大腦中的語言通路:你知道有兩條聽覺通道嗎?

在人類的語言處理中,語言的溝通和理解扮演著至關重要的角色。心理語言學研究表明,語言處理是一種獨特的人類能力,與其他近親的靈長類動物相比,人類在語言的語法理解和系統性方面遠為優越。20世紀以來,關於語言處理的主流模型是基於威爾尼克(Wernicke)-李希海姆(Lichtheim)-格施溫德(Geschwind)模型,這主要是從腦損傷病人的案例分析中得出的。隨著顱內電生理記錄技術的進步以及fMRI、PET、MEG和EEG等非侵入性技術的出現,科學家逐漸發現大腦中存在著雙重聽覺通路,並提出了兩條通路模型。

根據這一模型,大腦的聽覺皮層與額葉之間存在兩條不同的通路,每條通路在語言處理中扮演不同的角色。

具體來說,聽覺腹側通路(auditory ventral stream,AVS)負責聲音識別,因此被稱為聽覺的「什麼(what)通路」。而聽覺背側通路(auditory dorsal stream,ADS)則負責聲音的定位,故被稱為聽覺的「哪裡(where)通路」。人類的這一通路(特別是在左半球)還負責言語的生成、重複、唇讀以及音位工作記憶和長期記憶。

根據語言進化的「從哪裡到什麼」的模型,ADS的多功能性可以追溯到語言進化的不同階段。這兩條通路的分化最早發生在聽覺神經中,前支進入腦幹的前聽核,形成聽覺腹側通路;而後支則進入背側和腹背聽核,形成聽覺背側通路。這些通路不僅在口語交流中具有重要意義,還與手語和書寫內容的處理相關。

早期神經語言學模型

在20世紀,神經語言學的研究主要依賴於威爾尼克-李希海姆-格施溫德模型。這一模型主要基於腦損傷患者在語言相關障礙中的症狀研究。根據該模型,語言的接受是通過專門的語詞接受中心(威爾尼克區)來實現的,該區域位於左側的顳頂交界處。然後,這一區域將信息傳遞至負責語言生成的區域(布羅卡區),該區域位於左側的額下回。由於這一模型將幾乎所有的語言輸入都認為是通過威爾尼克區,所有的語言輸出都通過布羅卡區,這造成難以清晰識別這兩個區域的基本屬性。

由於對語言的理解與表達並不是完全依賴於這兩個區域,這使得在其他靈長類動物中識別其同源區域變得非常困難。

然而,隨著fMRI的出現及其在損傷映射中的應用,這一模型被證明基於症狀與病變之間的不正確相關性。因此,這一影響深遠又主導的模型的反駁,為大腦中語言處理的新模型鋪平了道路。

當前的神經語言學模型

解剖學

在過去二十年中,對靈長類動物聲音神經處理的理解取得了重大進展。早期通過記錄猴子聽覺皮層的神經活動,後續利用組織學染色和fMRI掃描研究,識別出初級聽覺皮層中的三個聽覺區域,及其周圍的九個聯合聽覺區域。解剖追蹤和損傷研究進一步表明前後聽覺區域之間的分離。

最新的證據顯示,人類和猴子之間的聽覺區域存在同源性,這也支持了人類語言處理的雙通道模型的有效性。

聽覺腹側通路

聽覺腹側通路(AVS)連接聽覺皮層與中顳回和顳極,後者又與額下回相連。這一路徑負責聲音識別,因此被稱為聽覺的「什麼通路」。這一通路的功能包括聲音的識別、句子理解等。

聽覺背側通路

相對而言,聽覺背側通路(ADS)則連接聽覺皮層與頂葉,最終與額下回相連。在人類和非人靈長類動物中,ADS主要負責聲音的定位,因此被稱為聽覺的「哪裡通路」。此外,這一通路(特別是在左側)負責語言生成、語言重複、唇讀及音位的工作記憶和長期記憶。

隨著對這些通路理解的深入,科學界對於語言處理的模式有了新的認識,二者的運作不僅僅是線性關係,而是複雜的交互作用。這樣的研究開啟了對人類語言進化道路的更深入探索。

你是否想過,未來的研究會如何進一步揭示大腦中語言處理的奧秘?

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