Сделано новое странное открытие о структурах мозга, участвующих в развитии навыка чтения

Наша способность рассматривать абстрактные символы и переносить их на звуки - это один из ключевых навыков для того, чтобы стать грамотным читателем. В научном мире этот навык известен как фонологическая обработка, и он может варьироваться от человека к человеку, а такие заболевания, как дислексия, усложняют его для некоторых. 

В новом исследовании группа ученых проверила две предположительно противоположные гипотезы о том, как структуры мозга связаны с навыком чтения, и, как ни странно, нашла подтверждение обеим. 

Человеческий мозг от природы асимметричен, и считается, что некоторые структуры с левой стороны участвуют в обработке языка; согласно гипотезе, называемой "церебральной латерализацией", чем больше асимметрия, тем лучше способность к чтению.

С другой стороны, может оказаться, что наличие асимметрии в левой части мозга просто усиливает черты, необходимые для чтения - то, что команда называет "гипотезой канализации". Таким образом, наличие большей асимметрии просто переводит вас в средний диапазон навыков чтения.

Теперь выясняется, что в зависимости от уровня анализа - по всему полушарию мозга или по отдельным областям - обе гипотезы имеют под собой основания. 

В частности, группа исследователей обнаружила, что способность к чтению действительно повышается при увеличении асимметрии левого полушария, но только при рассмотрении наиболее асимметричной структуры, по сути, принимая во внимание полушарие в целом.

Исследователи из Медицинского университета Южной Каролины использовали данные магнитно-резонансной томографии (МРТ), полученные в ходе предыдущих исследований, для выявления асимметричных структурных различий в мозге более 700 детей и взрослых.

Хотя МРТ похожа на функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), которая измеряет метаболическую активность, она рисует карту мозга, выявляя анатомические структуры. 

Участников также попросили выполнить тесты на способность к чтению, в том числе тесты, которые требовали от них произносить псевдослова: выдуманные слова, которые требуют повышенной степени обработки, поскольку наш мозг к ним не приспособлен - это называется фонологическим декодированием.

Определив уровень асимметрии мозга, исследователи обнаружили, что при рассмотрении наиболее асимметричной области левого полушария мозга человека, большая асимметрия ассоциировалась с лучшими показателями в задании на чтение псевдослов. 

"Левосторонняя асимметрия размеров верхней височной извилины, в частности, классически считается отражением левополушарной организации языка, которая, будучи нарушенной, способствует ухудшению навыков чтения в соответствии с гипотезой церебральной латерализации", - пишет группа в своей работе. 

Согласно гипотезе церебральной латерализации, каждая доля мозга специализируется в своей способности выполнять тяжелую работу в определенных когнитивных задачах. Левая сторона обычно ассоциируется с процессами, связанными с языком, но предыдущие исследования страдали от того, что выборки были небольшими, а результаты показали активность правого полушария, когда люди выполняли задачи, связанные с языком. 

Если это действительно так, то пока неясно, зависят ли функциональные различия между полушариями от их структурных различий, но конкретные области в левой части мозга достоверно больше, чем те же области в правой.

Между тем, группа исследователей также обнаружила, что если определенные конкретные области мозга имели более выраженные структурные различия между двумя долями, то человек с большей вероятностью попадал в средний диапазон способности к чтению. 

Это согласуется с гипотезой канализации, которую можно представить как движение иглы по канавке пластинки, при котором она сохраняет заданную траекторию. В случае с обработкой языка и чтением, защитные генетические механизмы включаются для развития необходимой асимметрии мозга.

Поскольку эти механизмы надежно выражены, фонологическая обработка обычно ограничена в пределах нормы. Отсутствие этих асимметрий может привести к неограниченному проявлению нарушенных или повышенных способностей.

"Наши результаты показывают, что на популяционном уровне структурные асимметрии мозга связаны с нормальным развитием способности к обработке звуков речи, которая важна для формирования навыка чтения", - говорит ведущий автор исследования Марк Экерт из Медицинского университета Южной Каролины. 

Странно, но выполнение задания на чтение псевдослов не было связано с асимметрией в областях левого полушария, которые, как известно, важны для конкретных языковых функций. Это оставляет открытым вопрос о том, как именно эти структурные асимметрии в более крупных масштабах влияют на способности людей к чтению. 

"Гипотезы церебральной латерализации и канализации могут иметь право на существование, но в разных масштабах мозговой организации и функции", - заключает команда.

"Большая степень асимметрии в левом полушарии может способствовать более эффективной фонологической обработке, возможно, из-за большей специализации полушарий".

Исследование было опубликовано в журнале PLOS Biology.