Интересный пациент: как обрабатывается речь у человека без левой височной доли

Ученые из MIT совместно с французскими коллегами исследовали мозг уникального пациента. Еще внутриутробно он лишился левой височной доли, но узнал об этом только в 25 лет после рутинной МРТ головного мозга. Вероятно, это незнание не только спасло его от тревог по поводу собственного ментального здоровья и неутешительных прогнозов врачей, но и помогло жить обычной жизнью – получить ученую степень, в совершенстве овладеть иностранными языками. Спустя много лет его «интересный мозг» стал объектом пристального внимания ученых под руководством Эвелины Федоренко, которая много лет изучает обработку языка в головном мозге. Многих исследователей интересовал один вопрос – что произойдет с центром понимания речи, если не будет височной доли, которая вместе с лобной долей составляет этот самый центр? Материалы опубликованы в журнале Neuropsychologia.

Credit: Evelina Fedorenko et al / Neuropsychologia 2022

Статья открывается предисловием от женщины EG, которая родилась без левой височной доли и поэтому стала единственным участником опытной группы. Вот как она описывает свою жизнь до прохождения МРТ головного мозга, назначенной неврологом:

«…. Я успешно закончила колледж и аспирантуру, у меня словарный запас на уровне 98-го процентиля, и я выучила иностранный язык настолько хорошо, насколько изначально рассчитывала. После получения снимков некоторые врачи говорили мне, что мой словарный запас должен быть не выше начальной школы, что у меня должна быть эпилепсия или хотя бы некоторые ментальные дефициты. Они казались разочарованными, даже разгневанными тем, что я не укладываюсь в их картину функциональной нейроанатомии. В дальнейшем меня никто не исследовал… Кусок ствола моего мозга также отсутствует. Один нейрохирург сказал мне, что много лет назад такой дефект обнаруживали только при вскрытии умерших младенцев. Ранее считалось, что любой дефект в стволе мозга всегда приводит к смерти, но после появления КТ, МРТ и ПЭТ стало понятно, что это не так.  Я думаю, что по мере того, как будет сканироваться все больше и больше людей, станет понятно, что границы «нормальности» мозга размыты. Но пока мой мозг – единственный в своем роде, и я очень рада, что он может помочь нейробиологам понять пластичность человеческого мозга.»

Нельзя не разделить радость этой женщины. Ведь еще не так давно считалось, что человек с врожденным отсутствием частей головного мозга не может быть нормальным. Однако накапливаемые данные рутинной нейровизуализации у большого количества людей показывает, что это не так. Но важно заметить, что «потерять» часть своего мозга лучше все-таки до его глобальной дифференциации или в совсем раннем возрасте, а не тогда, когда мозг уже разделил функции между долями. 

Ученым известно, что височная и лобная доли – это лингвистический центр. У большинства этот центр находится в левом полушарии, реже в правом и еще реже сразу в обоих. Развивается он к 3-5 годам. И в этом возрастном периоде таились главные вопросы, на которые достоверно не могли ответить предыдущие исследования: лобные и височные доли развиваются вне зависимости друг от друга, а потом объединяются в сеть, или височная кора после созревания активирует лобную долю, чтобы также образовать единую функциональную структуру? Два височно-лобных центра развиваются вне зависимости от соседнего полушария или эти структуры тоже связаны, учитывая, что обычно один их них подавляет работу другого?

Для проверки этих гипотез пациентку EG исследовали в MIT (Массачусетском технологическом институте) и сравнили ее данные с двумя группами контроля. Первая группа контроля состояла из здоровых добровольцев разного пола и возраста, для которых английский был родным. 

С помощью фМРТ у пациентки и контрольной группы определяли языковой центр речи. У всех участников группы контроля он находился в левом полушарии в лобно-височной доле (к слову, некоторые из них были левшами или амбидекстерами, но все равно их языковой центр был слева). А у EG языковой центр действительно находился справа – в единственном полушарии, которое сохранило и височную, и лобную доли. Но при этом уцелевшая левая лобная доля никак не реагировала на языковые стимулы. 

Исследователи сделали вывод, что височная доля имеет критическое значение для созревания лобной доли как речевого центра. Таким образом, если бы пациентка лишилась внутриутробно обоих височных долей, то она точно не смогла бы освоить речь.  А также то, что два полушария, если говорить о созревании языкового центра, не зависят друг от друга. Ну и главное, правое, полушарие (чаще не доминантное в языковом отношении) способно взять на себя все функции в полной мере.

Чем же занимается левая лобная доля в отсутствии височной у пациентки EG? Для этого обследовали вторую контрольную группу. Они выполняли арифметические задания различной сложности во время фМРТ. У группы контроля и у EG не было различий в работе левой лобной доли. Она в составе DMN (сети множественных запросов) активировалась во время счета. Образно выражаясь, левая лобная доля «потеряла» себя как языковой центр, но не потеряла себя для остальных функций высшей нервной системы. 

В научных когнитивных журналах редко встречаются публикации, где в группе контроля всего лишь один участник, однако как показывает это исследование – это вовсе не повод их не делать. Ведь обработка больших данных не всегда отвечает на многие научные вопросы. 

Текст: Марина Калинкина

Frontal language areas do not emerge in the absence of temporal language areas: A case study of an individual born without a left temporal lobe by Greta Tuckute et al. in Neuropsychologia. Published March 2022. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2022.108184