Różnice mózgu jedno- i dwujęzycznego: twardy orzech do zgryzienia

09/01/2015
Autor: 
Karolina Łukasik

Czy znajomość wielu języków modyfikuje sposób, w jaki mózg przetwarza informacje? Kanadyjscy naukowcy postanowili przyjrzeć się bardziej szczegółowo temu, jakie zmiany w funkcjonowaniu mózgu i w modyfikacji połączeń pomiędzy poszczególnymi jego obszarami rodzi dwujęzyczność.

Z wielu badań przeprowadzonych w ostatnich dwudziestu latach wynika, że dwujęzyczność wpływa na to jak sprawnie wykonujemy pewne zadania, szczególnie te, które wymagają dużego natężenia uwagi. Niewiele natomiast wiadomo, jakie są podstawy mózgowe tych różnic. Badania wskazują, że osoby, które na co dzień posługują się więcej niż jednym językiem, muszą stale podejmować decyzje (robią to w sposób dla siebie nieuświadomiony), którego ze znanych sobie języków powinny użyć. Wybór ten, dokonywany wielokrotnie w ciągu każdego dnia, stanowi intensywny trening dla umysłu. To najprawdopodobniej ten trening właśnie (choć nie zostało to dotychczas dowiedzione naukowo) przyczynia się do często lepszych wyników osób dwujęzycznych w czynnościach wymagających wyboru konkretnego sposobu działania, a z językiem bezpośrednio niezwiązanych.

sdjshdgs

Czy jednak trening ten przekłada się w jakikolwiek sposób na różnice w funkcjonowaniu mózgu i w połączeniach pomiędzy poszczególnymi jego obszarami? Cheryl Grady z University of Toronto i jej współpracownicy postanowili przybliżyć nas do odpowiedzi na to pytanie skanując za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) mózgi osób jedno- i dwujęzycznych, podczas rozwiązywania zadania wymagającego od uczestników uwagi i kontroli, a także wtedy gdy badani po prostu odpoczywali. Badanie przeprowadzono wśród osób starszych w wieku 67-73 lat .

Sieci połączeń
Głównym celem badania było porównanie sieci połączeń aktywujących się między różnymi obszarami mózgu u osób dwujęzycznych i jednojęzycznych. Wcześniejsze badania pozwoliły na wyodrębnienie specjalnych połączeń sieci neuronalnych, które umożliwiają precyzyjną kontrolę wykonywanych przez nas działań. Czołowo-ciemieniowa sieć kontroli (FPC - frontoparietal control network) działa jako "przełącznik", kontrolujący aktywację pozostałych obszarów mózgu. Dzięki FPC możemy wyhamowywać regiony niepotrzebne w danym działaniu i stymulować te, których funkcja jest akurat kluczowa. Jeśli usłyszymy jakiś dźwięk i zostanie on zakwalifikowany jako muzyka, to zahamowany zostanie ośrodek przetwarzania mowy, a pobudzone będą ośrodki związane z przetwarzaniem brzmienia i rytmu. Z kolei sieć wyrazistości (SLN - salience network) integruje dane zmysłowe i fizjologiczne wskaźniki emocji, aby organizm mógł łatwiej dostosować się do zmiennych warunków otoczenia. Gdy dostrzeżemy nagły ruch i odczujemy zaskoczenie czy strach, SLN połączy te dane i ukierunkuje nasze działanie na odkrycie, co się poruszyło i dlaczego. Trzecia i ostatnia sieć, na której skupiła się Grady i jej współpracownicy, to sieć domyślnego działania (DMN - default mode network). Ma ona pośredni wpływ na wykonywanie zadań wymagających wysokiego poziomu kontroli - im silniejsze są połączenia w obrębie tej sieci, tym lepsze wyniki w zadaniach wymagających kontroli.

Choć w badaniu przeprowadzonym przez naukowców z University of Toronto nie zaobserwowano różnic w poziomie wykonania zadania przez osoby dwujęzyczne i jednojęzyczne, okazało się jednak, że każda z grup osiągnęła podobny wynik w inny sposób. Odnotowano bowiem szereg różnic w sposobie w jaki mózg radził sobie z wykonywaniem tego zadania. Między innymi osoby dwujęzyczne sprawniej przełączały się między stanem odpoczynku a wykonywaniem zadania, co znaczy, że były w stanie szybciej podjąć przerwane wcześniej działanie. W tej grupie gęstość połączeń w sieci DMN była większa w porównaniu z jednojęzycznymi uczestnikami eksperymentu, co może tłumaczyć sprawniejsze przełączanie między odpoczynkiem a zadaniem. Podobnie sieć FPC osób dwujęzycznych cechowała się większą spójnością, dzięki czemu najprawdopodobniej ośrodki kluczowe dla wykonywanego zadania były sprawniej pobudzane. Co ciekawe, nie wykazano, by u dwujęzycznych uczestników obszary związane z przetwarzaniem języka lub z pamięcią miały silniejsze połączenia z pozostałymi regionami mózgu.

Zdaniem Grady i jej współpracowników, dwujęzyczność wpływa przede wszystkim na najbardziej podstawowe sieci kontrolujący wykonywanie wymagających zadań poznawczych, nie oddziałuje zaś na bardziej specyficzne sieci (jak SLN, odpowiedzialna za emocje, czy obszary związane z pamięcią). Ze względu na zaangażowanie podstawowych sieci, działających ogólnie, a nie tylko w trakcie określonych zadań, osoby dwujęzyczne są w stanie silniej angażować kontrolę poznawczą do radzenia sobie z zakłócającymi bodźcami – na przykład z hałasem przeszkadzającym w skupieniu się na układanych puzzlach - nawet w zadaniach nie wykorzystujących języka. Być może właśnie ta sprawność kontroli poznawczej jest kluczem do lepszego funkcjonowania mózgu w starości? (wyniki na to wskazujące zaobserwowano w kilku wcześniejszych badaniach przeprowadzonych m.in. w ośrodku w Toronto). Grady wspiera tę hipotezę, lecz równocześnie podkreśla, że w przeprowadzonym przez nią badaniu większa spójność połączeń w mózgu nie przekładała się na większy sukces w wykonywanych zadaniach. Dokładniejsze badanie tej zależności to jedno z wyzwań, które stoją obecnie przed neuropsychologią.

Karolina Łukasik

Źródło: Grady, C.L., et al., Brain network activity in monolingual and bilingual older adults. Neuropsychologia (2014),
http://dx.doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2014.10.042i