یادگیری یک زبان جدید یا بازیابی توانایی صحبت کردن پس از سکته مغزی، ممکن است بسیار متفاوت از آن چیزی باشد که دانشمندان سالها تصور میکردند. تاکنون باور عمومی در علوم اعصاب این بود که بخشهای حرکتی مغز انسان نقش اصلی را در یادگیری گفتار و حفظ آن ایفا میکنند. اما نتایج یک پژوهش جدید نشان میدهد که نواحی مسئول پردازش صدا و حس لامسه بدن، نقش بسیار مهمتری در این فرآیند دارند.
این تحقیق که توسط پژوهشگران دانشگاه مکگیل کانادا و دانشکده پزشکی دانشگاه ییل انجام شده است، میتواند درک دانشمندان از نحوه یادگیری گفتار را تغییر دهد و مسیر توسعه فناوریهای آینده مانند رابطهای مغز و رایانه، سیستمهای تشخیص گفتار و روشهای نوین توانبخشی بیماران سکته مغزی را متحول کند.
نقش بخشهای حسی مغز در یادگیری گفتار
سالها تصور میشد که یادگیری حرکات پیچیده مورد نیاز برای صحبت کردن، عمدتاً به قشر حرکتی مغز وابسته است. این بخش مسئول کنترل حرکات صورت، زبان، لبها و تارهای صوتی است و امکان تولید کلمات را فراهم میکند.
اما یافتههای جدید تصویر متفاوتی ارائه میکنند. بر اساس این پژوهش، سیستمهای شنوایی و حسی-پیکری (Somatosensory) در مغز انسان نقش کلیدی در یادگیری و حفظ الگوهای جدید گفتار دارند و حتی از نواحی حرکتی نیز مهمتر هستند.
«دیوید استری» استاد روانشناسی دانشگاه مکگیل در این باره میگوید: “علوم اعصاب حرکتی همواره بر نواحی حرکتی پیشانی مغز بهعنوان عامل اصلی کنترل حرکت تمرکز داشتهاند. اما این مطالعه نشان میدهد که یادگیری گفتار در انسان ماهیتی کاملاً حسی دارد.”
چگونه دانشمندان این فرضیه را آزمایش کردند؟
برای بررسی نقش بخشهای مختلف مغز انسان در یادگیری گفتار، پژوهشگران آزمایشی جالب طراحی کردند.
ابتدا صدای شرکتکنندگان هنگام صحبت کردن به صورت زنده تغییر داده شد و نسخه تغییر یافته از طریق هدفون دوباره به گوش خودشان رسید. این تغییر باعث شد افراد بهطور ناخودآگاه نحوه صحبت کردن خود را اصلاح کنند و الگوی جدیدی از گفتار را یاد بگیرند.
در مرحله بعد، پژوهشگران از فناوری تحریک مغناطیسی فراجمجمهای یا TMS استفاده کردند. این روش غیرتهاجمی با ایجاد میدان مغناطیسی، فعالیت بخشهای مشخصی از مغز را بهطور موقت مختل میکند.
سه ناحیه اصلی مورد بررسی قرار گرفتند:
- قشر شنوایی
- قشر حسی-پیکری
- قشر حرکتی
هدف پژوهش این بود که مشخص شود کدام یک از این نواحی برای ذخیره حافظه گفتاری ضروری هستند.
نتایج آزمایش چه بود؟
پژوهشگران ۲۴ ساعت پس از انجام آزمایش، توانایی افراد در حفظ الگوی جدید گفتار را بررسی کردند. فرضیه بسیار ساده بود. اگر یک بخش از مغز انسان برای یادگیری و ذخیره خاطرات گفتاری ضروری باشد، مختل کردن آن باید باعث کاهش توانایی افراد در حفظ گفتار جدید شود.
نتایج دقیقاً همین موضوع را تأیید کرد. زمانی که فعالیت قشر شنوایی یا قشر حسی-پیکری مختل شد، شرکتکنندگان توانایی بسیار کمتری در حفظ الگوهای جدید گفتار داشتند.
اما نکته شگفتانگیز این بود که اختلال در قشر حرکتی تقریباً هیچ تأثیر قابل توجهی بر حافظه گفتاری ایجاد نکرد.
یافتهای که نظریههای قدیمی را به چالش میکشد
«نیشانت رائو» از پژوهشگران دانشگاه ییل و نویسنده این مطالعه میگوید: “مطالعه ما این فرض قدیمی را به چالش میکشد که حافظه گفتار تنها به تغییرات نواحی حرکتی مغز وابسته است. در مقابل، یافتههای ما نشان میدهد تغییرات ایجاد شده در نواحی شنوایی و حسی مغز نقش اساسی در نحوه یادگیری صحبت کردن دارند.”
این نتیجه میتواند بسیاری از نظریههای قدیمی علوم اعصاب را بازنگری کند و نگاه تازهای نسبت به عملکرد مغز انسان ارائه دهد.
اهمیت انعطافپذیری مغز
یکی از اهداف اصلی این پژوهش، بررسی انعطافپذیری یا پلاستیسیته مغز بود. پلاستیسیته به توانایی مغز انسان برای تغییر ساختار و ایجاد ارتباطات عصبی جدید در پاسخ به تجربه و یادگیری گفته میشود.
هرچه دانشمندان درک بهتری از این ویژگی پیدا کنند، امکان طراحی روشهای درمانی مؤثرتر برای بیماران مبتلا به اختلالات عصبی افزایش خواهد یافت.
ارتباط این تحقیق با مطالعات قبلی
این نخستین باری نیست که گروه پژوهشی چنین نتیجهای مشاهده میکند. در مطالعات قبلی همین گروه روی حرکات دست و بازو نیز مشخص شده بود که اختلال در بخشهای حسی مغز، توانایی یادگیری مهارتهای حرکتی جدید را کاهش میدهد.
یافته جدید نشان میدهد همین الگو درباره گفتار نیز صادق است و سیستمهای حسی در بسیاری از انواع یادگیری نقش پررنگتری نسبت به آنچه تصور میشد دارند.
آینده درمان بیماران سکته مغزی
یکی از مهمترین کاربردهای این پژوهش، درمان افرادی است که پس از سکته مغزی توانایی صحبت کردن را از دست دادهاند. در حال حاضر بسیاری از روشهای توانبخشی بر تمرینهای حرکتی تمرکز دارند.
اما اگر یافتههای جدید تأیید شوند، درمانگران میتوانند تمرکز بیشتری روی تحریک سیستمهای شنوایی و حسی مغز انسان داشته باشند و شاید روند بازگشت توانایی گفتار سریعتر و مؤثرتر شود.
همچنین این نتایج میتواند در درمان بیماریهایی مانند پارکینسون، آسیبهای مغزی و سایر اختلالات حرکتی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
کاربرد در فناوریهای آینده
این تحقیق تنها برای پزشکی اهمیت ندارد. سیستمهای رابط مغز و رایانه (BCI)، هوش مصنوعی، فناوریهای تشخیص گفتار و ابزارهای ارتباطی نسل آینده نیز میتوانند از این یافتهها بهره ببرند.
اگر توسعهدهندگان این فناوریها نقش مهم سیستمهای حسی مغز انسان را در نظر بگیرند، احتمالاً نسل آینده دستگاههای ارتباطی دقت و عملکرد بسیار بهتری خواهند داشت.
جمعبندی
پژوهش جدید دانشگاه مکگیل و دانشگاه ییل نشان میدهد تصور دیرینه دانشمندان درباره نحوه یادگیری گفتار نیازمند بازنگری است. برخلاف باورهای قبلی، این نواحی شنوایی و حسی مغز انسان هستند که نقش اصلی را در شکلگیری و حفظ حافظه گفتاری ایفا میکنند، نه صرفاً بخشهای حرکتی.
اگرچه این تحقیقات هنوز در مراحل اولیه قرار دارد، اما نتایج آن میتواند مسیر تازهای برای درمان بیماران سکته مغزی، توسعه فناوریهای هوشمند ارتباطی و درک بهتر عملکرد مغز باز کند. این کشف بار دیگر نشان میدهد که مغز انسان ساختاری بسیار پیچیدهتر از آن چیزی است که تاکنون تصور میشد و هنوز رازهای فراوانی برای کشف در خود دارد.