由 yijun 在 31 Jul 2008, 00:24
人類學:語言演化的大腦輿圖-當布羅卡遇上維尼克
編輯 thinhug 報導
利用擴散張量的神經纖維造影技術(DTI),研究發現人類與其他靈長類在連結大腦語言處理區域的弓狀束(arcuate fasciculus)上結構非常不同,這項差異提供了人類語言演化的生物基礎。
「語言」,是人類特有的溝通方式。許多動物雖然能夠傳達訊息給同類,但是大多數的科學家並不認為這些溝通系統的多樣性與複雜程度,足以被稱作是一種語言。發展心理學家曾經試圖教導黑猩猩說話,但是卻發現牠們能夠習得的字彙與說話的能力只和學齡的人類小孩相當。研究認為在發音器官,黑猩猩有位置過高的喉頭和舌頭,阻礙了牠們發複雜母音(比如a, e, u)的可能性。而在大腦結構上,一般推論黑猩猩只有人類1/3大的腦容量以及較小額葉的體積,間接影響了牠們在語言表達上的複雜性。
神經科學界很早就發現,位於人類左腦前額葉的布羅卡區(Broca's area)和顳葉後方的維尼克區(Wernicke's area)與語言的處理有密切關係;許多臨床研究也指出,語言理解與表達的能力不只是這兩個腦區的各自運作:聯結這一前一後語言處理區域被稱做弓狀束(arcuate fasciculus)的神經元纖維一旦受損,會產生講話雜亂無章而且無法覆誦別人言語的「傳導性失語症(Conduction Aphasia)」現象。因此,觀察大腦語言處理區以及弓狀束在不同靈長類之間的結構差異,會有助於瞭解為何人類語言發展的演化結果嗎?
美國艾茉利大學(Emory University)的人類學家與神經科學家合作,利用擴散張量造影(Diffusion Tensor Imaging, DTI)技術,觀察不同的靈長類在弓狀束神經元纖維的體積、形狀與走向。他們總共掃瞄了10位成年人類、一隻黑猩猩(chimpanzee)和一隻恆河猴(macaque, Macaca mulatta)的活體大腦,以及另外3隻黑猩猩與2隻恆河猴的大腦標本。經由神經連結運算分析的結果發現:人類弓狀束的體積不但比黑猩猩和恆河猴大得多,而且只有人類的弓狀束完整地聯結了布羅卡與維尼克這兩個語言處理區域,黑猩猩的腦神經網絡圖顯示出少數的神經纖維從前額葉投射往顳葉區域,而恆河猴甚至幾乎沒有觀察到任何弓狀束的神經元走向。論文作者認為,人類大腦語言處理區域的發展顯然和聯結這些區域之間的神經纖維有著重要的關係。這項發現發表在四月份的「自然神經科學」雜誌上。
雖然擴散張量造影技術已經不是第一次被應用來觀察神經纖維的體積和走向,但是被應用在靈長類之間的跨物種比較,卻再次呈現了語言發展演化歷史中,人類大腦令人驚豔的獨特性。
原始論文:
Rilling JK, Glasser MF, Preuss TM, Ma X, Zhao T, Hu X, Behrens TE. (2008). The evolution of the arcuate fasciculus revealed with comparative DTI. Nature Neuroscience. 11(4):426-8.
參考來源:
* [url=http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080323210220.htm]ScienceDaily: Language Feature Unique To Human Brain Identified[/url]
* [url=http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/324/2]ScienceNOW: Wired for Language[/url]