뇌의 리듬 : 신경 언어학을위한 흥미 진진한 시간

언어는 두뇌에 있습니다. 이것은 진실이 아니라 언어의 생물학적 특성에 대한 수십 년의 조사 끝에 중요한 발견입니다. 초기에 신경 언어학 (뇌가 언어를 처리하는 방식을 다루는 언어학 분야)은 언어 장애가있는 환자의 해부학 적 연구에만 의존 할 수있었습니다. 이것이 브로카 영역 (문장 조립에 대략적으로 관여하는 뇌의 일부)과 베르 니케 영역 (단어 의미가 저장되는 영역)이 식별 된 방법입니다. 수십 년 후, 기능성 신경 영상의 개발은 다양한 언어 자극에 반응하여 혈류량, 전기적 활동 등의 측면에서 건강하고 영향을받은 사람들의 뇌에서 발생하는 생리 학적 변화를 선명하게 보여줍니다. 시간이 지남에 따라 구문, 의미론 또는 음운 처리의 다양한 측면과 관련하여 인상적인 데이터 본문이 수집되었습니다. 그 결과, 우리는 언어의 정확한 뇌지도를 그릴 수 있었는데, 이는 그것이 소위“언어 영역”(그림 1)이라고하는 정확하고 일관된 방식으로 뇌의 여러 영역을 활성화한다는 것을 보여줍니다. 전반적으로 이것은 인상적인 성과입니다. 그러나 이러한 그림은 언어 (및 언어 이론)에 중요한 표현 및 계산과 동일시 될 수 없습니다.

David Poeppel (그림 2)이 말했듯이 매핑은 설명하지 않습니다.

우선 언어는 언어에만 국한되지 않은 복잡한 두뇌 구성 요소 네트워크에 의존합니다. 반대로, 그들은 다른인지 기능에도 필요한 기본적인 계산을 수행합니다. 그럼에도 불구하고 뇌가 언어를 처리하는 방법을 설명하려면 현재 신경 언어학 연구의 두 가지 중요한 단점을 해결해야합니다. 첫째, 신경 언어학은 다양한 신경 구성 요소, 계산 및 표현을 포함하는 광범위한 개념적 구분 (구문 대 의미론, 형태학 대 구문 등)을 만듭니다. 둘째, "언어 이론의 기본 요소는 신경 과학에 의해 확인 된 기본 생물학적 단위와 축소되거나 일치 될 수 없습니다." 다르게 말하면 Poeppel도 언급했듯이 "적절한 추상화 수준 (즉, 특정 뉴런 집단에 의해 수행 될 수있는)에있는 계산 용어"로 언어를 철자해야합니다. 현재 점점 더 많은 신경 언어 학자들이 뇌 리듬이 최고의 추상화 수준이 될 수 있다고 생각합니다. 이에 대한 몇 가지 이유가 있습니다.

첫째, 뇌 리듬 또는 전기 활동 패턴은 뇌 기능의 원시 구성 요소입니다. 따라서 우리는 그것들이 언어의 계산적 원시와도 연결될 것으로 기대합니다. 예를 들어, "tense"또는 "case"와 같은 언어 관련 기능의 할당은 더 느린 주파수에서 작동하는 진동 내부에 고주파 진동이 포함 된 것으로 만족스럽게 해석 될 수 있습니다 (그림 3). 마찬가지로, 일부 리드미컬 한 언어 특징은 특정 뇌 진동과 성공적으로 관련되어 있습니다.

둘째, 두뇌 진동의 계층은 진화하는 동안 포유류 내에서 현저하게 보존되어 왔습니다. 따라서 우리는 뇌의 진동이 언어가 종에서 어떻게 진화했는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다. 언어의 기반이되는 인간의 특정 뇌 활동 패턴이 다른 영장류에서 관찰되는 패턴의 약간 변형 된 것으로 나타났기 때문입니다. 마찬가지로, 우리의 연구에서 우리는 뇌의 진동 활동의 차이가 멸종 된 호미 닌에 대해 예상 될 수 있으며 우리와 비교 한 언어 능력의 추론 된 차이를 설명 할 수 있음을 보여주었습니다. 네안데르탈 인 뇌의 진동 활동을 추적 할 수 없다는 것은 매우 분명합니다. 대신, 우리는 언어와 관련된 뇌 진동 활동의 기본 측면을 담당하는 유전자 발현 수준의 차이에 대한 신호를 찾았습니다 (실제로 발견했습니다).

마지막으로, 우리는 자폐증이나 정신 분열증과 같은 언어 문제를 일으키는인지 장애가 뇌 리듬의 장애 특정 프로파일을 나타낸다는 것을 배웠습니다. 덧붙여서, 이러한 프로필은 장애를 더 빠르고 정확하게 진단하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 임상 언어학에 특히 관심이있을 수 있습니다. 확실히, 우리는 여전히 비정상적인 뇌 진동 패턴을 언어 별 장애의 비정상 프로파일에 대한 확신 매핑이 부족합니다. 그럼에도 불구하고 이것은 불가능한 작업이 아닙니다. 예를 들어, 최근 연구에서 우리는 자폐증을 가진 사람들이 음성 인식, 톤 인식 및 음소 표현 구문 분석과 관련하여 경험하는 문제가 특정 뇌 영역에서 γ 및 θ 시너지 (두 가지 유형의 기본 뇌 진동)가 저하 된 결과로 보이는 것으로 나타났습니다. 궁극적으로 언어 (및 이러한 임상 조건에서 언어 결함)는 유전 적 근거를 가지고 있기 때문에이 비정상적인 진동 활동이 특정 유전자 돌연변이와 관련이 있음을 발견하여 유전자, 뇌 진동 및 언어 사이의 연결 고리를 구축 할 수있는 기회를 제공합니다. 병리학 적 및 신경 전형 인구 모두. 이에 대한 유망한 증거를 찾았습니다 (그림 4).

결국 뇌 리듬은 종 내 에서뿐만 아니라 종에 따라 달라지는 것으로 알려진 인간 생물학 (및 인간 언어)의 측면과 연결되기 때문에 언어, 언어 장애 및 언어 진화에 대한 이론적 모델을 개선하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다. . 말할 필요도없이, 우리는 여전히 세부 사항을 설명해야하지만 이제 우리는 뇌 리듬이 우리를 인간으로 만드는이 매혹적인 이야기의 주인공 중 하나라고 확신합니다. 확실히, 이것은 신경 언어학에있어 흥미로운시기입니다.

감사의 말 : 저는 수년에 걸쳐 공동 연구와 협력을 해준 Elliot Murphy에게 깊은 감사를드립니다.