Одни и те же неврологические ресурсы мозга отвечают за моторику и языковые навыки

Способность понимать синтаксис сложных предложений - один из самых сложных языковых навыков. В 2019 году исследования выявили корреляцию между тем, что человек особенно хорошо владеет инструментами и имеет хорошие синтаксические способности. Новое исследование, проведенное учеными из Inserm, CNRS, Университета Клода Бернара в Лионе и Университета Люмьер в Лионе в сотрудничестве с Каролинским институтом в Швеции, показало, что оба навыка опираются на одни и те же неврологические ресурсы, которые расположены в одном и том же разделе мозга. 

Более того, моторная тренировка с использованием инструментов улучшает нашу способность понимать синтаксис сложных предложений, и наоборот - синтаксическая тренировка улучшает наши навыки использования инструментов. Эти результаты могут быть использованы в клинической практике для реабилитации пациентов, утративших часть языковых навыков. Исследование опубликовано в ноябре 2021 года в журнале Science.

Авторы исследования выяснили, что области мозга, контролирующие определенные лингвистические функции, такие как обработка значений слов, также участвуют в управлении мелкой моторикой. Однако визуализация мозга не давала доказательств такой связи между языком и использованием инструментов. Палеонейробиология также показала, что области мозга, связанные с языком, увеличивались у наших предков в периоды технологического бума, когда использование инструментов становилось более распространенным.

Рассматривая эти данные, исследовательские группы не могли не задаться вопросом: что если использование определенных инструментов, которое включает в себя сложные движения, опирается на те же ресурсы мозга, которые мобилизуются при выполнении сложных лингвистических функций, таких как синтаксис?

Чтобы глубже изучить этот вопрос, авторы исследования в сотрудничестве с исследователем CNRS Вероник Буленгер разработали серию экспериментов, в которых использовались методы визуализации мозга (функциональная магнитно-резонансная томография или МРТ) и поведенческие измерения. 

Участников эксперимента попросили пройти несколько тестов, состоящих из двигательной тренировки с использованием щипцов длиной 30 см и упражнений по синтаксису на французском языке. Это позволило ученым определить сети мозга, специфичные для каждой задачи, но также общие для обеих задач.

Учитывая, что эти два вида навыков используют одни и те же ресурсы мозга, можно ли тренировать один из них, чтобы улучшить другой? Улучшает ли тренировка моторики с помощью механических щипцов понимание сложных фраз? Во второй части своего исследования ученые рассмотрели эти вопросы и показали, что это действительно так.

На этот раз участников попросили выполнить задание на понимание синтаксиса до и после 30-минутной двигательной тренировки с щипцами. Таким образом, исследователи продемонстрировали, что двигательная тренировка с инструментом приводит к улучшению показателей в упражнениях на синтаксическое понимание. Кроме того, результаты исследования показали, что верно и обратное: тренировка языковых способностей с упражнениями на понимание предложений со сложной структурой улучшала двигательные показатели при работе с инструментом.

Сейчас ученые думают о том, как лучше применить полученные результаты в клинических условиях. В настоящее время мы разрабатываем протоколы, которые могут быть использованы для реабилитации и восстановления языковых навыков у пациентов с относительно сохранными двигательными способностями, например, у молодых людей с нарушениями развития речи". 

Эти эксперименты показали, что после двигательной тренировки участники лучше справились с предложениями, которые считались более сложными. Контрольные группы, которые выполняли ту же лингвистическую задачу, но после двигательной тренировки с использованием голых рук или вообще без тренировки, не показали такого улучшения.