Портал психологических изданий PsyJournals.ru
ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП К НАУЧНЫМ ИЗДАНИЯМ 
Каталог изданий 71Рубрики 51Авторы 6678Ключевые слова 15614 АвторамИздателямRSS RSS
РИНЦ DOAJ

Современная зарубежная психология

Издатель: Московский государственный психолого-педагогический университет

ISSN (online): 2304-4977

DOI: http://dx.doi.org/10.17759/jmfp

Издается с 2012 года

Периодичность: ежеквартально

Формат: электронное издание

Язык журнала: русский, английский

Доступ к электронным архивам: открытый

 

Функциональное картирование речевых зон мозга человека: перспективы использования метода магнитоэнцефалографии (МЭГ) * 559

Буторина А.В., Научный сотрудник Центра нейро-когнитивных исследований (МЭГ-Центр) Московского городского психолого-педагогического университета, Москва, Россия, armature@yandex.ru
Шестакова А.Н., Ph.D., Директор, центр нейроэкономики и когнитивных исследований, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Санкт-Петербург, Россия, a.shestakova@hse.ru
Николаева А.Ю., Аспирант ПИ РАО, anastasia.y.nikolaeva@gmail.com
Строганова Т.А., доктор биологических наук, профессор, руководитель Центра нейрокогнитивных исследований (МЭГ-Центр), ГБОУ ВПО МГППУ, Москва, Россия, stroganova56@mail.ru
Штыров Ю.Ю., Ph.D., старший научный сотрудник, Центр исследований мозга и познавательных процессов, Кембридж, Великобритания

Аннотация

На сегодняшний день в клинической практике и научных исследованиях остро стоит проблема локализации речевых зон человека. Несмотря на то, что два важнейших центра речи человека были выявлены достаточно давно (зоны Брока и Вернике, отвечающая за порождение и понимание речи соответсвенно), их расположение и даже полушарная латерализация могут сильно варьировать, создавая необходимость в надежной методике картирования применимой к индивидуальным испытыемым несмотря на анатомические и функциональные различия. Одним из самых надежных методов определения межполушарной ассиметрии в речевой функции является проба Вада. Данный метод используется в клинике, однако является инвазивной процедурой, что делает его неприменимым в научных целях. Другая группа методов основывается на регистрации кровотока мозга (функциональная магнитно-резонансная томография, позитронно-эмиссионная томография и т.д.); данные методы безопасны для человека, но их надежность невелика, а скорость не позволяет регистрировать кратковременную мгновенную активацию в мозге. Последнее делает очевидной необходимость использования методов с высоким временным разрешением: электроэнцефалографии и магнотоэнцефалографии. Последние экспериментальные данные говорят о том, что речевые зоны включаются в обработку уже в течение первых 200 мс. Одна из экспериментальных парадигм – т.н. оддболл-парадигма – позволяет регистрировать компонент негативности рассогласования (mismatch negativity), имеющий латентность 100-200 мс. Характерные для этого мозгового ответа высокая временная точность, уровень соотнешения сигнала к шуму и автоматизм генерации позволяют предложить его в качестве перспективного метода картирования речевых зон.

Ключевые слова: картирование, речевые зоны, магнитоэнцефалография (МЭГ), электроэнцефалография (ЭЭГ), негативность рассогласования

Рубрика: Нейронауки

Тип: обзорная статья

* Проект поддержан Министерством образования и науки РФ (ГК № 16518.11.7088)

Ссылка для цитирования

Фрагмент статьи

До сих пор в литературе существуют противоположные взгляды на вопрос, как упорядочены процессы, происходящие на разных уровнях. Одни исследователи предполагают, что обработка речевых сигналов происходит последовательно, путем передачи информации от одного уровня обработки к другому. Другие отстаивают гипотезу о параллельной обработке речевых сигналов на этих уровнях.

В пользу второго предположения существует ряд экспериментальных подтверждений. Данные нейро-анатомических и функциональных исследований говорят о том, что передача информации между кортиевым органом и корой больших полушарий по самым быстрым путям занимает не более 10—20 мс, дальнейшие 15—20 мс уходят на то, чтобы передать сигнал из основных слуховых зон в нижние отделы лобной доли и в височные области. Следовательно, существуют сильные нейробиологические доводы в пользу того, что как минимум первичное извлечение важной лингвистической информации из речи (если не интеграция ее в более широкий контекст) может осуществляться уже через ~50 мс после начала обработки.

Литература
  1. Alho K. Cerebral generators of mismatch negativity (MMN) and its magnetic counter-part (MMNm) elicited by sound changes // Ear Hear. 1995. Vol. 16. № 1. P. 38—51.
  2. Aulanko R., Hari R., Lounasmaa O. V., Naatanen R., Sams M. Phonetic invariance in the human auditory cortex // Neuroreport. 1993. Vol. 4. № 12. P. 1356—1358.
  3. Benson D. F. Aphasia and related disorders: a clinical approach. In Principles of behaveioral neurology. Mesulam M-M, (editor). Philadelphia: Davis, 1985. Р. 193—238.
  4. Binder J. R., Frost J. A., Hammeke T. A., Cox R. W., Rao S. M., Prieto T. Human brain language areas identified by functional magnetic resonance imaging // J Neurosci. 1997. Vol. 17. № 1. P. 353—362.
  5. Boulenger V., Shtyrov Y., Pulvermuller F. When do you grasp the idea? MEG evidence for instantaneous idiom understanding // Neuroimage. 2012. Vol. 15 № 59 (4). P. 3502—13.
  6. Broca P. Remarques sur le siege de la faculte du langage articule, suivies d'une observation d'aphemie // Bulletin de la Societe Anatomique. 1861. Vol. 36. P. 330—357.
  7. Connolly J. F., Phillips N. A., Forbes K. A. The effects of phonological and semantic features of sentence-ending words on visual event-related brain potentials // Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1995. Vol. 94. № 4. P. 276—287.
  8. Demonet J. F., Chollet F., Ramsay S., Cardebat D., Nespoulous J. L., Wise R., Rascol A., Frackowiak R. The anatomy of phonological and semantic processing in normal subjects // Brain. 1992. Vol. 115 (Pt. 6). №. P. 1753—1768.
  9. Eldredge D. H., Miller J. D. Physiology of hearing // Annu Rev Physiol. 1971. №. 33. P. 281—310.
  10. Eulitz C., Diesch E., Pantev C., Hampson S., Elbert T. Magnetic and electric brain activity evoked by the processing of tone and vowel stimuli // The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 1995. 15. № 4. P. 2748—2755.
  11. Fiez J. A., Raichle M. E., Balota D. A., Tallal P., Petersen S. E. PET activation of posterior temporal regions during auditory word presentation and verb generation // Cereb Cortex. 1996. 6. № 1. P. 1—10.
  12. Friederici A. D. Towards a neural basis of auditory sentence processing // Trends CognSci. 2002. 6. № 2. P. 78—84.
  13. Geschwind N. The organization of language and the brain // Science. 1970. 170. № 3961. P. 940—944.
  14. Giraud A. L., Price C. J. The constraints functional neuroimaging places on classical models of auditory word processing // J Cogn Neurosci. 2001. 13. № 6. P. 754—765.
  15. Gootjes L., Raij T., Salmelin R., Hari R. Left-hemisphere dominance for processing of vowels: a whole-scalp neuromagnetic study // Neuroreport. 1999. 10. № 14. P. 2987—2991.
  16. Hagoort P. The fractionation of spoken language understanding by measuring electrical and magnetic brain signals // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008. 363. № 1493. P. 1055—1069.
  17. Hauk O., Shtyrov Y., Pulvermuller F. The time course of action and action-word comprehension in the human brain as revealed by neurophysiology // J Physiol Paris. 2008. 102. № 1—3. P. 50—58.
  18. Helenius P., Salmelin R., Richardson U., Leinonen S., Lyytinen H. Abnormal auditory cortical activation in dyslexia 100 msec after speech onset // J Cogn Neurosci. 2002. 14. № 4. P. 603—617.
  19. Hickok G., Poeppel D. Dorsal and ventral streams: a framework for understanding aspects of the functional anatomy of language // Cognition. 2004. 92. № 1—2. P. 67—99.
  20. Howard D., Patterson K., Wise R., Brown W. D., Friston K., Weiller C., Frackowiak R. The cortical localization of the lexicons. Positron emission tomography evidence // Brain. 1992. 115 ( Pt 6). №. P. 1769—1782.
  21. Liebenthal E., Binder J.R., Spitzer S. M., Possing E. T., Medler D. A. Neural substrates of phonemic perception // Cereb Cortex. 2005. 15. № 10. P. 1621—1631.
  22. MacGregor L., Pulvermuller F., van Casteren M., Shtyrov Y. Ultra-rapid access to words in the brain: Neuromagnetic evidence. // Nature Communications. 2012. [in press].
  23. Marslen-Wilson W. D. Functional parallelism in spoken word-recognition // Cognition. 1987. 25. № 1—2. P. 71—102.
  24. Mesulam M. M. Large-scale neurocognitive networks and distributed processing for attention, language, and memory // Ann Neurol. 1990. 28. № 5. P. 597—613.
  25. Morris R. G. D. O. Hebb: The Organization of Behavior, Wiley: New York; 1949 // Brain Res Bull. 1999. Vol. 50. № 5—6. P. 437.
  26. Mummery C. J., Ashburner J., Scott S. K., Wise R. J. Functional neuroimaging of speech perception in six normal and two aphasic subjects // J Acoust Soc Am. 1999. Vol. 106. №1. P. 449—457.
  27. Naatanen R. Attention and Brain Function. Lawrence Erlbaum Associates: Hillsdale, NJ, 1992. P. 494.
  28. Naatanen R., Lehtokoski A., Lennes M., Cheour M., Huotilainen M., Iivonen A., Vainio M., Alku P., Ilmoniemi R. J., Luuk A., Allik J., Sinkkonen J., Alho K. Language-specific phoneme representations revealed by electric and magnetic brain responses // Nature. 1997. Vol. 385. № 6615. P. 432—434.
  29. Narain C., Scott S. K., Wise R. J., Rosen S., Leff A., Iversen S. D., Matthews P. M. Defining a left-lateralized response specific to intelligible speech using fMRI // Cereb Cortex. 2003. Vol. 13. № 12. P. 1362—1368.
  30. Norris D., McQueen J. M., Cutler A. Merging information in speech recognition: feed-back is never necessary // Behav Brain Sci. 2000. Vol. 23. № 3. P. 299—325; discussion 325—270.
  31. Parviainen T., Helenius P., Salmelin R. Cortical differentiation of speech and non-speech sounds at 100 ms: implications for dyslexia // Cereb Cortex. 2005. Vol. 15. № 7. P. 1054—1063.
  32. Penfield W., Rasmussen T. The cerebral cortex of man. Macmillan: New York, 1950. P. 150.
  33. Phillips C., Pellathy T., Marantz A., Yellin E., Wexler K., Poeppel D., McGinnis M., Roberts T. Auditory cortex accesses phonological categories: an MEG mismatch study // J Cogn Neurosci. 2000. Vol. 12. № 6. P. 1038—1055.
  34. Pulvermuller F., Fadiga L. Active perception: sensorimotor circuits as a cortical basis for language // Nat Rev Neurosci. 2010. Vol. 11. № 5. P. 351—360.
  35. Pulvermuller F., Shtyrov Y., Ilmoniemi R. Brain signatures of meaning access in action word recognition // J Cogn Neurosci. 2005. Vol. 17. № 6. P. 884—892.
  36. Scott S. K., Blank C. C., Rosen S., Wise R. J. Identification of a pathway for intelligible speech in the left temporal lobe // Brain. 2000. Vol. 123 Pt 12. №. P. 2400—2406.
  37. Shestakova A., Brattico E., Huotilainen M., Galunov V., Soloviev A., Sams M., Ilmoniemi R. J., Naatanen R. Abstract phoneme representations in the left temporal cortex: magnetic mismatch negativity study // Neuroreport. 2002. Vol. 13. № 14. P. 1813—1816.
  38. Shestakova A., Brattico E., Soloviev A., Klucharev V., Huotilainen M. Orderly cortical representation of vowel categories presented by multiple exemplars // Brain Res Cogn Brain Res. 2004. Vol. 21. № 3. P. 342—350.
  39. Shtyrov Y. Automaticity and attentional control in spoken language processing: neurophysiological evidence // Mental Lexicon. 2010. Vol. 5. № 2. P. 255—276.
  40. Shtyrov Y., Hauk O., Pulvermuller F. Distributed neuronal networks for encoding category-specific semantic information: the mismatch negativity to action words // Eur J Neurosci. 2004. Vol. 19. № 4. P. 1083—1092.
  41. Shtyrov Y., Kujala T., Palva S., Ilmoniemi R. J., Naatanen R. Discrimination of speech and of complex nonspeech sounds of different temporal structure in the left and right cerebral hemispheres // Neuroimage. 2000. Vol. 12. № 6. P. 657—663.
  42. Shtyrov Y., Pihko E., Pulvermuller F. Determinants of dominance: is language laterality explained by physical or linguistic features of speech? // Neuroimage. 2005. Vol. 27. № 1. P. 37—47.
  43. Shtyrov Y., Pulvermuller F. Early MEG activation dynamics in the left temporal and inferior frontal cortex reflect semantic context integration // J Cogn Neurosci. 2007. Vol. 19. № 10. P. 1633—1642.
  44. Shtyrov Y., Pulvermuller F. Language in the mismatch negativity design: motivations, benefits and prospects // Journal of Psychophysiology. 2007. Vol. 21. № 3—4. P. 176—187.
  45. Tiitinen H., Virtanen J., Ilmoniemi R.J., Kamppuri J., Ollikainen M., Ruohonen J., Naatanen R. Separation of contamination caused by coil clicks from responses elicited by transcranial magnetic stimulation // Clin Neurophysiol. 1999. Vol. 110. № 5. P. 982—985.
  46. Vihla M., Salmelin R. Hemispheric balance in processing attended and non-attended vowels and complex tones // Brain Res Cogn Brain Res. 2003. Vol. 16. № 2. P. 167—173.
  47. Vouloumanos A., Kiehl K. A., Werker J. F., Liddle P. F. Detection of sounds in the auditory stream: event-related fMRI evidence for differential activation to speech and non-speech // J Cogn Neurosci. 2001. Vol. 13. № 7. P. 994—1005.
  48. Wada J. A. Youthful season revisited // Brain Cogn. 1997. Vol. 33. № 1. P. 7—10.
  49. Wernicke C. Der aphasische Symptomencomplex. Eine psychologische Studie aufanatomischer Basis. Kohn und Weigert: Breslau, 1874. c.
  50. Zatorre R. J., Meyer E., Gjedde A., Evans A. C. PET studies of phonetic processing of speech: review, replication, and reanalysis // Cereb Cortex. 1996. Vol. 6. № 1. P. 21—30.
 
Webometrics
О проекте PsyJournals.ruЛауреат XIV национального психологического конкурса «Золотая Психея» по итогам 2012 года

© 1997–2016 Портал психологических изданий PsyJournals.ru  Все права защищены

Свидетельство регистрации СМИ Эл № ФС77-66447 от 14 июля 2016 г.

Издатель: ФГБОУ ВО МГППУ

Лауреат XIV национального психологического конкурса «Золотая Психея» по итогам 2012 года

RSS-анонсы журналов Psyjournals на facebook Группа Psyjournals Вконтакте Twitter Psyjournals
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика