كيف يحول الدماغ كلماتنا المقصودة إلى أصوات الكلام؟

تتحدى دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو النظرة التقليدية لكيفية قيام الدماغ بربط الأصوات معًا لتكوين الكلمات وتنظيم الحركات اللازمة لنطقها.

يُعدّ التحدث من أعقد الأمور التي يمكن للإنسان القيام بها، فقبل أن تنطق بكلمة واحدة، يجب على دماغك أن يترجم ما تريد قوله إلى سلسلة من التعليمات المتسلسلة بدقة لعشرات العضلات التي تستخدمها للتحدث.

لفترة تزيد عن قرن من الزمان، اعتقد العلماء أن كل هذا التخطيط والتنسيق، والذي يسمى تسلسل الكلام والحركة، يحدث في جزء من الفص الجبهي يسمى منطقة بروكا.

تُظهر دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أن النطق يعتمد على شبكة أوسع بكثير من الخلايا العصبية تمتد عبر مناطق دماغية متعددة.

تتركز هذه الشبكة في منطقة تُسمى التلفيف المركزي الأوسط (mPrCG)، والتي اعتقد العلماء أنها قد تتحكم فقط بالحنجرة، وهي جزء من المسالك الصوتية التي تساعدنا على إصدار أصوات عالية أو منخفضة النبرة.

قال الدكتور إدوارد تشانج، المؤلف الرئيسي للدراسة: "اتضح أن لهذا الجزء من الدماغ دورًا أكثر أهميةً وإثارةً للاهتمام، فهو يربط أصوات الكلام معًا لتكوين الكلمات، وهو أمرٌ بالغ الأهمية للقدرة على نطقها".

قد تلهم الدراسة، التي ظهرت في مجلة Nature Human Behaviour، طرقًا جديدة للنظر إلى اضطرابات الكلام، وتساعد في تطوير الأجهزة التي تسمح للأشخاص المصابين بالشلل بالتواصل، وتساعد في الحفاظ على قدرة المريض على الكلام بعد جراحة المخ.

ما وراء منطقة بروكا

يُعتقد أن منطقة بروكا، التي سُميت تيمنًا بعالم وظائف الأعضاء بيير بول بروكا الذي اكتشفها عام 1860، تُدير معظم عمليات معالجة اللغة لدينا، ويشمل ذلك كيفية فهمنا للغة التي نسمعها أو نقرأها، وكيفية إنتاجنا للكلمات التي ننوي قولها.

لكن قبل سنوات عدة، بدأ تشانج، وهو عضو في معهد ويل للعلوم العصبية بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وقضى أكثر من عقد من الزمان في استكشاف مسألة كيفية إنتاج الدماغ للكلام، يشتبه في أن الأمر يتعلق بمناطق تقع خارج منطقة بروكا.

في دراسة حالة نادرة ، لاحظ أنه عند استئصال ورم من mPrCG لدى مريض، أصيب بعجز الكلام، وهي حالة يعرف فيها المصابون ما يريدون قوله لكنهم يجدون صعوبة في تنسيق الحركات اللازمة لقوله بوضوح.

لم تحدث نفس الحالة في جراحات مماثلة في منطقة بروكا.

كما لاحظ الباحثون نشاطًا مرتبطًا بتخطيط الكلام في mPrCG أثناء تطوير جهاز يسمح للأشخاص المصابين بالشلل بالتواصل .

وُضعت شبكة رقيقة من الأقطاب الكهربائية على سطح دماغ كل مريض، والتي يمكنها تسجيل إشارات الدماغ التي تحدث قبل نطقه الكلمات مباشرةً.

يستخدم جراحو الأعصاب، مثل تشانغ، هذه الأقطاب الكهربائية بانتظام لتحديد مواقع النوبات في دماغ المريض.

لاحظ الباحثون أنه عند إعطاء المشاركين تسلسلات أكثر تعقيدًا، كانت منطقة mPrCG أكثر نشاطًا مقارنةً بتسلسلات بسيطة.

كما وجد الفريق أن زيادة النشاط في تلك المنطقة تُنبئ بسرعة بدء المشاركين في الكلام بعد قراءتهم للكلمات.

ربط النية بالعمل

كما استخدم الفريق الأقطاب الكهربائية لتحفيز mPrCG في خمسة من المشاركين في الدراسة أثناء نطقهم لتسلسلات محددة من المقاطع.

إذا كانت التسلسلات بسيطة نسبيًا، لم يواجه المشاركون أي مشكلة. ولكن عندما طُلب منهم تسلسلات أكثر تعقيدًا، تسبب التحفيز في ارتكابهم أخطاءً تُشبه عسر الكلام الذي لاحظه تشانج في دراسة الحالة التي أجراها.

هذا يضيف المزيد من الأدلة على أن mPrCG له دور أساسي في تنسيق أصوات الكلام المختلفة ويعمل كجسر يربط ما يريد الشخص قوله بالأفعال المطلوبة لقوله.