איך המוח בונה מילים? התשובה המפתיעה הגיעה מניתוחי אפילפסיה

דיבור הוא אחת המשימות המורכבות ביותר שבני אדם מבצעים. לפני שאדם אומר מילה אחת, מוחו חייב לתרגם את מה שהוא רוצה להגיד לרצף מדויק של הוראות לעשרות השרירים המעורבים בדיבור.

למעלה מ-100 שנה האמינו מדענים שתכנון ותיאום הדיבור מתבצע בעיקר באזור ברוקה (Broca's area) – אזור קטן באונה המצחית שהתגלה בשנת 1860 על ידי הפיזיולוג הצרפתי פייר פול ברוקה. מחקר חדש שנערך באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו (UCSF) טוען אחרת: תכנון רצפי הדיבור נשען על רשת רחבה יותר של נוירונים הפזורים באזורים רבים במוח. הרשת מתמקדת בגירוס הקדם-מרכזי האמצעי (middle precentral gyrus – mPrCG), אזור שבמקור יוחס לשליטה רק על תיבת הקול (larynx).

"מתברר שהאזור הזה במוח ממלא תפקיד מעניין וחשוב הרבה יותר. הוא מחבר את צלילי הדיבור יחד לכדי מילים – תהליך חיוני ליכולת להגות אותן", אמר ד"ר אדוארד צ’אנג, יו"ר המחלקה לנוירוכירורגיה באוניברסיטת קליפורניה, והחוקר הבכיר במאמר שפורסם בכתב העת Nature Human Behaviour.

צוות החוקרים מציין כי הממצאים עשויים להוביל לגישות חדשות לטיפול בהפרעות דיבור, לסייע בפיתוח מכשירים שיאפשרו לאנשים משותקים לתקשר, ולסייע למנתחים לשמר את יכולת הדיבור של מטופלים בניתוחי מוח.

צ’אנג החל לחשוד שייצור דיבור מערב אזורים מעבר לאזור ברוקה לאחר שראה מקרה נדיר שבו מטופל פיתח אפרקסיה של הדיבור (apraxia of speech), קושי בתיאום התנועות הנדרשות לדיבור ברור, לאחר הסרת גידול מה-mPrCG, אזור באונה המצחית של המוח שאחראי על שליטה בתיבת הקול. אותו מצב לא התרחש לאחר ניתוחים דומים באזור ברוקה.

בעת פיתוח אמצעי לתקשורת לאנשים משותקים, צ’אנג והדוקטורנטית דאז ג’סי ליו זיהו פעילות הקשורה לתכנון דיבור באזור mPrCG. לצורך העמקה, עבדו צ’אנג, ליו והחוקרת הפוסט-דוקטורנטית לינגיואן ז’או עם 14 מטופלי אפילפסיה שכבר הושתלו במוחם רשתות אלקטרודות דקות לאיתור מוקדי התקפים. מכיוון שנוירוכירורגים ממפים באופן שגרתי גם את אזורי הדיבור הסמוכים, יכלו החוקרים לצפות בפעילות ה-mPrCG רגע לפני שהמשתתפים החלו לדבר.

המתנדבים התבקשו לקרוא קבוצות של הברות ומילים – חלקן חזרות פשוטות כמו “ba-ba-ba”, ואחרות מורכבות יותר כמו “ba-da-ga”. כאשר התמודדו עם רצפים מורכבים יותר, פעילות ה-mPrCG התחזקה, ורמת הפעילות ניבאה עד כמה מהר החלו המשתתפים לדבר לאחר קריאת המילים.

“היכולת לראות את השילוב הזה – עבודה קשה יותר על תכנון רצפים מורכבים ואז איתות לשרירים להוציא את התוכנית לפועל – מראה לנו שגם אם ה-mPrCG נמצא מחוץ לאזור ברוקה, הוא קריטי לתזמור הדיבור שלנו”, אמרה ליו.

בבדיקת המשך, החוקרים גירו חשמלית את אזור ה-mPrCG בחמישה מתנדבים בזמן שהפיקו רצפים קבועים של הברות. ברצפים פשוטים לא נצפו בעיות, אך בגירוי של רצפים מורכבים הופיעו שיבושים שדמו לאפרקסיה של הדיבור – מה שמחזק את הטענה שה-mPrCG מתאם את רצפי הצלילים.

המחקר מתאר את אזור ה-mPrCG כגשר המחבר בין מה שאדם רוצה להגיד לבין התנועות הנדרשות כדי להגיד זאת. “הוא ממלא תפקיד חיוני שבעבר יוחס לאזור ברוקה – אך בפועל לא התאים לשם”, ציינה ליו. “זה מכוון אותנו לכיוון מחקר חדש, שבו הבנת אופן פעולת ה-mPrCG תוביל להבנה חדשה של האופן שבו אנו מדברים".