大腦功能區不專一 先天盲人視覺皮層可處理語言

早起沏上一杯濃香咖啡，滿屋飄香，讓你的心情相當愉快。然而這時突然傳來的一聲汽車長笛，卻又確實可以起到“一鳴驚人”的效果。不過，這些不同的刺激都會輸入到大腦的相應區域來分析處理。咖啡濃香由嗅覺皮層專職，而一聲長笛則是聽覺皮層負責。科學研究證明，大腦特定功能源於大腦的某一區域，因此大腦被劃分為不同的功能區域，如感覺區、記憶區、語言區、識字區和運動區等。無疑，大腦分工是由基因預先確定的。然而，越來越多的證據表明，大腦的功能區並不是一成不變的，有時它們也會不顧其基因決定，接管一些本不由其負責的功能。


1996年一項針對盲人早年生活的研究發現，視覺皮層可以擁有讀盲文這一非視覺功能，這一發現具有里程碑意義。據美國物理學家組織網近日報道，麻省理工學院的神經科學家研究表明，先天盲人的部分視覺皮層可以處理語言。這一發現表明，視覺皮層可以顯著地改變其功能，從處理視覺的功能轉變為處理語言，這也推翻了語言處理只能出現在由基因編碼的高度專業化的大腦功能區的看法。該研究發表在近日出版的《美國國家科學院院刊》上。

腦功能的靈活性

一個多世紀以來，神經學家已經了解到，人類的語言中樞分為布洛卡中心 (Broca's area)  和韋尼克中心 (Wernicke's area)，負責產生和理解語言。這些區域被認為具有內在屬性，其特定的細胞及其與大腦其他功能區的連接關係使得它們特別適合處理語言。當布洛卡中心損傷時，人仍然能說出有意義的語句，但不符合語法規則；如果損傷了韋尼克中心，人能說出近於正確的語句，但毫無意義。

感覺區內也有負責視覺和聽覺功能的處理中心。不過，大腦在分配功能時似乎還有一定的靈活性。此前對動物的研究表明，大腦感覺區可以處理來自不同器官的資訊。如果在生命早期實施手術，比如將眼睛與大腦聽覺皮層連接，聽覺皮層區域將處理圖像而不是聲音。

到目前為止，還沒有證據表明大腦語言中樞具有同樣的靈活性。此前，對先天性盲人的研究顯示，在執行閱讀盲文等語言任務時，左側視覺皮層有活躍跡象，但這卻無法證明這是一種完全正式的語言處理功能。

麻省理工學院腦認知科學系博士後瑪麗娜·貝德尼(Marina Bedny)及其同事開始著手調查盲人的大腦視覺區是否能參與處理句子結構和進行語義分析等複雜的語言任務。研究人員利用功能性磁共振成像技術在盲人執行語句理解任務時對其進行掃描。研究人員推測，如果視覺皮層擁有語言處理能力，那麼在接觸語言資訊時，將會表現出如布洛卡中心和韋尼克中心等經典大腦語言區的相同敏感性。

結果他們發現，大腦視覺區對句子結構和詞義表現敏感。這表明，大腦功能的分區並不十分嚴格。貝德尼特別指出，這一研究並不意味在處理語言時人類大腦不需要布洛卡區和韋尼克區，也沒有證明視覺皮層可以處理任何語言現象，而只是表明大腦某些其他部位也可以參與語言處理。

大腦功能重新分配

研究人員還有一個很大的疑團有待解決，那就是在先天性盲人語言中樞發揮正常功能的條件下，為什麼視覺皮層會參與語言處理。貝德尼認為，這可能是大腦發育過程中一種自然的任務重新分配的結果。在大腦的發育過程中，各區域的功能逐漸確定，而先天性盲人的視覺皮層由於沒有獲得其典型的視覺功能，導致其視覺皮層競爭其他功能。

結合其他相關研究表明，視覺皮層的不同部位在發育過程中獲得了不同的功能，左視覺區的一部分（包括左初級視覺皮層）獲得了語言處理功能。研究人員推測，這種大腦功能的重新分配將使盲人在處理語言方面產生優勢。他們將在後續工作中研究盲人是否在分析複雜句子或進行語言測試時佔有優勢，以及研究視覺皮層在語言處理中的精確作用，並研究盲童的視覺皮層會在發育的哪個階段開始產生處理語言的能力。

科技日報   2011/04/25



相關連結

• Parts of Brain Can Switch Functions: In People Born Blind, Brain Regions That Usually Process Vision Can Tackle Language (ScienceDaily)
• Language processing in the occipital cortex of congenitally blind adults (PNAS)