Роль зоны Брока и ее правополушарного гомолога в усвоении абстрактной и конкретной семантики: данные транскраниальной электрической стимуляции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной статье представлено сравнение результатов научения новым конкретным и абстрактным словам после транскраниальной электрической стимуляции (ТЭС, также известной как микрополяризация) зоны Брока и ее правополушарного гомолога. Усвоение новых понятий происходило через чтение предложений, последовательно раскрывающих их значение. Перед обучением проводили 15-минутную анодную или катодную стимуляцию одной из целевых зон. Проверку результатов обучения проводили сразу после обучения и спустя 24 ч с помощью задания на лексическое решение. Была выявлена вовлеченность правополушарного гомолога зоны Брока в усвоение и обработку новых конкретных и абстрактных понятий, выразившаяся в увеличении количества правильных ответов после ее стимуляции по сравнению с зоной Брока левого полушария. Было установлено, что ТЭС гомолога зоны Брока оказала положительное влияние на консолидацию мнемических репрезентаций новых слов.

Об авторах

Д. С. Гнедых

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. Д. Благовещенский

ФГБУН Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. Н. Костромина

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. А. Мкртычян

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. Ю. Штыров

Орхусский университет

Email: d.gnedyh@spbu.ru
Дания, Орхус

Список литературы

  1. Borghi A.M., Binkofski F. Words as social tools: an embodied view on abstract concepts. N.Y.: Springer New York, 2014. 127 p.
  2. Fliessbach K., Weis S., Klaver P. et al. The effect of word concreteness on recognition memory // NeuroImage. 2006. V. 32. № 3. P. 1413.
  3. Borghi A.M. A future of words: language and the challenge of abstract concepts // J. Cogn. 2020. V. 3. № 1. P. 42.
  4. Pulvermüller F. How neurons make meaning: brain mechanisms for embodied and abstract-symbolic semantics // Trends Cogn. Sci. 2013. V. 17. № 9. P. 458.
  5. Binder J.R., Westbury C.F., McKiernan K.A. et al. Distinct brain systems for processing concrete and abstract concepts // J. Cogn. Neurosci. 2005. V. 17. № 6. P. 905.
  6. Desai R.H., Reilly M., van Dam W. The multifaceted abstract brain // Philos. Trans. R. Soc. B: Biol. Sci. 2018. V. 373. № 1752. P. 20170122.
  7. Mkrtychian N., Blagovechtchenski E., Kurmakaeva D. et al. Concrete vs. abstract semantics: from mental representations to functional brain mapping // Front. Hum. Neurosci. 2019. V. 13. P. 267.
  8. Broca P.P. Remarques sur le siège de la faculté du langage articulé, suivies d’une observation d’aphémie (perte de la parole) // Bulletin et mémoires de la Société Anatomique de Paris. 1861. № 6. P. 330.
  9. Sahin N.T., Pinker S., Cash S.S. et al. Sequential processing of lexical, grammatical, and phonological information within Broca’s Area // Science. 2009. V. 326. № 5951. P. 445.
  10. Tomasino B., Tronchin G., Marin D. et al. Noun–verb naming dissociation in neurosurgical patients // Aphasiology. 2018. V. 33. № 12. P. 1418.
  11. Fiebach C.J., Schlesewsky M., Lohmann G. et al. Revisiting the role of Broca’s area in sentence processing: syntactic integration versus syntactic working memory // Hum. Brain Mapp. 2005. V. 24. № 2. P. 79.
  12. Friederici A.D. The neural basis for human syntax: Broca’s area and beyond // Curr. Opin. Behav. Sci. 2018. V. 21. P. 88.
  13. Heim S., Eickhoff S.B., Amunts K. Specialisation in Broca’s region for semantic, phonological, and syntactic fluency? // NeuroImage, 2008. V. 40. № 3. P. 1362.
  14. Binder J.R., Desai R.H., Graves W.W., Conant L.L. Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies // Cereb. Cortex. 2009. V. 19. № 12. P. 2767.
  15. Schell M., Friederici A.D., Zaccarella E. Neural classification maps for distinct word combinations in Broca’s area // Front. Hum. Neurosci. 2022. V. 16. P. 930849.
  16. Berkovich–Ohana A., Noy N., Harel M. et al. Inter-participant consistency of language-processing networks during abstract thoughts // NeuroImage. 2020. V. 211. P. 116626.
  17. Fini C., Zannino G.D., Orsoni M. et al. Articulatory suppression delays processing of abstract words: The role of inner speech // Q. J. Exp. Psychol. 2022. V. 75. № 7. P. 1343.
  18. Mashal N., Faust M., Hendler T. The role of the right hemisphere in processing nonsalient metaphorical meanings: application of principal components analysis to fMRI data // Neuropsychologia. 2005. V. 43. № 14. P. 2084.
  19. Moro A., Tettamanti M., Perani D. et al. Syntax and the brain: disentangling grammar by selective anomalies // NeuroImage. 2001. V. 13. № 1. P. 110.
  20. Friederici A.D., Opitz B., von Cramon D.Y. Segregating semantic and syntactic aspects of processing in the human brain: an fMRI investigation of different word types // Cereb. Cortex. 2000. V. 10. № 7. P. 698.
  21. Sabsevitz D.S., Medler D.A., Seidenberg M., Binder J.R. Modulation of the semantic system by word imageability // NeuroImage. 2005. V. 27. № 1. P. 188.
  22. Blank S.C., Bird H., Turkheimer F., Wise R.J.S. Speech production after stroke: the role of the right pars opercularis // Ann. Neurol. 2003. V. 54. № 3. P. 310.
  23. Scott S.K. The neural control of volitional vocal production-from speech to identity, from social meaning to song // Philos. Trans. R. Soc. B: Biol. Sci. 2022. V. 377. № 1841. P. 20200395.
  24. Reato D., Salvador R., Bikson M. et al. Principles of transcranial direct current stimulation (tDCS): introduction to the biophysics of tDCS / Practical guide to transcranial direct current stimulation // Eds. Knotkova H., Nitsche M., Bikson M., Woods A. Springer, Cham, 2019. P. 45.
  25. Roy A.V., Camchong J., Lim K.O. Principles and applications of transcranial electrical stimulation / Engineering in Medicine: Advances and Challenges // Ed. Iaizzo P. Elsevier, 2018. P. 319.
  26. Bianco G., Feurra M., Fadiga L. et al. Bi-hemispheric effects on corticospinal excitability induced by repeated sessions of imagery versus observation of actions // Restor. Neurol. Neurosci. 2012. V. 30. № 6. P. 481.
  27. Santarnecchi E., Feurra M., Barneschi F. et al. Time course of corticospinal excitability and autonomic function interplay during and following monopolar tDCS // Front. Psychiatry. 2014. V. 5. P. 86.
  28. de Vries M.H., Barth A.C., Maiworm S. et al. Electrical stimulation of Broca’s area enhances implicit learning of an artificial grammar // J. Cogn. Neurosci. 2010. V. 22. № 11. P. 2427.
  29. Fiori V., Cipollari S., Di Paola M. et al. tDCS stimulation segregates words in the brain: evidence from aphasia // Front. Hum. Neurosci. 2013. V. 7. P. 269.
  30. Rosso C., Valabregue R., Arbizu C. et al. Connectivity between right inferior frontal gyrus and supplementary motor area predicts after-effects of right frontal cathodal tDCS on picture naming speed // Brain Stimul. 2014. V. 7. № 1. P. 122.
  31. Marangolo M., Fiori V., Gelfo F. et al. Bihemispheric tDCS enhances language recovery but does not alter BDNF levels in chronic aphasic patients // Restor. Neurol. Neurosci. 2014. V. 32. № 2. P. 367.
  32. de Aguiar V., Bastiaanse R., Capasso R. et al. Can tDCS enhance item-specific effects and generalization after linguistically motivated aphasia therapy for verbs? // Front. Behav. Neurosci. 2015. V. 9. P. 190.
  33. Matar S.J., Sorinola I.O., Newton C., Pavlou M. Transcranial direct-current stimulation may improve discourse production in healthy older adults // Front. Neurol. 2020. V. 11. P. 935.
  34. Schimke E.A.E., Angwin A.J., Cheng B.B.Y., Copland D.A. The effect of sleep on novel word learning in healthy adults: A systematic review and meta-analysis // Psychon. Bull. Rev. 2021. V. 28. № 6. P. 1811.
  35. Liu Y., van Hell J.G. Learning novel word meanings: an ERP study on lexical consolidation in monolingual, inexperienced foreign language learners // Language Learning. 2020. V. 70. P. 45.
  36. Bakker I., Takashima A., van Hell J.G. et al. Competition from unseen or unheard novel words: lexical consolidation across modalities // J. Mem. Lang. 2014. V. 73. № 1. P. 116.
  37. Partanen E., Leminen A., de Paoli S. et al. Flexible, rapid and automatic neocortical word form acquisition mechanism in children as revealed by neuromagnetic brain response dynamics // Neuroimage. 2017. V. 155. P. 450.
  38. Vasilyeva M.J., Knyazeva V.M., Aleksandrov A.A., Shtyrov Y. Neurophysiological correlates of fast mapping of novel words in the adult brain // Front. Hum. Neurosci. 2019. V. 13. P. 304.
  39. Ihara A.S., Mimura T., Soshi T. et al. Facilitated lexical ambiguity processing by transcranial direct current stimulation over the left inferior frontal cortex // J. Cogn. Neurosci. 2015. V. 27. № 1. P. 26.
  40. Kurmakaeva D., Blagovechtchenski E., Gnedykh D. et al. Acquisition of concrete and abstract words is modulated by tDCS of Wernicke’s area // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 1. P. 1508.
  41. Haro J., Guasch M., Vallès B., Ferré P. Is pupillary response a reliable index of word recognition? Evidence from a delayed lexical decision task // Behav. Res. Methods. 2017. V. 49. № 5. P. 1930.
  42. Perea M., Rosa E., Gómez C. The frequency effect for pseudowords in the lexical decision task // Percept. Psychophys. 2005. V. 67. № 2. P. 301.
  43. Monaghan J., Ellis A.W. What exactly interacts with spelling-sound consistency in word naming? // J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 2002. V. 28. № 1. P. 183.
  44. Troche J., Crutch S., Reilly J. Clustering, hierarchical organization, and the topography of abstract and concrete nouns // Front. Psychol. 2014. V. 5. P. 360.
  45. Paivio A. Mental representations: a dual coding approach. N. Y.: Oxford University Press, 1986. 322 p.
  46. Руководство по функциональной межполушарной асимметрии. М.: Научный мир, 2009. 836 с. Guide to functional hemispheric asymmetry. M.: “Scientific World” Publishing House, 2009. 836 p.
  47. Nazarova M., Blagovechtchenski E. Modern brain mapping – what do we map nowadays? // Front. Psychiatry. 2015. V. 6. P. 89.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (59KB)
Метаданные

© Д.С. Гнедых, Е.Д. Благовещенский, С.Н. Костромина, Н.А. Мкртычян, Ю.Ю. Штыров, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».