Кіріспе

Нейроғылым және тіл білімі саласындағы зерттеулер – нейролингвистиканың академиялық саласы.

Нейролингвистика – адам миындағы тілді түсіну, өндіру және меңгеруді қамтамасыз ететін нейрондық механизмдерді зерттейтін ғылым. Нейролингвистика – салааралық ғылым болып табылады және нейроғылым, тіл білімі, когнитивтік ғылым, сөйлеу кемістіктері және нейропсихология сияқты салалардан әдістер мен теорияларды пайдаланады. Зерттеушілер әртүрлі тәжірибелік техникалармен қатар, әртүрлі теориялық көзқарастармен осы салада қызмет етеді. Нейролингвистикадағы көптеген жұмыстар психолингвистика мен теориялық тіл білімінің модельдеріне негізделген және тілді өндіру және түсіну үшін қажетті процестерді ми қалай іске асыратынын зерттеуге бағытталған. Нейролингвистер мидың тілге қатысты ақпаратты өңдеудің физиологиялық механизмдерін зерттейді және афазиология, миді бейнелеу, электрофизиология және компьютерлік модельдеуді қолдана отырып, тіл білімі мен психолингвистикалық теорияларды бағалайды.

Тарих

Нейролингвистика тарихи тұрғыдан 19 ғасырда дамыған афазиологияға қатысты, ол – ми зақымдануының нәтижесінде туындайтын тілдік кемшіліктерді (афазияларды) зерттеу саласы. Мидың белгілі бір аймағы мен тілдік процестер арасындағы байланысты алғаш рет анықтағандардың бірі – француз хирургі Пол Брока. Ол сөйлеу қабілеті бұзылған көптеген адамдардың қабірлерін ашып, олардың көпшілігінде мидың сол жақ алдыңғы бөлігінде зақымдану (немесе жарақат) болғанын тапты. Бұл аймақ қазір Брока аймағы деп аталады. 19 ғасырдың басындағы френологтар мидың әртүрлі аймақтары әртүрлі функцияларды атқарады және тіл көбінесе мидың алдыңғы бөліктерімен басқарылады деген болжам жасаған. Алайда, Броканың зерттеулері осындай байланысқа алғашқы эмпирикалық дәлелдерді ұсынған және нейролингвистика мен когнитивтік ғылымдар үшін "шешуші" болды. Кейіннен Карл Вернике, оның құрметіне Вернике аймағы деп аталған, мидың әртүрлі аймақтары әртүрлі тілдік міндеттерге маманданғанын ұсынды. Брока аймағы сөйлеудің моторлық жағын, ал Вернике аймағы естілетін сөйлеуді түсінуді басқарады. Афазиологиядағы алғашқы жұмыстарға 20 ғасырдың басында Корбиниан Бродманның үлесі де зор болды. Ол мидың бетін "картаға түсіріп", әр аймақтың цитоархитектурасы (жасуша құрылымы) мен функциясына сәйкес нөмірленген аймақтарға бөлді. Бұл аймақтар Бродман аймақтары деп аталады және бүгінгі таңда неврологияда кеңінен қолданылады. "Нейролингвистика" терминін 1940-1950 жылдары Эдит Кроуэлл Трагер, Анри Хекаен және Александр Лурия қолданған. Лурияның 1976 жылғы "Нейролингвистиканың негізгі мәселелері" кітабы "нейролингвистика" деген сөзбен аталатын алғашқы кітаптардың бірі болуы мүмкін. Гарри Уитакер 1970-ші жылдары АҚШ-та нейролингвистиканы танымал етіп, 1974 жылы "Ми және тіл" журналын құрды. Нейролингвистиканың тарихи ядросы – афазиология болғанымен, соңғы жылдары бұл сала жаңа миді бейнелеу технологияларының (мысалы, ПЭТ және фМРТ) және уақытқа сезімтал электрофизиологиялық әдістердің (ЭЭГ және МЭГ) пайда болуының арқасында едәуір кеңейді. Бұл технологиялар адамдар тілдік тапсырмаларды орындаған кезде мидың белсенділігінің үлгілерін анықтауға мүмкіндік береді. N400 тілге қатысты алғашқы оқиғаға байланысты потенциал ретінде анықталды және оның ашылуынан бері ЭЭГ және МЭГ тілдік зерттеулер жүргізу үшін кеңінен қолданылады.

Қарастырылған тақырыптар

Нейролингвистикалық зерттеулер бірнеше мәселені қарастырады, оның ішінде тілдік ақпараттың қайда өңделетіні, тілдік өңдеудің уақыт бойынша қалай дамығаны, ми құрылымдарының тілді игеру мен оқуға қалай қатысы бар, және нейрофизиология сөйлеу және тіл бұзылыстарын емдеуге қалай көмектесе алады.

Тіл процестерінің локализациясы

Нейролингвистика саласындағы көптеген зерттеулер, Брок пен Вернике жасаған алғашқы тыңдалымдар сияқты, мидағы нақты тілдік "модульдердің" орналасқан жерін анықтауға бағытталған. Зерттеулердің маңызды сұрақтары: тілдік ақпарат ми арқылы өңделгенде қандай жолмен жүзеге асады, нақты аймақтар белгілі бір ақпарат түрлерін өңдеуге маманданған-ды, жоқ-па, тілді өңдеу кезінде мидың әртүрлі бөліктері қалай өзара әрекеттеседі, сондай-ақ субъект өзінің ана тілінен өзге тілді қолданғанда немесе түйсінгенде ми қызметінің орналасуы қалай өзгереді.

Тіл процестерінің уақыт ағымы

Нейролингвистика әдебиетінің тағы бір саласы тілдің уақыт бойынша жылдам өңделуін талдау үшін электрофизиологиялық техникаларды қолдануды қамтиды. Ана тілін меңгеру саласындағы зерттеулер көрсеткендей, барлық тілдік ортадағы нәрестелер ұқсас және болжамды кезеңдерден өтеді (мысалы, әуелетіп сөйлеу), ал кейбір нейролингвистикалық зерттеулер тіл дамуының және ми дамуының кезеңдері арасындағы байланысты табуға бағытталған. Басқа зерттеулер екінші тілді үйрену кезінде мидың күйінде болатын физикалық өзгерістерді (нейропластичность деп аталады) зерттейді, яғни ересектер жаңа тіл үйренген кезде мидың өзгеруін. Нейропластичность екінші тілді меңгеру және тілді үйрену тәжірибесінің нәтижесінде байқалады, соның нәтижесінде балалардың, жастардың және егде жастағы адамдардың миындағы сұр және ақ заттардың көлемі артады.

Тіл патологиясы

Нейролингвистикалық әдістер афазия және дислексия сияқты тілдегі бұзылулар мен қиындықтарды, сондай-ақ олардың мидың физикалық ерекшеліктерімен байланысын зерттеу үшін де қолданылады. Нейролингвистикада қолданылатын миды зерттеу әдістерін гемодинамикалық, электрофизиологиялық әдістерге және ми қабығын тікелей стимуляциялайтын әдістерге бөлуге болады.

Гемодинамикалық

Гемодинамикалық әдістер мидың бір бөлігі қандай да бір жұмыс атқағанда, сол аймаққа оттегі жеткізу үшін қан жіберілетінін пайдаланады (бұл Қандағы оттегі деңгейіне тәуелді жауап, немесе BOLD деп аталады). Мұндай әдістерге ПЭТ және фМРТ жатады. Бұл әдістер жоғары кеңістіктік ажыратымдылықты қамтамасыз етеді, зерттеушілерге мидағы белсенділіктің орнын нақты анықтауға мүмкіндік береді. Мидың қай бөліктері нақты тілдік тапсырмаларды немесе есептеулерді атқаруға қатысатынын көрсетумен қатар, гемодинамикалық әдістер мидың тілдік архитектурасының құрылымы мен тілге қатысты белсенділіктің таралуы тілдік тәжірибеге байланысты уақыт өте қалай өзгеретінін көрсету үшін де қолданылды, соның арқасында әртүрлі аймақтардың өзара әрекеттесуі туралы түсініктер пайда болады. Функционалдық жақын инфрақызыл спектроскопия (fNIRS) – тілдік тапсырмаларда қолданылатын тағы бір гемодинамикалық әдіс.

Электрофизиологиялық

Электрофизиологиялық әдістер мидағы нейрондар тобы бірдей оқшау атқанда, олар электр диполын немесе тоқ тудыратынын пайдаланады. ЭЭГ техникасы бас терісіне орнатылған сенсорлар арқылы осы электр тоғын өлшейді, ал МЭГ осы тоқтардың құратын магниттік өрістерін өлшейді. Дегенмен, ЭЭГ-де ми қызметінің орналасқан жерін анықтау қиын болуы мүмкін; сондықтан бұл әдіс көбінесе тілдік процестер қалай жүзеге асырылатынын, оның қайда екенін емес, анықтау үшін қолданылады. ЭЭГ және МЭГ қолданылатын зерттеулер көбінесе оқиғаға байланысты потенциалдарға (ERP) назар аударады. Маңызды және көп қолданылатын ERP компоненттерінің қатарында N400 (шамамен 400 миллисекундтік кешігумен болатын теріс потенциал) және латералды дайындық потенциалы бар.

Эксперименттік әдістер

Нейролингвистер мидың бейнелеу әдістерін пайдаланып, тіл мида қалай ұсынылған және өңделгені туралы қорытындылар жасау үшін әртүрлі тәжірибелік техникаларды қолданады. Бұл техникаларға азайту парадигмасы, сәйкессіздік дизайны, бұзушылық негізіндегі зерттеулер, примингтің түрлі формалары және миды тікелей стимуляциялау кіреді.

Алу

Көптеген тілдік зерттеулер, әсіресе фМРТ-де, азайту парадигмасын қолданады, онда тілдік өңдеудің кейбір аспектілерін қамтиды деп есептелетін тапсырмадағы мидың белсенділігі, ұқсас тілдік емес процестерді қамтиды, бірақ тілдік процестерді қамтамайтын базалық тапсырмадағы белсенділікпен салыстырылады. Мысалы, қатысушылар сөздерді оқыған кездегі белсенділік, қатысушылар кездейсоқ әріптер тізбесін оқыған кездегі базалық белсенділікпен салыстырылуы мүмкін (нақты сөздерді өңдеуге, яғни лексикалық өңдеуге байланысты белсенділікті бөліп шығару мақсатында), немесе қатысушылар күрделі синтаксистік құрылымды сөйлемдерді оқыған кездегі белсенділік, қатысушылар қарапайым сөйлемдерді оқыған кездегі базалық белсенділікпен салыстырылуы мүмкін.

Сәйкестік парадигмасы

Дұрыс келмеу терістігі (MMN) – нейролингвистикалық эксперименттерде жиі қолданылатын, мұқият құжатталған ЭРҚ компоненті. Бұл – мида субъект бірқатар бірдей сезімтал «стандарттар» арасында «өзгеше» стимулды естіген кезде туындайтын электрофизиологиялық жауап (мысалы, s s s s s s s d d s s s s s s d s s s s s d тізбегіндегідей). MMN тек басқа стимулдар жиынтығында сирек кездесетін «ерекше» стимулға жауап ретінде ғана туындайды, сондықтан спикерлердің дыбыстарды қабылдауын және стимулдарды категориялық түрде ұйымдастыруын тексеру үшін қолданылады. Мысалы, Колин Филлипс және әріптестерінің маңызды зерттеуінде дұрыс келмеу терістігі субъекттерге акустикалық параметрлері бар сөйлеу дыбыстарының тізбегі ұсынылғанда, акустикалық өзгеріс кезінде де барлық дыбыстарды /t/ немесе /d/ ретінде қабылдады деген дәлел ретінде пайдаланылды, бұл адам миында абстрактілі фонемалардың ұсынылғандығын көрсетеді, яғни, субъекттер нақты акустикалық ерекшеліктерді емес, тек абстрактілі фонемаларды «естіген».

Құқық бұзушылыққа негізделген

Нейролингвистика саласындағы көптеген зерттеулер эксперименттік стимулдардағы синтаксистік немесе семантикалық ережелердің аномалияларын немесе бұзушылықтарын пайдаланады, сондай-ақ субъект осы бұзушылықтарды кездестірген кезде туындайтын мидың реакцияларын талдайды. Мысалы, *бақша жұмыс істегенде* сияқты сөйлемдер, ағылшын тілінің сөз тіркесі ережесін бұзады және көбінесе мидың ерте сол жақ алдыңғы теріс (ELAN) деп аталатын жауабын тудырады. Бұзу әдістері кем дегенде 1980 жылдан бері қолданылып келеді. 1992 жылы Ли Остерхаут ұқсас әдістерді қолдана отырып, синтаксистік аномалияларға P600 жауабын алғаш рет хабарлады. Бұзушылық дизайны гемодинамикалық зерттеулерде (fMRI және PET) де қолданылған: мысалы, Эмбик және оның әріптестері fMRI көмегімен мидағы синтаксистік өңдеу орнын зерттеу үшін грамматикалық және орфографиялық бұзушылықтарды пайдаланды.

Бастапқы

Психолингвистика және нейролингвистикада приминг – бұл құбылыс, онда адамға жақында мағынасы ұқсас сөз көрсетілсе, ол сөзді жылдамырақ тани алады, сондай-ақ күрделі құрылымды сөйлемдердің қалай өңделетініне де қатысты.

Көтермелеу

Транскраниалды магниттік стимуляция (ТМС) – мидың қызметін зерттеудің жаңа, инвазивті емес әдісі. Ол басқа сыртынан миға күшті магниттік өрістерді қолдану арқылы жұмыс істейді. Бұл нақты және бақыланатын жерде ми қызметін қоздыру немесе тоқтату әдісі, соның арқасында зерттеуші мидың қай бөліктерін тексеруге көбірек мүмкіндік алып, афазия симптомдарын модельдеуге болады. ТМС және тікелей кортикальды стимуляцияның логикасы афазиологияның логикасына ұқсас: егер мидың белгілі бір аймағы бұзылған кезде нақты бір тілдік функция нашарласа, онда бұл аймақ сол тілдік функциямен байланысты болуы керек. Бүгінгі күнге дейін нейролингвистикалық зерттеулерде ТМС сирек қолданылған.

Тақырып бойынша тапсырмалар

Көптеген нейролингвистикалық эксперименттерде қатысушылар жай ғана тыңдап немесе қарап отырмайды, сонымен қатар оларға стимулдарға жауап ретінде белгілі бір тапсырма орындау нұсқауы беріледі. Қатысушылар осы тапсырмаларды (электрофизиологиялық немесе гемодинамикалық) жазбалар жасалып жатқан кезде орындайды, көбінесе стимулдарға назар аударып отыруын қамтамасыз ету мақсатында. Кем дегенде бір зерттеу қатысушының орындайтын тапсырмасы мидың реакцияларына және эксперимент нәтижелеріне әсер ететінін көрсеткен.

Лексикалық шешім

Лексикалық шешім тапсырмасында қатысушылар оқшау сөзді көріп немесе естіп, оның нағыз сөз болатынын не болмайтынын анықтау керек. Бұл тапсырма приминг зерттеулерінде жиі қолданылады, себебі қатысушылардың байланысты сөзбен алдын ала шақырылған сөзді (мысалы, "дәрігер" сөзі "медбике" сөзін шақыру арқылы) тезірек анықтайтыны белгілі.

Грамматикалық үкім, қабылдаушылық үкім

Көптеген зерттеулер, әсіресе бұзуға негізделген зерттеулерде, қатысушылар стимулдардың "қабылдануын" (әдетте грамматикалық немесе семантикалық қабылдануын) бағалайды. Мұндай тапсырма көбінесе қатысушылардың сөйлемдерді мұқият оқып, тәжірибеші күткендей, дұрыс және бұрыс сөйлемдерді ажырататынына көз жеткізу үшін қолданылады.

Белсенді алаңдату және қос тапсырма

Кейбір эксперименттер қатысушыларға "аудармалы" тапсырма береді, бұл қатысушылардың тәжірибелік стимулдарға саналы түрде назар аудармағанын қамтамасыз етеді; мұның мақсаты мидағы белгілі бір есептеудің қатысушы назар ресурстарын жұмсаған-жұмсамағанына қарамастан, автоматты түрде жүзеге асырылатынын тексеру болуы мүмкін. Мысалы, бір зерттеуде қатысушылар бір құлақпен тілдік емес дыбыстарды (ұзақ сигналдар мен гулдарды), ал екінші құлақпен сөйлеуді тыңдады және дыбыста өзгеріс сезгенде түйме басуға тапсырылды; бұл қатысушылардың сөйлеу стимулындағы грамматикалық қателерге назар аудармауы керек еді. Бірақ қатысушылар сәйкессіздік реакциясын (MMN) көрсетті, бұл грамматикалық қателерді өңдеудің назардан тыс, автоматты түрде жүріп жатқанын көрсетеді.