni autorzy zaproponowali, aby najbardziej tylne części obszaru Broki, najlepiej, były odpowiedzialne za wykonywanie zadań językowych w oparciu o przetwarzanie fonologiczne (organizacja fonemów).

Podczas gdy poprzednie regiony byłyby zaangażowane w zadania przetwarzania składniowego i semantycznego.

- Wydaje się, że obszar Broki wpływa również na zrozumienie struktur gramatycznych. Na przykład pacjent z afazją Broki może zrozumieć proste zdania, ale miałby więcej problemów, gdyby struktura gramatyczna zwiększyła jego złożoność.

- Rozpoznaj działania, na przykład obszar ten wydaje się uaktywniać, gdy zauważysz cienie zrobione rękami symulującymi zwierzęta. To prowadzi nas do myślenia, że ​​ta strefa uczestniczy w interpretacji działań innych.

- Ponadto część obszaru Broca wydaje się wpływać na manipulowanie obiektami.

- Gestykulacja towarzysząca mowie. Wydaje się, że gesty, które wykonujemy, gdy mówimy o zmniejszeniu niejednoznaczności przekazu, są tłumaczone na słowa w obszarze Broki.

Ta strefa interpretuje więc gesty aktywowane, gdy są reprezentowane. Dlatego, gdy w rejonie Broca występują obrażenia u osób, które używają języka migowego, również mają problemy z komunikacją ze wspomnianym językiem..

Połączenia

Po studiach Broca Carl Wernicke odkrył inną część mózgu, która jest zaangażowana w rozumienie języka. Znajduje się w tylnej części lewego płata skroniowego. Ludzie, którzy doznali urazu w tym rejonie, mogli mówić, ale ich mowa była niespójna.

Badania Wernickego zostały potwierdzone w późniejszych badaniach. Neuronaukowcy zgadzają się, że wokół bocznego rowka (zwanego szczeliną Silvio) lewej półkuli mózgu istnieje rodzaj układu nerwowego zaangażowanego w zrozumienie i wytwarzanie języka mówionego.

Na końcu tego obwodu znajduje się obszar Broca, który jest związany z produkcją języka (wyjścia językowe). Na drugim krańcu, w tylnym górnym płacie skroniowym, znajduje się obszar Wernicke. Co wiąże się z przetwarzaniem słów, które słyszymy (wprowadzanie języka).

Obszar Broca i obszar Wernicke są połączone dużą wiązką włókien nerwowych zwaną łukiem łukowym..

Niektóre badania wykazały, że istnieje trzeci podstawowy obszar w języku znanym jako „terytorium Geschwind”. I wydaje się, że znajduje się w dolnym płacie ciemieniowym. Badania neuroobrazowe wykazały, że obszar ten jest połączony z obszarem Broca i Wernicke przez duże wiązki włókien nerwowych.

Chociaż informacje mogą przemieszczać się bezpośrednio między obszarem Broca i Wernicke przez łukowatą zeszyt, powyższe wskazuje, że istnieje druga równoległa trasa. krąży w dolnym płacie ciemieniowym.

Nowsze badania wykorzystywały bezpośrednie zapisy powierzchni kory mózgowej u pacjentów neurochirurgicznych. Odkryli, że kiedy pojawiają się słowa, obszar Broca działa jako pośrednik między korą skroniową (która organizuje nadchodzące informacje sensoryczne) a korą ruchową (która wykonuje ruchy ust).

Aby mowa była możliwa, utrzymuje połączenia z obiema strukturami. Obszar Broca koordynuje przekształcanie informacji przez sieci korowe zaangażowane w produkcję mówionych słów. Zatem obszar Broca formułuje „kod artykulacyjny” dla kory ruchowej do późniejszego wdrożenia.

Choroby w rejonie Broca

Zwykle zmiana w obszarze wiertniczym prowadzi do słynnej afazji Broki. Pacjenci z tym schorzeniem mają trudności z produkcją mowy, zachowując więcej zrozumienia.

Mowa charakteryzuje się tym, że jest powolna, niezbyt płynna i niepoprawna gramatycznie. Mają też problemy z powtarzaniem zdań, a także z czytaniem i pisaniem. Pacjenci ci zazwyczaj wymawiają pojedyncze słowa i krótkie frazy z dużym wysiłkiem.

Powszechny jest język telegraficzny, pominięcia i uproszczenia spółgłosek oraz trudności w tworzeniu złożonych czasów czasowników. Zazwyczaj nie używają terminów funkcjonalnych, takich jak „the”, „in”, „over”, „with” itp..

Mogą mieć problemy ze zrozumieniem, gdy wyrażenie jest wyrażane w bardziej złożony sposób. Na przykład dzieje się to z pasywnymi zwrotami typu „kot został pieszczony przez właściciela”.

Jednak ci pacjenci są świadomi swoich ograniczeń i mogą czuć się zirytowani i smutni.

Udar jest najczęstszą przyczyną obrażeń w okolicy Broca, zwłaszcza tych, które obejmują lewą środkową tętnicę mózgową. Ten obszar dostarcza krwi do obszarów językowych.

Jednak obszar Broki może być również dotknięty urazem czaszkowo-mózgowym, guzami, infekcjami lub interwencjami chirurgicznymi w mózgu.

Konieczne jest wyjaśnienie, że afazja Broki nie powstaje z powodu tylko jednej zmiany zlokalizowanej w okolicy Broki. Zwykle pojawia się z powodu urazów zarówno na tym obszarze, jak i na obszarach przyległych (obszary Brodmanna 6, 8, 9, 10 i 26 oraz wyspy).

Wydaje się, że gdyby dano uszkodzenie, które obejmowałoby tylko obszar Broca, zaobserwowany zostałby efekt zwany „obcym akcentem”. Pacjenci ci mieliby łagodne problemy z płynnością artykulacji języka. Oprócz trudności ze znalezieniem niezbędnych słów.

Referencje

1. Wszystko o okolicy Broca w mózgu. (11 lutego 2017). Źródło: informacje o edukacji: biology.about.com.
2. Scenariusz scenariusza do Broca's the Brain's, Shaping Speech, Study Finds. (17 lutego 2015). Źródło: Johns Hopkins Medecine: hopkinsmedicine.org.
3. Obszar Broki, obszar Wernickego i inne obszary przetwarzania języka w mózgu. (s.f.). Pobrane 12 lutego 2017 r. Z Brain od góry do dołu: thebrain.mcgill.ca.
4. Obszar Broca. (s.f.). Pobrane 12 lutego 2017 r. Z Radiopaedia: radiopaedia.org.
5. Obszar Broca. (s.f.). Pobrane 12 lutego 2017 r. Z Wikipedii: en.wikipedia.org.
6. Obszar Broca - Podstawowe funkcje. (s.f.). Pobrano 12 lutego 2017 r. Z DNA Learning Center: dnalc.org.
7. Mózg i język: Neuralna reprezentacja słów i ich znaczenia. (s.f.). Źródło: 12 lutego 2017 r. Z Universitat Jaume I: uji.es.
8. Flinker, A., Korzeniewska, A., Shestyuk, A., Franaszczuk, P. J., Dronkers, N. F., Knight, R. T. i Crone, N. E., Redefiniowanie roli obszaru Broca w mowie. (2015). Materiały Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych Ameryki (9) 2871-2875
9. Friederici, A. D., W kierunku neuronalnej podstawy przetwarzania zdania słuchowego. Trends in Cognitive Sciences, 6 (2), 78 - 84.
10. González, R. i Hornauer-Hughes, A. (2014). Mózg i język Hospital Clinico Magazine University of Chile, 25, 143-153.
11. Sahin, N., Pinker, S., Cash, S., Schomer, D., i Halgren, E. (n.d). Sekwencyjne przetwarzanie informacji leksykalnych, gramatycznych i fonologicznych w obszarze Broca. Science, 326 (5951), 445-449.
12. Trejo-Martinez, D., Jiménez-Ponce, F., Marcos-Ortega, J., Conde-Espinosa, R., Faber-Barquera, A., Velasco-Monroy, AL i Velasco-Campos, F. (2007 ). Anatomiczne i funkcjonalne aspekty obszaru Broca w neurochirurgii funkcjonalnej. Medical Journal of General Hospital of Mexico, 70 (3), 141-149.