В сенсомоторной коре нашли участки, отвечающие за планирование речи

Какие области мозга отвечают за планирование речи? Чтобы ответить на этот вопрос, американские ученые провели исследование на 20 пациентах, готовящихся к хирургическому лечению эпилепсии. Они выявили участки, при воздействии на которые речевая функция пациента временно отключалась, но эта остановка не была связана с нарушением моторной функции.

Авторы работы использовали картирование прямой электрокортикальной стимуляцией (DES) — метод, который регулярно используется при операциях у пациентов с эпилепсией для установления областей, отвечающих за те или иные функции. Исследователи стимулировали кору головного мозга пациентов, пока те выполняли задания на проверку речевых функций. При стимуляции определенных областей речь прерывалась, и ученые выделили две формы такого прерывания — «моторный арест» и «речевой арест». Первый из них возникал при нарушении контроля над речевым трактом, на который указывали непроизвольные движения рта, глотки или гортани. Речевым арестом авторы назвали полное прекращение речи, которое не объяснялось временными моторными нарушениями.

Исследователи проанализировали, как распределяются по коре точки, стимуляция которых вызывала моторный или речевой арест. Они располагались в сенсомоторной коре, нижней лобной извилине, верхней и средней височной извилинах, а также супрамаргинальной извилине. Время до задержки при этом значимо не отличалось между типами ареста.

Большинство точек, связанных с моторным арестом, находилось в сенсомоторной коре (84 из 96 или 87,4%), причем все, кроме 12, — в прецентральной (53,1%) или постцентральной извилине (34,4%). Точки речевых арестов были более равномерно распределены по коре. Их было относительно меньше в сенсомоторной коре (25% общего числа точек), и они были изолированы в вентральных областях, тогда как точки моторного ареста охватывали как вентральные, так и дорсальные области. В других участках мозга точки речевого ареста преобладали — их было 96,8% от общего числа в супрамаргинальной извилине, 94,5% в верхней височной извилине и 89% в нижней лобной извилине. В средней височной извилине точек моторного ареста не отмечалось вовсе — ее стимуляция индуцировала только речевой арест.

Наконец, авторы проанализировали временную динамику задержек между стимулом и нарушением речевой функции. Авторы работы предположили, что стимуляция сенсомоторной коры прервет передачу моторного сигнала, поэтому вызовет самые короткие задержки. К их удивлению, самые ранние пиковые задержки между стимулом и речевым арестом наблюдались в супрамаргинальной (0,46 с) и верхней височной (0,51 с) извилине — эти задержки были значительно короче, чем в сенсомоторной коре (0,72 с) и нижней лобной извилине (0,95 с). При этом время от стимуляции соответствующих точек сенсомоторной коры до моторного ареста составляло 0,47 с.

Сенсомоторная кора, как уже убедились исследователи, в основном отвечает за моторный арест. Задержка между стимулом и остановкой речевой функции в ней была такой же, как при стимуляции супрамаргинальной и средней височной извилины, и авторы работы предположили, что стимуляция этих областей препятствует передаче моторного стимула. Напротив, задержки до речевого ареста при стимуляции нижней лобной извилины и вентральных областей сенсомоторной коры были значительно длиннее. Исходя из этого, ученые выдвинули гипотезу, что стимуляция этих областей прерывает более высокоуровневый процесс генерации речи, связанный с ее планированием. Таким образом, вентральные области сенсомоторной коры участвуют не только в моторной реализации речевой функции, но и в планировании речи. Кроме того, за планирование речи отвечает нижняя лобная извилина.

Как считать речь напрямую с мозга?