Исследование Центра языка и мозга ВШЭ подтвердило роль мозолистого тела в языковой латерализации - распределении функций обработки языка между полушариями мозга. Авторы придумали инновационную языковую задачу для своих испытуемых и применили передовые методы нейровизуализации к полученным данным. Работа о результатах исследования опубликована в журнале PLoS ONE.

Функциональная асимметрия между двумя полушариями головного мозга при выполнении когнитивных функций высокого уровня является одной из основных характеристик человеческого мозга. Например, у большинства людей левое полушарие играет ведущую роль в обработке языка. Однако от 10% до 15% человеческой популяции в той или иной степени используют правое полушарие для решения той же задачи.

Традиционно латерализацию языка в правое полушарие объясняли рукопожатностью, поскольку она встречается в основном у левшей и амбидекстров (одинаково хорошо использующих обе руки). Однако последние исследования продемонстрировали генетические различия в том, как язык обрабатывается левшами и амбидекстрами. Кроме того, у некоторых правшей в языковых функциях задействовано правое полушарие.

Эти выводы побудили ученых рассмотреть альтернативные объяснения, в частности, изучить анатомию мозга, чтобы выяснить, почему языковые функции могут смещаться в правое полушарие. Исследователи из Центра языка и мозга ВШЭ предположили, что языковая латерализация может быть связана с анатомией мозолистого тела - крупнейшего комиссурального тракта в человеческом мозге, соединяющего два полушария головного мозга.

Исследователи попросили 50 участников исследования выполнить задание на завершение предложения. Испытуемых просили прочитать вслух визуально представленное русское предложение и завершить его соответствующим последним словом (например, "Тепер министр подписывает важное..." - "Сейчас министр подписывает важное..."). В то же время активность мозга участников регистрировалась с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Кроме того, у каждого испытуемого был измерен объем мозолистого тела.

Сравнение данных фМРТ и измерения объема мозолистого тела показало, что чем больше объем мозолистого тела, тем меньше латерализация языковой функции в правое полушарие.

Можно сказать, что при обработке языка мозг стремится эффективно использовать ресурсы левого полушария и подавлять посредством мозолистого тела любое дополнительное участие правого полушария. Чем больше у человека мозолистое тело, тем меньше его правое полушарие задействовано в обработке языка (и наоборот). Этот вывод согласуется с ингибиторной моделью, предполагающей, что мозолистое тело тормозит работу одного полушария, пока другое занято когнитивными задачами.

"Инновационный дизайн исследования и использование передовой нейровизуализации позволили сделать такой вывод. Латерализацию мозга при обработке языка обычно трудно точно измерить, поскольку типичные речевые задачи, используемые в предыдущих исследованиях (например, называние образов, выбор слов, начинающихся с определенной буквы, или прослушивание речи), обычно вызывают активацию только в некоторых частях мозга, отвечающих за языковые функции, но не в других. Вместо этого мы разработали уникальную речевую задачу для фМРТ - завершение предложения, которая надежно активирует все языковые области мозга", - говорит Ольга Драгой, директор Центра языка и мозга ВШЭ.

Важно добавить, что авторы восстановили объем и свойства мозолистого тела по данным МРТ с помощью передовой техники трактографии: ограниченной сферической деконволюции (CSD). Этот метод больше подходит для моделирования пересекающихся волокон в наименьшей единице объема - вокселе (3D-пикселе), чем традиционная диффузионная тензорная визуализация, и поэтому является более надежным.