Функциональная асимметрия и речь

Вербальное поведение — латерализованная функция. Языковые расстрой­ства преимущественно возникают после повреждения левой половины моз­га. У праворуких людей, как правило, левое полушарие в большей мере свя­зано с речевой функцией (см. гл. 4).

Существует предположение, что специализация левого полушария по речи обусловлена особенностями переработки информации в нем. Перцеп­тивные функции левого полушария более специализированы для анализа последовательных стимулов, появляющихся один за другим, тогда как об­работка информации в правом полушарии происходит одновременно" по многим каналам.

Речь состоит из последовательности фраз, которые представляют собой последовательность слов, полученных из последовательности звуков. Пере­работка такого рода информации в большей мере соответствует левому по­лушарию. Оно же контролирует и последовательность произвольных дви­жений, необходимых речевому аппарату для производства звуковых рядов.

Было бы ошибкой заключить, что правое полушарие не играет роли в ре­чевой продукции. Речь — это не просто процесс говорения, но и передача некоторого смысла, который имеет ту или иную эмоциональную окраску. Даже в тех случаях, когда мы слушаем бессвязную речь психически больно­го человека или пустую болтовню соседок, нельзя говорить об отсутствии смысла речи, поскольку он может заключаться не в словах, а в самом факте общения. Точно так же слушание не просто восприятие и узнавание слов, но и понимание их значения. При этом вовлекаются многие структуры, в том числе отвечающие за анализ смысла и эмоциональное переживание.

Повреждение правого полушария затрудняет чтение карт, обнаружение пространственных соотношений и узнавание сложных геометрических форм. Люди с такими травмами имеют трудности в представлении простран­ственных явлений и понимании того, что другие говорят об этом. Узнава­ние эмоций по тону голоса также связано с правым полушарием (см. гл. 4).

Локальный мозговой кровоток в коре больших полушарий увеличивает­ся при беглой речи, причем максимальное его повышение отмечено в мо-торно-сенсорных областях, области Брока и гомологичных областях правого полушария (Eriberg, 1988), что свидетельствует об участии обоих полушарий _в производстве речи.

Процесс произнесения слов

Человеческая речь возникает при взаимодействии голосовых связок и голо­сового тракта, к которому относятся полость гортани, рта, носа. Туго натя­нутые голосовые связки производят звук, когда между ними проходят струи воздуха. Звук состоит из коротких импульсов, или толчков воздуха с часто­той 100 или более в секунду, причем каждый из них содержит энергию на мно­гих частотах. Эти импульсы вызывают колебания воздуха, заключенного в по­лости рта, носа, гортани. Они могут быть настроены на разные частоты из­менением положения языка, щек, челюсти, губ (рис 16.1) (Бродбент, 1974).

Потоки импульсов определенной группы возникают с частотой около 100 в секунду. Каждый импульс начинается в полную силу и быстро затухает, пока энергия звука не возобновится следующим импульсом (рис. 16.2).

Многие гласные звуки образуются двумя и более волнами далеко отстоящих друг от друга частот (рис. 16.3) (Бродбент, 1974). Достигнув уха, звуки возбуж­дают рецепторы, расположенные вдоль базиллярной мембраны улитки (рис. 16.4). Низкие частоты активируют рецепторы на одном конце мембраны, вы­сокие — на другом. Сложный звук, состоящий из нескольких частот, воздей­ствует на несколько различных отделов мембраны. Активация рецепторов ве­дет к передаче соответствующей информации по слуховому нерву в мозг.

Рис. 16 1 Формирование различных гласных звуков прежде всего зависит от формы i Рта Другие факторы, играющие важную роль в этом процессе, — это конфигурация языка, пень открытия рта и положение губ (Бродбент, 1974).

Звуки речи слагаются из импульсов, создаваемых связками, и из специ­фических колебаний определенной частоты, производимых полостями рта

Рис. 16 2 Скорость затухания импульсов, ис­ходящих от голосовых связок, влияет на ха­рактер голоса. Колебания самой высокой ам­плитуды отмечают начало импульса I Коле­бания затухают быстро, что придает голосу резкое или пронзительное звучание II. Зату­хание более медленное, что придает голосу мягкость. В обоих случаях частоты импульсов и колебаний совершенно одинаковы (Брод­бент, 1974).

Рис 16.3. Форманты гласных, или частоты, которые составляют каждый гласный звук, показаны здесь для пяти различных глас­ных. Приведенные величины являются средними для мужского голоса В действи­тельности они обладают индивидуальными различиями. Хотя здесь показаны три фор­манты для каждой гласной, однако вполне различимые гласные звуки можно воспроиз­вести приборами, использующими два фильтра для производства двух формант (Бродбент, 1974).

и глотки. Эти два вида импульсов объединяются, приобретая опреде­ленный характер (рис. 16.5; 16.6-16.9). Человек отличает речь одного говорящего от речи другого, отбирая из массы звуков те частоты, которые модулируют в одном ритме. По­скольку невероятно, чтобы голосо­вые связки двух говорящих вибриро­вали в какой-то момент в одном рит­ме, модуляция является важным средством раздельного восприятия голосов (Бродбент, 1974).

Афазия

Большая часть знаний о способнос­ти человека говорить получена из на­блюдений над больными с повреж­дениями мозга, сопровождающими­ся нарушениями речи. Чаще всего это люди, перенесшие инсульт, или больные с нарушением мозгового кровообращения.

Наиболее распространенная кате­гория речевых расстройств называет­ся афазией. Это первичное расстрой­ство в понимании или продукции речи, вызванное мозговыми повреж­дениями. Однако не все речевые рас­стройства являются таковыми. При афазии пациенты могут иметь труд­ности в понимании содержания, по­вторении или продукции значимой речи, но эти проблемы не должны вызываться простыми сенсорными или двигательными недостатками, а также отсутствием мотивации. На­пример, неспособность говорить, вызванная глухотой или параличом речевых мышц, не рассматривается как афазия. Кроме этого, больной афазией осознает, что другие пыта­ются с ним общаться, и представля­ет себе смысл общения. В зависимо-

Рис 16.4. Восприятие речи начинается с уха, изображенного в виде упрощенной схемы про­дольного сечения (а) Барабанная перепонка передает колебания звука на три маленькие ко­сточки, именуемые слуховыми косточками, которые вызывают образование волн в жидко­сти улитки Улитка (б) содержит основную мембрану с лежащими на ней чувствительными клетками, которые возбуждают волокна слухового нерва (в) Улитка развернута, и основная мембрана видна в профиль (г) Вид спереди на основную мембрану (внизу справа) показы­вает, что она шире на одном конце, чем на другом Широкий участок колеблется в ответ на низкие частоты, тогда как узкий — в ответ на высокие (Бродбент, 1974)

Рис. 16. 5. Звуки речи слагаются из импульсов, создаваемых голосом, которые показаны здесь как высокочастотные и низкочастотные модуляции (I, II), и из специфических колебаний определенной частоты, производимых полостями рта и глотки — “фильтрами” (а, б). Эти два вида импульсов объединяются, приобретая определенный характер, как показано на схеме Действие этих импульсов показано на рис. 16.6-16.9 (Бродбент, 1974).

Рис. 16.6. Различные частотные фильтры, но одинаковые частоты пульсации или модуля­ции голоса возбуждают два различных учас­тка основной мембраны (слева). Испытуе­мый говорит, что он слышит один гласный звук (Бродбент, 1974).

Рис. 16. 7. Разные частоты модуляций и раз­ные фильтры приводят к тому, что испытуе­мый слышит два разных звука, несмотря на то, что в данном случае он пользуется толь­ко одним ухом, или основной мембраной (Бродбент, 1974).

сти от места поражения мозга и типа речевого расстройства различают не­сколько видов афазий.

Афазия Брока.Превращение мыслей, восприятия и воспоминаний в значи­мую речь происходит, по-видимому, в лобных долях. Поражение левой нижней лобной доли (зоны Брока) ведет к нарушению способности человека говорить. Это расстройство называется афазией Брока, по имени ученого, сделавшего зна­чительный вклад в его описание (рис. 16.10). У больных с такими поражениями мозга отмечается медленная, затрудненная, небеглая речь. Они долго подбира-

Рис. 16.9. Две разные частоты модуляций при одинаковых фильтрах, поступающие раз­дельно в каждое ухо, производят два отчет­ливых звука Мозг, очевидно, фиксирует внимание на частоте модуляций (Бродбент, 1974)

Рис. 16.8. При восприятии двумя ушами ис­пытуемый услышит один гласный звук, не­смотря на то, что правое ухо слышит одну ча­стоту, а левое — другую. Частота пульсаций или модуляций должна быть одинаковой (Бродбент, 1974).

ют нужные слова, иногда неверно произносят, но используют в соответствии со рмыслом. При общении с такими больными возникает впечатление, что мозг зна-г что сказать, но травма затрудняет экспрессию этих мыслей.

Люди с афазией Брока легче выговаривают одни типы слов по сравнению ^другими. Наибольшие трудности они испытывают с короткими словами, связанными с грамматическим значением (в английском — это артикли the, р, в русском — предлоги). Эти слова называются функциональными, посколь-^f они имеют важную грамматическую функцию. Больные с афазией Бро­ка легко справляются с содержатель­ными словами, несущими смысл (су­ществительными, глаголами). Спо­собность понимать других у них про­дуктивнее, чем собственные возмож­ности произнесения слов.

ic. 16 10. Области мозга, в которых выявле- |ны изменения кровотока в процессе речевой активности (Woods е.а., 1988).

В 1861 г. П. Брока доказал, что при такой афазии повреждается ассоциа­тивная кора, расположенная впереди первичной моторной коры. В насто­ящее время многократно показано, что повреждение и первичной мотор­ной коры, и подкоркового белого ве­щества в лобных долях также ведет к заболеванию, поэтому точные причи­ны возникновения афазии Брока до сих пор не определены.

В 1884 г. К. Вернике предполо-

жил, что область Брока содержит моторную память, т. е. воспоминания о последовательности мышечных движений, необходимых для произнесения слов. Речь включает быстрые движения языка, губ, челюстей. Они должны координироваться друг с другом и со звуковыми кодами, что требует весь­ма искусных механизмов моторного контроля.

Анализ травм мозга свидетельствует о том, что зона Брока содержит не только программы мышечных движений для всех речевых единиц, посколь­ку ее повреждение ведет как к трудностям артикуляции, так и к аграмма-тизму, и аномии (Carlson, 1992).

Аграмматизм — это нарушение речи, проявляющееся в затруднении ис­пользования грамматических конструкций. Такие больные могут легко про­износить слова, но при этом плохо ориентируются в падежных окончаниях и с трудом преодолевают такие грамматические маркеры, как суффиксы и префиксы. В то же время они предпочитают прибегать к отглагольным су­ществительным, что, по-видимому, облегчает продукцию речи.

Аномия — заболевание, проявляющееся в затруднениях при произнесе­нии названия предмета, трудности подбора слов. Аномия является первич­ным симптомом всех афазий, поскольку любая афазия это либо утрата слов, либо неправильное их использование. В связи с тем, что при афазии Брока отсутствует беглость речи, аномия проявляется особенно ярко. О сложнос­ти подбора слов больными свидетельствует большое количество междоме­тий.

Трудности артикуляции при афазии Брока обнаруживаются в том, что больные неправильно произносят слова, меняют в них последовательность звуков. Однако они осознают это и пытаются корректировать речь. Следо­вательно, можно предположить, что восприятие грамматических форм "на слух у таких больных не утрачено.

Указанные трудности представлены в различной степени и зависят от длительности заболевания и величины повреждения. По времени восстанов­ления речевых функций после травмы мозга можно сформулировать иерар­хию повреждений. Нижняя ступень ее сопряжена с контролем последова­тельности мышечных движений при произнесении слов, утрата которого ве­дет к нарушению артикуляции. Более высокая ступень представляет собой программы подбора отдельных слов, расстройство которых приводит к ано­мии. Высшая ступень, нарушение которой сопровождается аграмматизмом, связана с выбором грамматических структур, порядком слов в предложении, использованием функциональных слов и словесных окончаний.

В контроль артикуляции, по-видимому, включена моторная кора, в ко­торую проецируются нейроны, иннервирующие лицевые мышцы, и базаль-ные ганглии. Выбор слов и грамматических структур сопряжен с активнос­тью зоны Брока и прилегающей фронтальной ассоциативной коры.

Более тщательный анализ речи больных афазией Брока обнаруживает у них нарушение не только продукции собственной речи, но и некоторых ас­пектов понимания речи других людей, хотя они в основном осознают то, что им говорят, и обеспокоены своей неспособностью выразить мысль.

Нарушение понимания речи выявляется в достаточно тонких экспери-

рентах, когда с помощью грамматических конструкций субъект и объект ме­ряются местами. Например, испытуемым предлагалось два предложения: Ьошадь, лягающая корову; корова, лягающая лошадь. Или: танцор, аплоди­рующий клоуну; клоун, аплодирующий танцору. Больные афазией Брока с

рудом использовали пассивные конструкции и различали текст в активном

I пассивном вариантах. Таким образом, можно заключить, что значение зоны Брока заключает-

;i в составлении и сохранении последовательностей мышечных движений

пя слов, а также порядка слов в предложении.

Афазия Вернике.Уже отмечалось, что важным аспектом речевой функ­ции является узнавание разговорной речи. Это сложная перцептивная за­дача, которая опирается на память о последовательности звуков, произне­сенных другим человеком. Узнавание обеспечивается нейронными кругами в средней и задней части верхней височной извилины левого полушария, ко­торая называется зоной Вернике, а нарушение, возникающее при ее повреж­дении, — соответственно, афазией Вернике (рис. 16.10).

Этот вид афазии проявляется прежде всего в плохом понимании значи­мой речи, поэтому ее также называют рецептивной афазией. У больных нет проблем с артикуляцией слов, они их не подбирают. Их плавная и беглая, грамматически правильная речь бессодержательна, хотя они понимают то, что должны сказать. Чтобы убедиться в этом, можно предложить им отве­тить не словами, а, например, жестом, который будет соответствовать воп­росу. В отличие от больных с афазией Брока такие пациенты не осознают своего дефекта: они не понимают, что их речь не имеет смысла.

В то же время у больных с таким вариантом афазии не нарушено пони­мание выражения лиц и интонации голоса. Они начинают отвечать, когда их спрашивают, и соблюдают все внешние атрибуты правильного речевого поведения. Кроме того, они могут обслуживать себя, готовить еду, социаль­но адекватны.

Верхняя височная извилина, повреждение которой вызывает афазию Вернике, является областью слуховой ассоциативной коры. Вероятно, имен­но здесь хранятся воспоминания о последовательностях звуков, которые со­ставляют слово. Томографические исследования показали, что, по-видимо­му, слуховая ассоциативная кора верхней височной извилины обеспечива­ет узнавание звуков слов, так же, как зрительная ассоциативная кора ниж­ней височной извилины связана с узнаванием образов (Damasio, 1981) (рис. 16.10). Пока неясно, почему утрата способности узнавать разговорную речь ведет за собой неспособность говорить.

Афазия Вернике включает три типа речевых расстройств: нарушение уз­навания воспринятых слов, утрата понимания значения слов и неспособ­ность превращать собственную мысль в слова.

Дефицит узнавания слов называется также словесной глухотой. Стоит под­черкнуть, что узнавание речи не равнозначно ее пониманию. Так, в тех слу­чаях, когда человек несколько раз слышал иностранное слово, он способен узнать его, но вряд ли поймет его значение. Если узнавание относится,

прежде всего” к восприятию, то понимание предполагает первоначально восстановление информации из памяти, а затем ее сопоставление.

Повреждение левой височной доли может вызвать расстройство узнава­ния слов на слух. Этот синдром называется чистой словесной глухотой. Та­кие люди не глухи в привычном понимании этого слова, поскольку они слы­шат произносимые звуки. Однако они не способны понимать речь, воспри­нимая ее лишь как поток звуков различной интенсивности и высоты. Они говорят своему собеседнику: “Я слышу, что ты говоришь, но я не понимаю, что ты говоришь”.

Больные с заболеванием “чистая словесная глухота” могут узнавать не­речевые звуки — лай собаки, трель звонка, пение птиц. Их собственная речь не имеет никаких дефектов. Они могут также понимать речь других людей по губам, читать и писать, поэтому общаются преимущественно письмен­но. Это означает, что они понимают значения слов, если эти слова воспри­няты не на слух.

Чистую словесную глухоту могут вызывать два типа повреждений мозга: разрушение входа в зону Вернике и повреждение самой зоны. Первое свя­зано с билатеральной травмой первичной слуховой коры или белого веще­ства левой височной доли, при котором нарушается целостность аксонов, несущих информацию из первичной слуховой коры в зону Вернике.

Два других типа нарушения при афазии Вернике — дефицит понимания значения слов и неспособность выразить мысль словами — по-видимому, обусловлены повреждениями вне зоны Вернике. Область поражения распо­лагается каудальнее этой зоны: там, где соединяются височная, затылочная и париетальная доли левого полушария. Она называется задней язычной об­ластью. В ней информация о словах, воспринятых на слух, соединяется "со значениями этих слов, хранящимися в нейронных цепях сенсорной ассоци­ативной коры.

Повреждение задней язычной области вызывает расстройство, известное как транскортикальная сенсорная афазия. В отличие от больных с афазией Вернике такие пациенты могут повторить то, что сказали другие люди. Это означает, что они узнают воспринятые на слух слова, но не понимают их значения. Как и больные с афазией Вернике, они не способны порождать осмысленную речь.

Н. Гешвинд с соавторами (Geschwind e. а., 1968) показали, что понима­ние и узнавание речи происходит в разных мозговых структурах. Они опи-сата больную с серьезными повреждениями мозга, вызванными отравлени­ем угарным газом. Женщина провела несколько лет в больнице и умерла, не сказав о себе ничего что-либо значимого. Она не выполняла словесные команды и не подавала никаких признаков их понимания. В то же время она могла повторить то, что ей говорили. Это повторение было осмысленным, поскольку в тех случаях, когда кто-то говорил с сильным акцентом, она не имитировала акцент, а воспроизводила фразу чисто; если же кто-то произ­носил предложение с грамматическими ошибками, она не повторяла их. Больная могла продолжить стихотворение, если кто-то начинал декламиро­вать, пела, если слышала начало песни, которую знала. Она даже выучила

несколько новых песен, услышанных по радио в госпитале. Таким образом, рольная не понимала речь, но узнавала и повторяла слова, из чего можно Заключить, что узнавание и понимание слов связано с различными мозго­выми структурами.

По-видимому, многое может прояснить изучение еще одного расстрой­ства — дизлексии, заболевания, связанного с трудностями чтения. Важно, что при этом у испытуемых не нарушен интеллект. Дизлексии могут быть раз­ного характера, что подразумевает неодинаковые причины этого заболева­ния. Одни испытуемые не могут связывать слова, воспринятые на слух, с их зрительным образом, другие не воспринимают зрительный образ слова.