NEUROLINGVISTIKA
Vědní obor, který se zabývá zpracováním jazyka v mozku, tj. produkcí, percepcí, komprehenzí (porozuměním), osvojováním a ztrátou jazyka zachovaného i narušeného, tak jak je reprezentován v neur(on)álních strukturách a aktivacích. N. zkoumá nervové mechanismy, které zajišťují či podporují zpracování jaz., studuje, které dílčí jaz. aktivity, systémy a procesy aktivují či stimulují určité mozkové oblasti. Spolu s neurobiologií, neurofyziologií, neuropsychologií, ale i klinickou logopedií a některými přístupy umělé inteligence patří n. mezi kognitivní neurovědy. Je výrazně interdisciplinární, využívá poznatků jiných disciplín s cílem navrhnout vlastní neurobiologické, na mozku a jeho fyziologické aktivitě založené modely zpracování jaz. Ke konstruování takových modelů využívá poznatky získané pomocí neurozobrazovacích metod, jež využívají nejrůznější přístrojovou techniku (viz zde 2.). Je založena zejm. na empirickém výzkumu a její poznatky lze aplikovat nejen v teoretické jazykovědě, ale i v klinické praxi.
1 Historické kořeny
Vznik n. souvisí s obdobím zvýšené pozornosti věnované poruchám jaz., tj. etapě, kdy se v 19. stol. zformovala afaziologie (neurologická disciplína zaměřená na ↗afázie; zejm. práce P. Brocy a K. Wernicka). Klinická afaziologie, nyní jedna ze subdisciplín n., se od té doby snaží nalézt korelace mezi konkrétní mozkovou lézí (tj. poškozením mozku v určitém místě) s konkrétním jaz. projevem postiženého, obecně tedy zkoumáním vlivů poškození mozku na zpracování jaz. Z poloviny 19. stol. tak pocházejí první vědecké důkazy pro starší názor, že jaz. můžeme studovat zkoumáním fyziologických charakteristik mozku – jeho struktur a funkcí. O dodnes používaný popis mozku se nedlouho poté zasloužil K. Brodmann sestavením cytoarchitektonické mapy ✍Brodmanna (1909). Paralelně se neurovědci této epochy věnovali také zkoumání lateralizace jazykových funkcí (jejich přináležitost k jednotlivým hemisférám mozku). Pozdní 19. stol. a rané 20. stol. se označuje jako zlaté období v dějinách neurověd. Kromě zásadních diagnostických pokroků byly tehdy ustaveny i vztahy mezi klinickými symptomy a umístěním lézí v mozku. Pokrok pro studium mozku znamenalo zdokonalení mikroskopu a rozvoj barvicích procedur v 90. letech 19. stol. Využití techniky vedlo k ustavení tzv. neuronové doktríny, tj. hypotézy, že funkční jednotkou mozku je nervová buňka (neuron); nedlouho poté se prokázala i elektrická dráždivost neuronů. V období kolem první a druhé světové války se začali vědci věnovat zejména traumatickým poruchám mozku, tj. studiu lézí po válečných úrazech (tzv. lesion studies; nověji např. ✍Damasio(vá) & Damasio, 1989). Tyto studie v mnohém potvrdily dřívější teoretické poznatky odvozované z klinické praxe, odhalily nové aspekty fungování nervového systému a díky laboratornímu výzkumu přispěly k revizi dosavadních teorií.
První a druhé období v historii n. je úzce spojeno s klinickou praxí. Autory téměř všech uvedených přístupů ke studiu jaz. jsou kliničtí pracovníci, zejména neurologové; nejde tedy ještě o zkoumání jazykovědná. Po mnoho desetiletí se průběžně střídaly dva přístupy k n. bádání, tzv. holismus (kladoucí důraz na celostní a hierarchicky a evolučně založený pohled na zpracování jaz. v mozku – Jackson, Head, Goldstein) a lokalizacionismus či lokalismus (tradiční přístup založený na korelaci narušené mozkové tkáně s behaviorálním projevem postiženého, pracující s konceptem jaz. center – Broca, Wernicke, Lichtheim, Benson a Geschwind). V 50. a 60. letech udával směr bádání dlouhotrvající spor asocianismu/konekcionismu s modularismem a nativismu s empirismem (nature × nurture) a postupně se také vymezoval vztah mezi n. a ↗psycholingvistikou. V souvislosti s tím, že se zdokonalují zobrazovací metody a jsou k dispozici nová výzkumná paradigmata a experimentální designy, se v současnosti výzkum přiklání k novodobému lokalismu: podporuje existenci výrazně jaz. struktur v mozku v rámci široce distribuované jaz. sítě.
2 Neurolingvistika jako jazykovědný obor
Termín n. bývá připisován H. Whitakerovi, zakladateli lingvistického zkoumání mozkových struktur jaz., který také založil první odborné n. periodikum (Journal of Neurolinguistics, 1985). Teprve v 80. letech 20. stol. se pozornost badatelů přesunula od zkoumání jaz. poruch k výzkumu jazyka nenarušeného, tj. zachovaných jaz. funkcí. Hlavní podíl na tomto obratu měla změna paradigmatu neurověd způsobená nástupem nových zobrazovacích technologií.
2.1 Metody, techniky
Kromě technik statických, zobrazujících strukturu mozku (CT – výpočetní tomografie a MRI – magnetická rezonance), se jednalo zejména o metody funkční (tzv. pravé online metody): PET (pozitronová emisní tomografie) a fMRI (funkční magnetická rezonance), EEG (elektroencefalografie) a MEG (magnetoencefalografie), z nichž první dvě patří mezi hemodynamické (PET navíc využívá radioizotopový indikátor) s dobrým prostorovým rozlišením, druhé dvě jsou metody elektrofyziologické se spíše dobrým časovým rozlišením. R. 1980 se pomocí EEG, resp. odvozeného ERP (event related potentials, evokované potenciály), podařilo odhalit některé jaz. vlny, zejm. N400 (připisovaná zpracovávání sémantických anomálií), P600 (připisovaná zpracovávání syntaktických vyšinutí a nejednoznačností, např. u vět s efektem slepé koleje, garden-path) a další (např. ✍Kaan(ová), 2000; ✍Kaan(ová) & Swaab(ová), 2003; ✍Kutas(ová) & Hillyard, 1980, ad.).
Nákladnou, ale v současnosti hojně používanou metodou výzkumu je zejména MEG. Největší počet studií z n. využívá fMRI. Na podobném principu pracují rovněž metody traktografické, které na základě měření difúze vody v mozkové tkáni umožňují vizualizovat svazky vláken bílé hmoty, tj. jednotlivé dráhy (např. DTI – difuzní tenzorové zobrazování). Analýzy funkční konektivity umožňují charakterizovat neur(on)ální interakce mezi jednotlivými oblastmi mozku během určitých úkolů. Morfometrické metody umožňují hodnotit povrch, objem a tloušťku mozkové kůry i bílé hmoty mozkové, tj. sledovat ontogenezi mozku, jeho stárnutí a plasticitu. Velmi slibné jsou novější stimulační metody, které využívají excitaci či inhibici mozkové tkáně a lokální aktivitu mozku nedetekují, ale spíše ji ovlivňují (např. přímá kortikální stimulace a transkraniální magnetická stimulace; viz zejm. Ojemannova skupina (✍Ojemann & Ojemann ad., 1989; ✍Ojemann, 2003), dále ✍Naeser(ová) & Martin(ová) ad., 2005, a další). Z metod optických se nejvíce využívá NIRS (near infrared spectroscopy). Jako nejužitečnější se jeví metody kombinované, které spojují výhody různých zmíněných technik a zpřesňují interpretaci získaných dat (např. ✍Devlin & Matthews ad., 2003; ✍Ruff & Driver ad., 2009, a další). Výhodnou kombinací je např. kombinace MRI a EEG. Všechny metody přispívají k celosvětové snaze o tzv. brain mapping, mapování různorodých, také jaz. funkcí mozku (Human Brain Project, viz ✍Koslow & Huerta, 1997). Cílem je vyvinout flexibilní výpočetní mozkové atlasy.
1.3 Aktuální pohled na reprezentaci jazyka v mozku: neuroanatomie a neurobiologie jazyka
Podkladem řeči i dalších kognitivních systémů (paměti, učení, pozornosti) je složité propojení různých anatomických struktur do tzv. neurokognitivních sítí velkého rozsahu, jak je známo už z výzkumů 90. let (✍Mesulam, 1990, a další). Překvapivě velké části mozku mohou podporovat zpracování jaz. a zároveň ani tradiční jaz. oblasti nejsou výlučně jazykové (✍Catani, 2007, a další). Lokalizace jaz. není geneticky zcela determinována. Součástí distribuovaných jaz. sítí velkého rozsahu jsou i významné uzly, k nimž patří např. tradiční jaz. centra. Každý z těchto uzlů se současně podílí na funkci různých sítí. Jaz. sítě lze rozdělit na jádrové, nutné a dostatečné (✍Price(ová) & Mummery(ová) ad., 1999; ✍Price(ová), 2010, a další) n. jinak na jazykově kritické a jazykově podpůrné oblasti. Lokalita absolutně nutná pro úspěšné splnění konkrétní jaz. úlohy nemusí být současně lokalitou dostatečnou. Stanovení priority dané oblasti tedy do budoucna bude pro n. ústřední.
1.4
Distribuce jaz. funkcí je do velké míry lateralizovaná (tj. soustředěná do tzv. jazykově dominantní hemisféry). Homologní (paralelní) oblasti v nedominantní (často pravé) hemisféře jsou při zpracování jaz. spoluaktivní. Mezi funkce dominantní hemisféry patří zpracování prozodie, doslovného významu slov, velké části gramatiky a fonologie. Zpracovávání vizuálních a sluchových podnětů, emoční prozodie, pragmatiky, kontextového a diskurzivního významu, metajazyka a jazyka figurativního bývá lateralizováno vpravo. Integrativní funkce, včetně aritmetiky, lexikonu a sémantiky, jsou spíše bilaterální. V lateralizaci korových řečových center a v její míře jsou demografické rozdíly a ve zpracování jaz. jako takovém panuje výrazná interindividuální variabilita. Kromě těchto pravo-levých distinkcí hrají v procesech zpracování jaz. významnou roli také vztahy předo-zadní. Např. nonfluentní projevy mají pacienti s anteriorními lézemi (lézemi v předních částech mozku) a fluentní projevy afatici s lézemi posteriorními (v zadních částech mozku); frontální oblasti jsou ústřední pro zpracování gramatiky, komplexních větných konstrukcí, řešení sémantických interferencí a rozhodování o gramatičnosti, zatímco temporální (zadní) oblasti zpracovávají, zhruba řečeno, sémantiku a lexikon. Je možné, že zpracování plnovýznamových slov probíhá spíše v posteriorní části perisylviánního (v okolí Sylviovy rýhy) asociačního kortexu (kortex je šedá kůra mozková), kam bývá lokalizován mentální lexikon, a zpracování slov funkčních v anteriorní části tohoto kortexu. Na zpracování jaz. se podílí v největší míře tzv. perisylviánní jazykový okruh (asociační kortex v okolí Sylviovy rýhy mozku). Mezi jádrové jaz. sítě patří tedy Wernickeova a Brocova oblast (či Brocův komplex; ✍Hagoort, 2003) v tomto regionu. Klasické rozložení funkcí mezi Brocovu oblast ve frontálním (čelním) kortexu a Wernickeovu oblast v temporálním (spánkovém) kortexu neznamená rozdělení na oblasti produkční vs. oblasti komprehenzní, jak se dříve soudilo. Levý inferiorní frontální kortex se významně podílí na zpracování syntaxe a sémantiky v průběhu porozumění a Wernickeova oblast je podstatná rovněž pro jazykovou produkci, minimálně na úrovni kódování slovních forem (✍Indefrey & Levelt, 2004). Každá z částí Brocova komplexu se podílí na poněkud odlišné části zpracování jaz. Brocově oblasti je obecně připisováno zpracování syntaxe, gramatiky a komplexní větné struktury. Přesto v interpretaci funkcí Brocovy oblasti nastal významný posun (✍Grodzinsky & Amunts(ová), 2006; ✍Hagoort, 2003, a další.); bylo zjištěno, že Brocův komplex není jazykově specifickou oblastí. Průlomový pohled na funkci Brocovy oblasti přišel spolu s hypotézou zrcadlového systému, jež předpokládá podíl zrcadlových neuronů, aktivních při provádění akcí i jejich pozorování, na zpracování jaz.; shledává totiž paralelu mezi zrcadlovým principem a vztahem mezi produkcí a porozuměním. Podobnou roli jako Brocova oblast plní ještě laterální prefrontální kortex, multimodální asociační kůra a regiony v okolí Brocovy oblasti, velké části temporálního a parietálního kortexu – tj. tzv. neperisylviánní oblasti. V souvislosti s pracovní pamětí (✍Baddeley & Hitch, 1974; ✍Baddeley, 1986, a další) nutnou pro jaz., a zejména pro zpracování na úrovni diskurzu je podstatné přiřadit do jaz. mapy ještě oblast mediálního prefrontálního kortexu. Podstatná pro náležité zpracování jaz. ale není jen oblast kortexu, nýbrž i subkortikální jazyková síť, která zajišťuje schopnost iniciovat a řídit řečovou aktivitu (tj. mozeček, thalamus, části bazálních ganglií a suplementární motorická oblast – nucleus caudatus, putamen a okolní bílá hmota).
2 Budoucnost neurolingvistiky
V posledních letech se významnou měrou na formování n. podílely výzkumy genetiky jaz. (tzv. jazykových genů, např. ↗FOXP2 – ✍Pinel & Fauchereau ad., 2012, a jiní), resp. studie zrcadlových neuronů (✍Rizzolatti & Arbib, 1998, a další) a jejich kritika (např. ✍Hickok, 2009, a další), teorie akční sémantiky a vtělení (✍Pulvermüller 2010, a jiní) a model dvojího (dorsálního a ventrálního) jaz. proudu a jeho modifikace (✍Hickok & Poeppel, 2004; ✍Hickok & Poeppel, 2007; ✍Hickok, 2012, a další). N. se posouvá od studia lokalit ke studiu aktivit, a to kortikálních i subkortikálních. Usiluje o zkonstruování biologicky adekvátního modelu jaz., který bude schopen zohlednit nejen místo a čas dílčích procesů zpracování jaz., ale také směr toku informací, interpretovat různé formy jaz. aktivace a propojit tyto poznatky s fylogenetickými, ontogenetickými a evolučními i obecně lingvistickými teoriemi. Dosavadní poznatky vedou k závěru, že zpracování jaz. je doménově obecné a propojené s ostatními kognitivními doménami, zejména pamětí (✍Baddeley, 1986, a další) a pozorností (✍Crosson, 2001, a jiní). K zapracování těchto poznatků do neurolingvistické teorie bude potřeba vyrovnat se s rozdílným teoretickým a konceptuálním aparátem jazykovědy a neurověd. Viz též ↗afázie, ↗agramatismus, ↗metody psycholingvistické, ↗kognitivní lingvistika, ↗biolingvistika.
- Ahlsén, E. Introduction to Neurolinguistics, 2006.
- Baddeley, A. D. Working Memory, 1986.
- Baddeley, A. D. & G. Hitch. Working Memory. In Bower, G. H. (ed.), The Psychology of Learning and Motivation: Advances in Research and Theory 8, 1974, 47–90.
- Binder, J. R. & R. H. Desai ad. Where Is the Semantic System? A Critical Review and Meta-Analysis of 120 Functional Neuroimaging Studies. Cerebral Cortex 19, 2009, 2767–2796.
- Brodmann, K. Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde in ihren Prinzipien dargestellt auf Grund des Zellenbaues, 1909.
- Brown, C. M. & P. Hagoort. (eds.) The Neurocognition of Language, 1999.
- Caramazza, A. On Drawing Inferences about the Structure of Normal Cognitive System from the Analysis of Patterns of Impaired Performance: The Case for Single Patient Studies. Brain and Cognition 5, 1986, 41–66.
- Catani, M. From Hodology to Function. Brain 130, 2007, 602–605.
- Crosson, B. Systems that Support Language Processes: Attention. Aphasia and Language: Theory to Practice 301, 2001, 372–398.
- Damasio, H. & A. R. Damasio. Lesion Analysis in Neuropsychology, 1989.
- Devlin, K. & P. M. Matthews ad. Semantic Processing in the Left Inferior Prefrontal Cortex: A Combined Functional Magnetic Resonance Paging and Transcranial Magnetic Stimulation Study. Journal of Cognitive Neuroscience 15, 2003, 71–84.
- Ettinger, A. & T. Linzen ad. The Role of Morphology in Phoneme Prediction: Evidence from MEG. Brain and Language 129, 2014, 14–23.
- Flanderková, E. & B. Mertins ad. Posuzování gramatičnosti v Brocově afázii – příklad dvou pacientů. Česká a slovenská neurologie a neurochirurgie 77/110(2), 2014, 202–209.
- Friederici, A. The Cortical Language Circuit: From Auditory Perception to Sentence Comprehension. Trends in Cognitive Sciences 16, 2012, 262–268.
- Friederici, A. Pathways to Language: Fiber Tracts in the Human Brain. Trends in Cognitive Sciences 13, 2009, 175–181.
- Gathercole, S. E. & A. D. Baddeley. Working Memory and Language, 1993.
- Grodzinsky, Y. & A. Friderici. Neuroimaging of Syntax and Syntactic Processing. Current Opinion in Neurobiology 16, 2006, 240–246.
- Grodzinsky, Y. & K. Amunts. (eds.) Broca´s Region, 2006.
- Hagoort, P. How the Brain Solves the Binding Problem for Language: A Neurocomputational Model of Syntactic Processing. Neuroimage 20, 2003, 18–29.
- Hagoort, P. Nodes and Networks in the Neural Architecture for Language: Broca's Region and Beyond. Current Opinion in Neurobiology 28, 2014, 136–141.
- Hickok, G. The Cortical Organization of Speech Processing: Feedback Control and Predictive Coding the Context of a Dual-Stream Model. Journal of Communication Disorders 45, 2012, 393–402.
- Hickok, G. The Functional Neuroanatomy of Language. Physics of Life Reviews 6, 2009, 121–143.
- Hickok, G. & U. Bellugi ad. The Neurobiology of Sign Language and its Implications for the Neural Basis of Language. Nature 381, 1996, 699–702.
- Hickok, G. & D. Poeppel. Dorsal and Ventral Streams: A Framework for Understanding Aspects of the Functional Anatomy of Language. Cognition 92, 2004, 67–99.
- Hickok, G. & D. Poeppel. The Cortical Organization of Speech Processing. Nature Reviews Neuroscience 8, 2007, 393–402.
- Hudousková, A. & E. Flanderková ad. Hypotéza vymazávání stop a její platnost v češtině u pacientů s Brocovou afázií. SaS 75, 2014, 163–180.
- Indefrey, P. & W. J. M. Levelt. The Spatial and Temporal Signatures of Word Production Components. Cognition 92, 2004, 101–144.
- Ingram, J. C. L. Neurolinguistics, 2007.
- Jakobson, R. & M. Halle. Fundamentals of Language, 1956 (č. Dva aspekty jazyka a dva typy afatických poruch. In Jakobson, R. Poetická funkce, 1995, 55–73).
- Kaan, E. The P600 as an Index of Syntactic Integration Difficulty. Language and Cognitive Processes 15, 2000, 159–201.
- Kaan, E. & T. Y. Swaab. Repair, Revision, and Complexity in Syntactic Analysis: An Electrophysiological Differentiation. Journal of Cognitive Neuroscience 15, 2003, 98–110.
- Koslow, S. H. & M. F. Huerta. Neuroinformatics: An Overview of the Human Brain Project, 1997.
- Kutas, M. & K. D. Federmeier. Thirty Years and Counting: Finding Meaning in the N400 Component of the Event-Related Brain Potential (ERP). Annual Review of Psychology 62, 2011, 621–647.
- Kutas, M. & S. A. Hillyard. Reading Senseless Sentences: Brain Potentials Reflex Semantic Incongruity. Science 207, 1980, 203–208.
- Lehečková, H. Assessment and Treatment of Aphasia in Czech. Folia phoniatrica et logopaedica 64, 2012, 165.
- Lehečková, H. Manifestation of Aphasic Symptoms in Czech. Journal of Neurolinguistics 14, 2001, 179–208.
- Lehečková, H. Neurolingvistika: předmět, metody a historie. SaS 45, 1984, 154–157.
- Lehečková, H. Use and Misuse of Gender in Czech. In Unterbeck, B. & M. Rissanen (eds.), Gender in Grammar and Cognition, 2000, 749–770.
- Lieberman, P. On the Nature and Evolution of the Neural Bases of Human Language. Yearbook of Physical Anthropology 45, 2002, 36–62.
- Luria, A. R. Traumatic Aphasia, 1947.
- Mesulam, M. M. Large-Scale Neurocognitive Networks and Distributed Processing for Attention, Language nad Memory. Annals of Neurology 28, 1990, 597–613.
- Mummery, C. J. & K. Patterson ad. Disrupted Temporal Lobe Connections in Semantic Dementia. Brain 122, 1999, 61–73.
- Naeser, M. A. & P. I. Martin ad. Improved Picture Naming in Chronic Aphasia after TMS to Part of Right Broca´s Area: An Open Protocol Study. Brain and Language 93, 2005, 95–105.
- Ojemann, G. The Neurobiology of Langauge and Verbal Memmory: Observation from Awake Neurosurgery. International Journal of Psychophysiology 48, 2003, 141–146.
- Ojemann, G. & J. Ojemann ad. Cortical Language Localization in Left, Dominant Hemisphere: An Electrical Stimulation Mapping Investigation in 117 Patients. Journal of Neurosurgery 71, 1989, 316–326.
- Pinel, P. & F. Fauchereau ad. Genetic Variants of FOX P2 and KIAA0319/TTRAP/THEM2 Locus Are Associated with Altered Brain Activation in Distinct Language-Related Regions. Journal of Neuroscience 32, 2012, 817–825.
- Price, C. The Anatomy of Language. Annals of the New York Academy of Sciences 1191, 2010, 62–88.
- Price, C. A Review and Synthesis of the First 20 Years of PET and fMRI Studies of Heard Speech, Spoken Language and Reading. Neuroimage 62, 2012, 816–847.
- Price, C. J. & C. J. Mummery ad. Delineating Necessary and Sufficient Neural Systems with Functional Paging Studies of Neuropsychological Patients. Journal of Cognitive Neuroscience 11, 1999, 371–382.
- Pulvermüller, F. Brain-Language Research: Where is the Progress? Biolinguistics 4, 2010, 255–288.
- Pulvermüller, F. & O. Hauk ad. Functional Links between Motor and Language Systems. European Journal of Neuroscience 21, 2005, 793–797.
- Pylkkaanen, L. & B. McElree. An MEG Study of Silent Meaning. Journal of Cognitive Neuroscience 19, 2007, 1905–1921.
- Rizzolatti, G. & M. A. Arbib. Language within Our Grasp. Trends in Neurosciences 21, 1998, 188–194.
- Rizzolati, G. & L. Craighero. The Mirror-Neuron System. Annual Review in Neuroscience 27, 2004, 169–192.
- Ruff, C. C. & J. Driver ad. Combining TMS and fMRI: From „Virval Lesions“ to Functional-Network Accounts of Cognition. Cortex 45, 2009, 1043–1049.
- Schmiedtová, B. & E. Flanderková. Neurolingvistika: předmět, historie, metody. SaS 73, 2012, 46–62.
- Stemmer, B. & Whitaker, H. A. (eds.) Handbook of the Neuroscience of Language, 2008.
- Van Lancker Sidtis, D. Does Functional Neuroimaging Solve the Questions of Neurolinguistics? Brain and Language 98, 2006, 276–290.
- Syka, J. & L. Voldřich ad. Fyziologie a patofyziologie zraku a sluchu, 1981.
- Syka, J. Obraz jazyka v našem mozku. Speciální pedagogika 24, 2014, 91–103.
- Zattore, J. R. & E. Meyer ad. PET Studies of Phonetic Processing of Speech: Review, Replication, and Reanalysis. Cerebral Cortex 6, 1996, 21–30.
- Viz také Kognitivní lingvistika, Biolingvistika.
URL: https://www.czechency.org/slovnik/NEUROLINGVISTIKA (poslední přístup: 10. 10. 2024)
CzechEncy – Nový encyklopedický slovník češtiny
Všechna práva vyhrazena © Masarykova univerzita, Brno 2012–2020
Provozuje Centrum zpracování přirozeného jazyka