Hjerne: Grammatikk er teamarbeid

Ny innsikt i årsakene til menneskets språkevne

Sammenligning av hjerneaktivitet og strukturelle koblinger av hjerneområder ved behandling av enkle eller komplekse språklige regler. A: Frontal operculum er involvert i behandling av begge typer regler (øvre panel). På den annen side blir Broca-området kun konsultert for komplekse regler (nedre illustrasjon). B: fiberforbindelser mellom hjerneområdene til enkeltpersoner. Venstre: Den frontale operculum er assosiert med fremre områder av den temporale loben over fasciculus uncinatus. Til høyre: Broca-området holder gjennom fasciculus longitudialis overlegen forbindelse med øvre områder i den temporale loben. © MPG
lese høyt

Hvorfor forstår vi mennesker kompliserte setninger og våre nærmeste slektninger - apene - bare enkeltord? Hva som er årsakene til menneskets evne til å snakke, er ennå ikke helt forstått. Nå har Leipzig forskere funnet ut at i hjernen til to hjerner er ansvarlige for forskjellige prosesseringsevner på språket. De fant ut at enkle talestrukturer behandles i et evolusjonært eldre hjerneområde som apekatter har. Kompliserte strukturer aktiverer imidlertid prosesser i et utviklingsmessig yngre hjerneområde som bare mennesker har.

{} 1r

Som forskerne fra Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences rapporterer i tidsskriftet PNAS, gir disse funnene et viktig element for å forstå evnen til menneskelig språk.

To grunnleggende mønstre av grammatikk

Å kunne forstå og skape språk er en essensiell funksjon som skiller oss fra ikke-menneskelige primater. Spesielt er det å bruke komplekse språklige regler ansvarlig for at mennesker, i motsetning til andre arter, kan produsere og forstå lange setninger.

Hvis du analyserer språkets regler (syntaks), kan du skille to grunnleggende mønstre for grammatikk. En enkel regel er å korrekt formulere typiske (sannsynlige) setninger som artikkel og substantiv ("en sang") eller artikkel og verb ("som"). Dermed er sannsynligheten for at et substantiv følger en artikkel veldig høy, at et verb er dårligere enn en artikkel, men veldig lavt. utstilling

For å forstå lengre setninger trenger man en mer kompleks strukturell modell, det såkalte "hierarkiet". Hierarkiske avhengigheter mellom setninger dannes for å knytte dem sammen, som en innsatt underordnet ledd: "Sangen [som gutten sang] gledet læreren". Tilnærmingen til Max Planck-studien var derfor å sammenligne hjerneaktivitetene i behandlingen av disse to modellene, dvs. "koblingssannsynlighet" og "hierarki".

I et atferdseksperiment hadde forskere i USA tidligere vist at mens ikke-menneskelige primater (tamarinmus) er i stand til å håndtere regler med lokale tilkoblingssannsynligheter, bruker de ikke hierarkiske regler. Resultatet fikk Leipzig-forskerne til å antyde at komplekse grammatiske regler blir behandlet av hjerneområder som er 'fylogenetisk yngre'. Forskerne undersøkte denne antagelsen i et funksjonelt atomspinntomografi (fMRI) eksperiment på mennesker.

Kunstneriske grammatikk med meningsløse stavelser

For dette formålet genererte forskerne kunstige grammatikker med meningsløse, men strukturerte stavelser (f.eks. De bo gi til). Strengingen av disse stavelsene fant sted enten i henhold til den enkle regelen ("tilkoblingssannsynlighet") eller den mer komplekse regelen ("hierarki"). Stavene er delt inn i to kategorier. Stavelser i klasse A ble avsluttet med høye vokaler (de, gi, le ...), stavelser i kategori B med mørke vokaler (bo, fo, gu, ...). Den enkle regelen dannet vekslende sekvenser av kategoriene A og B (f.eks. AB AB = de bo gi ku), mens den komplekse regelen dannet hierarkier ved å koble begge kategoriene (f.eks. AA BB = de gi ku bo).

Dette prinsippet tilsvarer forsøket på å redusere grammatikk til de enkleste formelle reglene. Fordelen med kunstneriske grammatikker i eksperimenter - i motsetning til naturlig grammatikk - er at andre strukturelle elementer i språket (semantikk, fonologi, morfologi) ikke har noen ekstra innflytelse på den nevrologiske prosessen kan.

Forsøkspersonene trente begge grammatiske typene to dager før MR-undersøkelsen. Den ene gruppen lærte "koblingssannsynlighet", den andre gruppen "hierarkiet". Under fMRI-undersøkelsen ble nye sekvenser av stavelser presentert via en skjerm som var syntaktisk "riktig" (riktige sekvenser) eller "feil" (ukorrekte sekvenser). På denne måten ble anvendelsen av de lærte reglene målt, eller fagene skulle vurdere hver sekvens i henhold til grammatikalitet (riktig / galt).

Når de behandlet begge typer regler, var Leipzig-forskerne i stand til å demonstrere individets aktiviteter i et menneskelig hjerneområde (frontal operculum). Som de antydet, viste en fersk hjernestruktur, Broca-området, bare aktivitet når forsøkspersonene behandlet hierarkiske regler.

Ytterligere forskning er nødvendig

I et andre trinn ble metoden Diffusion-Weighted Imaging (DTI) brukt for å undersøke strukturell tilkobling (tilkobling) i de to hjerneområdene. Som et resultat kunne begge hjerneområder skilles fra hverandre. Den frontale operculum ble knyttet til de fremre områdene i loben ved spesielle fiberforbindelser (fasciculus uncinatus). På den annen side hadde Broca-området forbindelser som førte over fasciculus longitudialis overlegen over øvre deler av loben.

Ved å bruke to forskjellige metoder (fMRI og DTI-måling), var Max Planck-forskerne i stand til å skille begge hjerneområdene når det gjelder struktur og funksjon. Så hvis enkle regler blir behandlet av hjernen, som tilsynelatende skjer i aper, aktiveres det fylogenetiske området i hjernen. På den annen side, når du bruker mer komplekse regler, som en ape ikke behersker, brukes Broca-området.

På den ene siden er dette funnet svært informativt for lokaliseringen av de funksjonelle områdene i den menneskelige hjernen som styrer taleprosessprosesser. På den annen side eksemplifiserer han hvordan komplekse spørsmål - for eksempel tilblivelsen av menneskelig språkevne - tas opp og undersøkes på tvers av fag og disipliner i moderne forskning. For de grunnleggende forskerne i Leipzig betyr dette å spørre neste gang hva de forskjellige koblingene til den temporale loben for talebehandling betyr i detalj.

(idw - MPG, 10.02.2006 - DLO)