Роль зоны Брока и ее правополушарного гомолога в усвоении абстрактной и конкретной семантики: данные транскраниальной электрической стимуляции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной статье представлено сравнение результатов научения новым конкретным и абстрактным словам после транскраниальной электрической стимуляции (ТЭС, также известной как микрополяризация) зоны Брока и ее правополушарного гомолога. Усвоение новых понятий происходило через чтение предложений, последовательно раскрывающих их значение. Перед обучением проводили 15-минутную анодную или катодную стимуляцию одной из целевых зон. Проверку результатов обучения проводили сразу после обучения и спустя 24 ч с помощью задания на лексическое решение. Была выявлена вовлеченность правополушарного гомолога зоны Брока в усвоение и обработку новых конкретных и абстрактных понятий, выразившаяся в увеличении количества правильных ответов после ее стимуляции по сравнению с зоной Брока левого полушария. Было установлено, что ТЭС гомолога зоны Брока оказала положительное влияние на консолидацию мнемических репрезентаций новых слов.

Об авторах

Д. С. Гнедых

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. Д. Благовещенский

ФГБУН Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. Н. Костромина

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. А. Мкртычян

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. Ю. Штыров

Орхусский университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Дания, Орхус

Список литературы

  1. Borghi A.M., Binkofski F. Words as social tools: an embodied view on abstract concepts. N.Y.: Springer New York, 2014. 127 p.
  2. Fliessbach K., Weis S., Klaver P. et al. The effect of word concreteness on recognition memory // NeuroImage. 2006. V. 32. № 3. P. 1413.
  3. Borghi A.M. A future of words: language and the challenge of abstract concepts // J. Cogn. 2020. V. 3. № 1. P. 42.
  4. Pulvermüller F. How neurons make meaning: brain mechanisms for embodied and abstract-symbolic semantics // Trends Cogn. Sci. 2013. V. 17. № 9. P. 458.
  5. Binder J.R., Westbury C.F., McKiernan K.A. et al. Distinct brain systems for processing concrete and abstract concepts // J. Cogn. Neurosci. 2005. V. 17. № 6. P. 905.
  6. Desai R.H., Reilly M., van Dam W. The multifaceted abstract brain // Philos. Trans. R. Soc. B: Biol. Sci. 2018. V. 373. № 1752. P. 20170122.
  7. Mkrtychian N., Blagovechtchenski E., Kurmakaeva D. et al. Concrete vs. abstract semantics: from mental representations to functional brain mapping // Front. Hum. Neurosci. 2019. V. 13. P. 267.
  8. Broca P.P. Remarques sur le siège de la faculté du langage articulé, suivies d’une observation d’aphémie (perte de la parole) // Bulletin et mémoires de la Société Anatomique de Paris. 1861. № 6. P. 330.
  9. Sahin N.T., Pinker S., Cash S.S. et al. Sequential processing of lexical, grammatical, and phonological information within Broca’s Area // Science. 2009. V. 326. № 5951. P. 445.
  10. Tomasino B., Tronchin G., Marin D. et al. Noun–verb naming dissociation in neurosurgical patients // Aphasiology. 2018. V. 33. № 12. P. 1418.
  11. Fiebach C.J., Schlesewsky M., Lohmann G. et al. Revisiting the role of Broca’s area in sentence processing: syntactic integration versus syntactic working memory // Hum. Brain Mapp. 2005. V. 24. № 2. P. 79.
  12. Friederici A.D. The neural basis for human syntax: Broca’s area and beyond // Curr. Opin. Behav. Sci. 2018. V. 21. P. 88.
  13. Heim S., Eickhoff S.B., Amunts K. Specialisation in Broca’s region for semantic, phonological, and syntactic fluency? // NeuroImage, 2008. V. 40. № 3. P. 1362.
  14. Binder J.R., Desai R.H., Graves W.W., Conant L.L. Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies // Cereb. Cortex. 2009. V. 19. № 12. P. 2767.
  15. Schell M., Friederici A.D., Zaccarella E. Neural classification maps for distinct word combinations in Broca’s area // Front. Hum. Neurosci. 2022. V. 16. P. 930849.
  16. Berkovich–Ohana A., Noy N., Harel M. et al. Inter-participant consistency of language-processing networks during abstract thoughts // NeuroImage. 2020. V. 211. P. 116626.
  17. Fini C., Zannino G.D., Orsoni M. et al. Articulatory suppression delays processing of abstract words: The role of inner speech // Q. J. Exp. Psychol. 2022. V. 75. № 7. P. 1343.
  18. Mashal N., Faust M., Hendler T. The role of the right hemisphere in processing nonsalient metaphorical meanings: application of principal components analysis to fMRI data // Neuropsychologia. 2005. V. 43. № 14. P. 2084.
  19. Moro A., Tettamanti M., Perani D. et al. Syntax and the brain: disentangling grammar by selective anomalies // NeuroImage. 2001. V. 13. № 1. P. 110.
  20. Friederici A.D., Opitz B., von Cramon D.Y. Segregating semantic and syntactic aspects of processing in the human brain: an fMRI investigation of different word types // Cereb. Cortex. 2000. V. 10. № 7. P. 698.
  21. Sabsevitz D.S., Medler D.A., Seidenberg M., Binder J.R. Modulation of the semantic system by word imageability // NeuroImage. 2005. V. 27. № 1. P. 188.
  22. Blank S.C., Bird H., Turkheimer F., Wise R.J.S. Speech production after stroke: the role of the right pars opercularis // Ann. Neurol. 2003. V. 54. № 3. P. 310.
  23. Scott S.K. The neural control of volitional vocal production-from speech to identity, from social meaning to song // Philos. Trans. R. Soc. B: Biol. Sci. 2022. V. 377. № 1841. P. 20200395.
  24. Reato D., Salvador R., Bikson M. et al. Principles of transcranial direct current stimulation (tDCS): introduction to the biophysics of tDCS / Practical guide to transcranial direct current stimulation // Eds. Knotkova H., Nitsche M., Bikson M., Woods A. Springer, Cham, 2019. P. 45.
  25. Roy A.V., Camchong J., Lim K.O. Principles and applications of transcranial electrical stimulation / Engineering in Medicine: Advances and Challenges // Ed. Iaizzo P. Elsevier, 2018. P. 319.
  26. Bianco G., Feurra M., Fadiga L. et al. Bi-hemispheric effects on corticospinal excitability induced by repeated sessions of imagery versus observation of actions // Restor. Neurol. Neurosci. 2012. V. 30. № 6. P. 481.
  27. Santarnecchi E., Feurra M., Barneschi F. et al. Time course of corticospinal excitability and autonomic function interplay during and following monopolar tDCS // Front. Psychiatry. 2014. V. 5. P. 86.
  28. de Vries M.H., Barth A.C., Maiworm S. et al. Electrical stimulation of Broca’s area enhances implicit learning of an artificial grammar // J. Cogn. Neurosci. 2010. V. 22. № 11. P. 2427.
  29. Fiori V., Cipollari S., Di Paola M. et al. tDCS stimulation segregates words in the brain: evidence from aphasia // Front. Hum. Neurosci. 2013. V. 7. P. 269.
  30. Rosso C., Valabregue R., Arbizu C. et al. Connectivity between right inferior frontal gyrus and supplementary motor area predicts after-effects of right frontal cathodal tDCS on picture naming speed // Brain Stimul. 2014. V. 7. № 1. P. 122.
  31. Marangolo M., Fiori V., Gelfo F. et al. Bihemispheric tDCS enhances language recovery but does not alter BDNF levels in chronic aphasic patients // Restor. Neurol. Neurosci. 2014. V. 32. № 2. P. 367.
  32. de Aguiar V., Bastiaanse R., Capasso R. et al. Can tDCS enhance item-specific effects and generalization after linguistically motivated aphasia therapy for verbs? // Front. Behav. Neurosci. 2015. V. 9. P. 190.
  33. Matar S.J., Sorinola I.O., Newton C., Pavlou M. Transcranial direct-current stimulation may improve discourse production in healthy older adults // Front. Neurol. 2020. V. 11. P. 935.
  34. Schimke E.A.E., Angwin A.J., Cheng B.B.Y., Copland D.A. The effect of sleep on novel word learning in healthy adults: A systematic review and meta-analysis // Psychon. Bull. Rev. 2021. V. 28. № 6. P. 1811.
  35. Liu Y., van Hell J.G. Learning novel word meanings: an ERP study on lexical consolidation in monolingual, inexperienced foreign language learners // Language Learning. 2020. V. 70. P. 45.
  36. Bakker I., Takashima A., van Hell J.G. et al. Competition from unseen or unheard novel words: lexical consolidation across modalities // J. Mem. Lang. 2014. V. 73. № 1. P. 116.
  37. Partanen E., Leminen A., de Paoli S. et al. Flexible, rapid and automatic neocortical word form acquisition mechanism in children as revealed by neuromagnetic brain response dynamics // Neuroimage. 2017. V. 155. P. 450.
  38. Vasilyeva M.J., Knyazeva V.M., Aleksandrov A.A., Shtyrov Y. Neurophysiological correlates of fast mapping of novel words in the adult brain // Front. Hum. Neurosci. 2019. V. 13. P. 304.
  39. Ihara A.S., Mimura T., Soshi T. et al. Facilitated lexical ambiguity processing by transcranial direct current stimulation over the left inferior frontal cortex // J. Cogn. Neurosci. 2015. V. 27. № 1. P. 26.
  40. Kurmakaeva D., Blagovechtchenski E., Gnedykh D. et al. Acquisition of concrete and abstract words is modulated by tDCS of Wernicke’s area // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 1. P. 1508.
  41. Haro J., Guasch M., Vallès B., Ferré P. Is pupillary response a reliable index of word recognition? Evidence from a delayed lexical decision task // Behav. Res. Methods. 2017. V. 49. № 5. P. 1930.
  42. Perea M., Rosa E., Gómez C. The frequency effect for pseudowords in the lexical decision task // Percept. Psychophys. 2005. V. 67. № 2. P. 301.
  43. Monaghan J., Ellis A.W. What exactly interacts with spelling-sound consistency in word naming? // J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 2002. V. 28. № 1. P. 183.
  44. Troche J., Crutch S., Reilly J. Clustering, hierarchical organization, and the topography of abstract and concrete nouns // Front. Psychol. 2014. V. 5. P. 360.
  45. Paivio A. Mental representations: a dual coding approach. N. Y.: Oxford University Press, 1986. 322 p.
  46. Руководство по функциональной межполушарной асимметрии. М.: Научный мир, 2009. 836 с. Guide to functional hemispheric asymmetry. M.: “Scientific World” Publishing House, 2009. 836 p.
  47. Nazarova M., Blagovechtchenski E. Modern brain mapping – what do we map nowadays? // Front. Psychiatry. 2015. V. 6. P. 89.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (59KB)
Метаданные

© Д.С. Гнедых, Е.Д. Благовещенский, С.Н. Костромина, Н.А. Мкртычян, Ю.Ю. Штыров, 2023