yksilölliset erot
31.9 kielen kehityksen Hermomittarit
miten lapsen aivot organisoituvat uudelleen tänä syvällisen kielenkehityksen aikana? Debra Millsin ja kollegoiden elektrofysiologisten tutkimusten sarja viittaa siihen, että” kielen aivojen erikoistuminen ilmenee oppimisen funktiona ja riippuu jossain määrin oppimisen nopeudesta ” (Sheehan & Mills, 2008). Mills ja kollegat ovat osoittaneet, että elektrofysiologisten (EEG) komponenttien (P100, N200-400) suhteellinen lateralisaatio ensimmäisten elinvuosien aikana liittyy läheisesti kielten oppimiseen ja asiantuntemukseen. Erityisesti N200-400-komponentin sivuttaisjakauma tunnetuille ja tuntemattomille sanoille liittyy lapsen sanaston yleiseen kokoon tietyssä kielessä. Conboy and Mills (2006) osoitti, että 20-kuukauden ikäisillä kaksikielisillä pikkulapsilla, joilla on korkea tai alhainen kokonaissanaston koko, N200-400-ero tunnettujen ja tuntemattomien sanojen välillä lateralisoitiin vain lapsilla, joilla on korkeampi sanasto, ja vain heidän valtakielellään. Vastaavasti tämä tunnettu-vs. tuntematon-sana N200-400-ero jakautui kahdenkeskisesti ei-dominanttikieleen ja pikkulapsiin, joiden kokonaissanasto oli pienempi. Samanlainen löydös raportoitiin Mills, Plunkett, Prat, and Schafer (2005)-yrityksen nopeassa sanaoppimiskokeessa. Niinpä muutokset sanojen hermovasteiden laajamittaisessa topografiassa johtuivat pikkulasten osaamisesta sanojen kanssa yleensä sekä heidän tuntemuksestaan tiettyjen sanaesimerkkien suhteen.
yleisemmin Sheehan and Mills (2008) huomauttaa arvostelussaan infant and child EEG language literature, että EEG: n komponenttien suhteellinen lateralisaatio muuttuu dynaamisesti elinkaaren aikana. Esimerkkinä he mainitsevat P1-komponentin, joka herättää vasteena kuuloärsykkeisiin, mikä osoittaa varhaisen vasemman lateralisaation 3 kuukaudesta 3 vuoteen, symmetrisen jakauman 6-12 vuoteen ja oikean lateralisoidun jakauman 13 vuodesta aikuisuuteen. Tällaisten monimutkaisten kehityspolkujen olemassaolo osoittaa, että mikä tahansa Puhe—tai kieliärsykkeiden oletettu ”varhainen lateralisaatio” on ymmärrettävä elinkaaren aikana tapahtuvien muutosten yhteydessä-erityisen tärkeä seikka kielen kehitystä koskevien toiminnallisten ja rakenteellisten magneettikuvausten (MRI) tulkinnassa.
kielen kehitystä kuvaavat funktionaaliset ja rakenteelliset MAGNEETTIKUVAUSTUTKIMUKSET kohdistuvat usein funktion suhteellista lateralisoitumista (ja alueellistumista) koskeviin kysymyksiin. Tässä suhteessa, Perani et al. (2010, 2011) skannattuja vastasyntyneitä italialaisia vauvoja (~2 päivän ikäisiä) heille soitettiin puhe-ja musiikkiärsykkeinä. Muiden tulosten, kirjoittajat havaitsivat, että vastasyntyneet osoittivat huomattavasti oikealle lateralisoitu reaktio primaarisessa ja sekundaarisessa auditorinen alueilla luonnollisesti tuotettu puhe ja musiikki, kun taas muuttunut puhe ja musiikki osoitti kahdenvälistä tai jopa hieman vasemmalle lateralisoitu profiili aktivointi. On jonkin verran viitteitä siitä, että tämä varhainen lateralisaatioprofiili passiivisen kielen kuunteluun saattaa vaihdella ensimmäisten elinkuukausien aikana. FMRI-tutkimuksessa, jossa 3 kuukauden ikäiset lapset kuuntelivat merkityksellistä tai päinvastaista puhetta nukkuessaan tai valveilla, raportoitiin enemmän vasemmanpuoleista lateralisoitunutta aktiivisuutta ylemmässä ajallisessa ja kulmahyöryssä (Dehaene-Lambertz, Dehaene, & Hertz-Pannier, 2002). FMRI-tutkimuksessa, jossa oli 7 kuukauden ikäisiä vauvoja, Blasi et al. (2011) osoitti, että ei-kielelliset ääntelyt herättivät suurempaa bilateraalista, mutta oikeanpuoleista ylempää temporaalista gyrus-ja sulcus-aktivaatiota suhteessa ei-äänisiin ympäristöääniin. Kieleen liittyvien varhaisten rakenteellisten epäsymmetrioiden osalta O’Muircheartaigh et al. (2013) Raportoi useita Ikä-ehdollisia epäsymmetrioita valkoisen aineen myelinaatiossa ikävuosien 1 ja 6 välillä, jotka liittyivät kielitaidon näkökohtiin, joita arvioitiin Mullens scale of Early Learning-asteikolla. Tutkimuksessa, jossa oli varhaisia kouluikäisiä lapsia (iät 5-6), Brauer ja Friederici (2007) osoittivat, että aktivointi passiivisella lauseenkuuntelulla oli hieman vähemmän vasemmalle lateralisoitua kuin aikuisilla, mutta että lapset ja aikuiset olivat melko samanlaisia profiililtaan perisylvian aktivointi. Kaksi varhaista kuvantamistutkimusta kuulonkielen ymmärtämisestä pienillä lapsilla viittaavat myös siihen, että varhainen kielen käsittely on pääasiassa kahdenkeskistä, aktivoiden alemman frontaaligyruksen (IFG) ja temporaalisen corticesin (Booth et al., 2000; Ulualp, Biswal, Yetkin, & Kidder, 1998).
myös muut kielentuotantoa hyödyntävät kehityshäiriötutkimukset ovat keskittyneet yksilöissä esiintyvien kielen lateralisoitumisen mallien tunnistamiseen (Berl et al., 2014, Gaillard et al., 2004)yli tehtävien (Bookheimer, Zeffiro, Blaxton, Gaillard, & Theodore, 2000; De Guibert et al., 2010; Lidzba, Schwilling, Grodd, Krägeloh-Mann, & Wilke, 2011) ja yli-vastaustavat (Croft, Rankin, Liégeois, Banks, & Cross, 2013). Yleisesti ottaen kehitystutkimukset osoittavat, että vaikka useimmat kouluikäiset lapset osoittavat vasemmalle lateralisoituneita reaktioita, on yksilöllisiä ja tehtäväkohtaisia eroja. Myös lateralisaation ikäsidonnaisia muutoksia on kuvattu. Esimerkiksi Szaflarski, Holland, Schmithorst ja Byars (2006) osoittivat, että neuraalinen aktivointi salaiseen verbien sukupolvitehtävään tuli yhä enemmän vasemmalle-lateralisoituneeksi lapsuuden ja nuoruuden välillä. Erityisesti ikään liittyvät muutokset niin kutsutun brocan alueella ovat olleet painopiste monissa kehityshäiriöisissä kielentutkimuksissa (tarkasteltu Berl et al., 2014). Johtopäätökset, joita voidaan tehdä, näyttävät kuitenkin riippuvan kyseisen otoksen ikäjakaumasta sekä erityistehtävien vaatimuksista. Yleensä tutkimukset, joissa on käytetty sanallista sujuvuutta tai luokittelutehtäviä, osoittavat yleensä ikään liittyvää aktivaation lisääntymistä vasemman IFG: n yli (Holland et al., 2001), kun taas semanttisia assosiaatiotehtäviä käyttävät tutkimukset ovat omiaan herättämään eroja oikean IFG: n suhteen (Booth et al., 2003; Chou et al., 2006). Kuitenkin muut tutkimukset raportoivat, että AKTIVAATIOMUUTOKSET ja kasvava vasemmanpuoleinen lateralisaatio IFG: ssä liittyvät ikään (Berl et al., 2014)tai esitys (Bach et al., 2010; Blumenfeld, Booth, & Burman, 2006).
suuri osa siitä, mitä tiedämme kielentuotannon neuraalisesta kehityksestä, perustuu sarjaan tärkeitä kehitystutkimuksia, joissa käytetään hyvin luonnehdittuja aikuisten neuropsykologisia ja/tai fMRI-kielen tehtäviä. Näitä ovat yksinkertainen sanojen toisto auditiiviseen merkkiin (Church, Coalson, Lugar, Petersen, & Schlaggar, 2008), avoin sanojen lukeminen (Church et al., 2008; Grande, Meffert, Huber, Amunts, & Heim, 2011; Heim et al., 2010; Schlaggar & McCandliss, 2007), word generation to a category (Gaillard et al., 2000, 2003) tai enemmän ”metalinguistic” tehtäviä, kuten verbi, riimi, tai antonym sukupolvi lukea tai kuullut cue sana (Brown et al., 2005; Holland et al., 2001; Schapiro ym., 2004; Schlaggar et al., 2002; Szaflarski, Schmithorst, et al., 2006).
seminaaritutkimuksessa Brown ja kollegat (2005) tutkivat suurta joukkoa lapsia ja aikuisia, jotka suorittivat avoimia sanasukupolven tehtäviä (riimi, verbi ja vastakkainen sukupolvi). Vertaamalla aikuisia ja lapsia, joiden tarkkuus/reaktioajat olivat samankaltaiset näissä tehtävissä, he tunnistivat alueet, joilla havaittiin ikään liittyvää alenemista (molemminpuolinen mediaalinen otsalohko, parietaalinen, takaraivolohko ja cingulate cortex) ja ikään liittyvää aktiivisuuden lisääntymistä (vasen sivusuuntainen ja mediaalinen otsalohko). Sen sijaan verrattaessa aikuisia ja lapsia, joiden suorituskyky oli erilainen, havaittiin muutoksia oikean otsalohkon, mediaalisen päälaen aivokuoren ja posteriorisen cingulate-ja takaraivo-aivokuoren molemmin puolin. Nämä tulokset viittasivat siihen, että aktiviteetti lisääntyi vasta rekrytoiduilla alueilla, kuten frontaalikorteksilla, yli kehityksen ja toiminnan lisääntynyt erikoistuminen aiemmilla prosessointialueilla, kuten ekstrastriaattikorteksilla.
viime aikoina Krishnan, Leech, Mercure, Lloyd-Fox ja Dick (2014) käyttivät kuvaa, jossa nimettiin fMRI-paradigma, jossa oli useita monimutkaisuuden tasoja, ymmärtääkseen, miten kouluikäiset lapset (7-12-vuotiaat) ja nuoret Aikuiset vastasivat kasvaviin prosessointivaatimuksiin. Havaitsimme, että neuraalinen organisaatio nimeämiseen oli suurelta osin samanlainen lapsuudessa ja aikuisuudessa, jossa aikuisilla oli suurempi aktivaatio kaikissa nimeämisolosuhteissa yli huonompi temporal gyri ja supramarginal gyri. Monimutkaisuuden nimeäminen vaikutti kuitenkin aikuisiin ja lapsiin aivan eri tavalla. Neuraalinen aktivaatio, erityisesti dorsolateraalisen etuotsalohkon yläpuolella, mutta myös oikean posteriorin superior temporal sulcus (STS), osoitti kompleksisuusriippuvaista lisääntymistä aikuisilla, mutta kompleksisuusriippuvaista vähenemistä lapsilla. Nämä erot heijastelevat todennäköisesti aikuisten laajempaa kielivalikoimaa, differentiaalisia kognitiivisia vaatimuksia ja strategioita sananhaun ja-tuotannon aikana sekä kehityshäiriöitä aivojen rakenteessa. On selvää, että yläkoulu-ja lukiovuosina neuro-organisaatiossa täytyy tapahtua huomattavia muutoksia jopa melko perustason kielituotantotaitoihin. Tässä mielessä Ramsden et al. (2011) havaitsi, että muutokset yksittäisten koehenkilöiden verbaalisessa ÄLYKKYYSOSAMÄÄRÄSSÄ varhaisen ja myöhäisen murrosiän välillä liittyivät muutoksiin ”harmaan aineen tiheydessä” vasemmalla ventraalisella somatomotorisella alueella, jossa samoilla koehenkilöillä oli myös artikulaatioon liittyvä fMRI-aktivaatio.
yksilöllisiä eroja kielessä ja kieliopillisessa kyvyssä on liittynyt myös aktivoitumiseen lauseiden ymmärtämisessä. Esimerkiksi kompleksisten lauseiden ymmärtämisen IFG: n yli aktivoituminen korreloi yksilöllisten kieliopillisten kykyjen erojen kanssa (Knoll, Obleser, Schipke, Friederici, & Brauer, 2012; Nuñez ym., 2011) ja sanaston tuntemusta (Yeatman, Ben-Shachar, Glover, & Feldman, 2010) iän sijaan.3 yhdistetyssä toiminnallisessa ja rakenteellisessa MAGNEETTIKUVAUSTUTKIMUKSESSA kouluikäisten lasten, nuorten ja aikuisten kanssa Richardson, Thomas, Filippi, Harth ja Price (2010) havaitsivat, että yksilölliset erot sanaston koossa korreloivat positiivisesti auditiivisen lauseenymmärtämisen aktivointiin vasemmassa posteriorissa ja ”harmaan aineen tiheyteen” samalla alueella. Nämä tulokset viittaavat siihen, että kielen oppimisprosessi muokkaa merkittävästi kielenkäsittelyn taustalla olevia verkostoja, jopa melko myöhäisessä kehityksessä.