2009.01.26. 12:23 Hartree-Fock Cares

Hol lakik a nyelv?

Van abban valami paradox, hogy ma rengeteg emberi agy azon dolgozik, hogy megértse önmagát. Jó volna tudni, hogy hogyan működünk, mert sok hasznos dolgot tanulhatnánk belőle. Az a tízmilliárd neuron olyan tökéletes rendszerbe szerveződött a fejünkben, hogy ha az információtovábbítás és –feldolgozás néhány alapvető trükkjét sikerülne ellesnünk, hatékonyabb számítógépes, vagy akár társadalmi hálózatokat tervezhetnénk. Meg aztán jókorát lépnénk előre például olyan kütyük fejlesztésében, melyekben fontos a hasonló mintázatok felismerésének képessége. És persze az egyik legnagyobb talány memóriánk működése, egy szinte teljesen ismeretlen, viszont láthatóan fantasztikusan effektív módszer adatok, emlékek tömörítésére, raktározására és villámgyors előhívására. Na és a nyelv.

 

 

A mai technológia segítségével már valamennyire bepillanthatunk az agykéregben lejátszódó folyamatokba, miközben beszélgetünk, jelelünk, írunk vagy olvasunk. Nem volt ez mindig így. A modern neurolingvisztikai kutatások előfutárának számító alapvető eredmények a tizenkilencedik században születtek, amikor egyetlen vizsgálati módszer létezett: a boncolás. Ha az orvosok találtak egy furcsán viselkedő beteget, miután meghalt, gyorsan kikapták az agyát, és megnézték, látnak-e rajta valami érdekeset.

 

Így történt 1861-ben a párizsi Paul Broca egyik szifiliszes páciensével, Laborgne-nyal is, akit a kórházban csak „Tan”-nak becéztek, mert ez volt az egyetlen szótag, amit ki tudott mondani, habár úgy tűnt, hogy majdnem mindent tökéletesen ért. A boncolás során kiderült, hogy Tan betegsége sérüléseket okozott bal agyféltekéjének homloklebenyi részének alján, így ez lehetett a zavar oka. Broca megvizsgált még pár hasonló esetet és végül publikálta logikus következtetését a nyelv „lakóhelyéről”. Ez az agyi terület ma az ő nevét viseli (habár az igazsághoz hozzátartozik, hogy minderre már egy generációval korábban rájött egy Marc Dax nevű francia orvos).

 

Paul Broca

 

Ma már tudjuk, hogy Tannak expresszív afáziája volt, ráadásul rendkívül súlyos. Az általánosabb esetekben az ilyen betegek tudnak különböző szavakat mondani, csak éppen nagyon nehézkesen. (Nem véletlen, hogy a dadogás is a Broca-területen fészkel.) Viszont a grammatika szabályainak megfelelő mondatok alkotására képtelenek. Ez az angolban, egy elsősorban izoláló nyelvben úgy jelentkezik, hogy nem mondanak segédigéket meg viszonyszavakat, hanem csak ilyeneket: „Peter… walk… dog… street”. A magyar-szerű, ragozó nyelvekben ehhez még a toldalékok elmaradását is hozzá kell képzelnünk: „Péter… sétál… kutya… utca”. A szemantika tehát általában rendben van, de a szintaktika nincs. Érdekes, hogy ennek ellenére még a Tanhoz hasonló súlyosságú esetek is gond nélkül visszamondanak a sérülésük előtt bevésődött, „túltanult” szövegeket, például elszámolnak egytől tízig, vagy elmondanak egy gyerekmondókát. De ez nem jelenti azt, hogy az élőbeszédben is tudnák alkalmazni az ilyen „bemagolt” formulákat. Habár az expresszív afáziások általában jól értik, amit hallanak, az 1970-es években kimutatták, hogy nem érzékelnek olyan finomságokat, mint a „Péter levitte a kutyát sétálni” és a „Pétert levitte a kutya sétálni” kifejezések közti különbség. Az expresszív afáziából kigyógyultak elmondása szerint betegségük alatt pontosan tudták, hogy mit akarnak mondani, de sehogy sem találták a megfelelő kifejezéseket.

 

 

Broca eredményei eljutottak Németországba is, ahol hatásukra az alig huszonhat éves Karl Wernicke is elkezdte saját kutatásait a témában. Hamarosan sikerült is azonosítania egy másik, szintén a beszédhez kötődő területet is az agyban. A Wernicke-terület a halántéklebeny fölső-hátulsó részén található, és funkciójára a receptív afáziában szenvedő betegek vizsgálata hívta fel a figyelmet. Ők szintaktikailag korrekt felépítésű mondatokban beszélnek, de oda nem illő szavakat keverve közléseikbe. Íme egy jellemző szövegrészlet egy angol anyanyelvű betegtől: „I called my mother on the television and did not understand the door. It was too breakfast, but they came from far to near. My mother is not too old for me to be young.” (Felhívtam az anyámat a televízión és nem értettem az ajtót. Túl reggeli volt, de ők távolról közelre jöttek. Az anyám nem túl öreg ahhoz, hogy fiatal legyek.)

 

A másik lényeges tünet – ahonnan a szindróma a nevét is kapta – hogy a receptív afáziások nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem tudják felfogni vagy megismételni, amit hallanak. Akik kigyógyultak, azt mesélték, hogy mások beszédét érthetetlennek érzékelték, sőt a sajátjukat sem értették. Wernicke arra a következtetésre jutott, hogy ez az agyi terület valamiféle kimeneti-bemeneti hangfeldolgozó központ szerepét játszhatja a beszédfolyamatban, a probléma pedig, hogy sérülése esetén nem vagyunk képesek a különböző beszédhangokat elkülöníteni.

 

 

Nagyon érdekes, hogy a káromkodásokat viszont a megfelelő szituációkban és jól használják ezek a betegek, habár általában nincs kontrolljuk efelett, és talán nem is értik meg. Ennek oka, hogy ezeket a nyelvi rutinokat közvetlenül az agy „düh-központja” indítja be, ami a másik agyféltekén van. Még furcsább, hogy dalok szövegeinek memorizálása és ismétlése sem okoz nekik problémát. A zenével kapcsolatos funkciók ugyanis szintén az egészséges jobb agyféltekén „laknak”. Ezért gondolták, hogy a receptív afáziások fejlesztéséhez jó eszköz lehet a melodikus intonációs terápia, ami nem más, mint hogy énekelve beszélnek a beteghez. A tapasztalatok viszont nem igazolták, hogy ezzel számottevően stimulálni lehetne a szövegértést vagy más nyelvi képességeket.

 

A mai orvosi műszerpark segítségével lehetővé vált az agyműködés dinamikájának vizsgálata is; ma már nem kell megvárnunk a kísérleti alanyok halálát ahhoz, hogy a fejükbe kukkanthassunk. Az új módszerek közül a kettő leggyakrabban használt típus az MRI (Magnetic Resonance Imaging) és az EEG (Elektroenkefalográfia). Előbbi működése azon alapul, hogy a testünkben lévő hidrogénatomok magjai (a protonok) erős külső mágneses tér hatására kis iránytűkként befordulnak a mezőnek megfelelő irányba. Ezzel egy kényelmesebb, alacsonyabb energiájú állapotba jutnak és a felszabaduló energiakülönbséget nagyfrekvenciájú fotonok formájában kisugározzák. Ezeket detektálva rekonstruálni lehet az agy szerkezetét, hiszen ahova több vér, tehát több vízmolekula, tehát több hidrogénatommag jut, az a terület intenzívebb sugárzást fog kibocsátani, kirajzolva az agy vérbő területeit. Azok pedig nyilván azok, melyeket éppen használunk.

 

Az MRI-vel rögzített agyi aktivációs mintázatok tanulmányozása során újabb nyelvhez kapcsolódó területeket találtak a bal agyfélteke homlok- és halántéklebenyénél. Az is kiderült, hogy a korábban megismert központok funkciói sokkal szerteágazóbbak, mint hittük. A Broca például olyan feladatok végrehajtásakor is ingerületbe jön, amelyeknek semmi közük a nyelvhez; úgy tűnik egyfajta sorrendvezérlő szerepét játssza, ami lényeges az olyan motorikus feladatokban, mint például az öltözködés. Úgy tűnik, hogy az agyterületek nem „tematikusan” vannak szétosztva, mint ahogy ezt korábban gondolták, hanem arról van inkább szó, hogy egy régió egy adott „számítási” művelettípusra specializálódott, amit többféle feladathoz is igénybe lehet venni. Ez abból is látszik, hogy az agy sérülése esetén egy adott feladatkört egy másik terület is át tud venni, igaz kevésbé hatékonyan. Például olyan, 7-10 évesnél fiatalabb gyerekek esetében, akiknek a bal agyféltekéjét el kellett távolítani, a nyelvi működés át tudott tevődni a jobbra. Amint azonban az afáziások példája is mutatja, idősebb korban ilyen nagymértékű „áthuzalozódásra” már lényegesen kevesebb az esély.

 

 

Anyanyelvi jelelőket (jelbeszéddel kommunikálókat) MRI-s vizsgálatoknak alávetve kiderült, hogy a jelelés során mindkét agyféltekén aktiválódnak területek, viszont az írott szövegek feldolgozása az ő esetükben is csak a bal oldal aktivitása jelentős. Az is bebizonyosodott, hogy a jelelőknél fellépő afáziáért szintén a jól ismert két nyelvi központ sérülése a felelős.

 

Az MRI azonban nem alkalmas az agyműködés gyors időbeli követésére, hiszen a vér áramlása lassú: ha a cikkben idáig eljutott az Olvasó, akkor már biztos jól megduzzadt a Wernicke központja, de ha mondjuk közvetlenül előtte hosszabb ideig zenét hallgatott és nem olvasott vagy beszélt, akkor a poszt első bekezdésének végéig valószínűleg nem pumpálódott oda sokkal több vér, mint más agyi területekre. Épp ezért kitűnően kiegészítik az MRI-s adatokat a rosszabb térbeli, viszont sokkal precízebb időbeli felbontást nyújtó EEG-s mérések. Ezek nem a lomha vér útját követik, hanem az agykéregben terjedő elektromos ingerületek által keltett elektromos/mágneses tereket mérik kicsi elektródák sokaságával, melyeket az alany fejére biggyesztenek. Így akár ezredmásodperces időbeli felbontás is elérhető.

 

Az agy különböző típusú ingerekre különböző fajta elektromos impulzusokkal reagál, melyek jól elkülöníthetők időbeli jellemzőik alapján. A neurolingvisztika szempontjából fontos két alapvető impulzusfajtát az 1980-as években találták meg. A kísérletek során az alanyokra felhelyezték a szenzorokat, majd elkezdtek nekik mindenféle értelmes és értelmetlen mondatokat mondani, és figyelték a reakcióikat. Azt tapasztalták, hogy az olyan mondatok esetében, melyek alapvető szintaktikai hibákat tartalmaztak (pl.: „*az megyek horgásznihoz”), átlagosan mintegy 0,2 másodperccel a közlés vége után egy erős elektromos impulzus jelent meg, mely az ELAN nevet kapta (Early Left Anterior Negativity). Fontos megjegyezni, hogy nem minden nyelvtani hiba vált ki ELAN-t, csakis az olyanok, melyek olyan durvák, hogy egy beszélni tanuló kisgyerek még véletlenül sem követné el őket.

 

Ha viszont a szintaktika rendben volt, de szemantikailag kihívást tartogatott egy mondat (pl.: „s fejünk fölött elrepül a nikkel szamovár”), akkor egy másik típusú jelet mértek, mintegy 0,4 másodperccel az érdekes mondatrész vagy a mondat vége után. Ennek az impulzustípusnak a bevett rövidítése: N400. Rájöttek arra is, hogy az N400 erőssége annál nagyobb, minél valószínűtlenebb („randomabb”) az adott közlés az adott környezetben. Például a „fejünk fölött elrepül egy egerészölyv” mondat valószínűleg kevésbé intenzív N400-at kelt, mint a fentebbi Kassák-idézet. Kiderült az is, hogy ugyanezek az impulzusok a megfelelő optikai ingerek hatására is felbukkannak: egy elmosódott kép ELAN-t kelt, egy Dalí-kép pedig N400-at.

 

 

De nyelvészeti szempontból a legérdekesebb az a tapasztalat, hogy ha egy mondat mind szintaktikailag, mind szemantikailag hibás (vagy „érdekes”) volt, akkor csak az ELAN jelent meg és az N400 nem! Ebből tehát arra lehetett következtetni, hogy az agy először szintaktikai feldolgozást végez (a Broca-régióban, nyilván), és csak ha ezt sikeresen, hibaüzenet nélkül végrehajtotta, akkor engedi tovább az információt további értelmezésre (a Wernicke-területre).

 

Általános tapasztalatként azt lehetett levonni (például az N400 jelerősségekből), hogy a predikció, az adott szövegkörnyezetben a következő szó előrejelezhetősége, szorosan összefügg a nyelvi adatfeldolgozás gyorsaságával. Tehát, mintha fizikailag is léteznének olyan „jelentésmezők” az agyunkban, melyekről, mint absztrakt struktúrákról gyakran szó esik. Századmásodpercekben mérhetően közelebbi kapcsolat van az „orvos” és „ápolónő” szavak között, mint mondjuk az „orvos” és „dinoszaurusz” között. De hogy ez valójában mit is jelent, hogyan szerveződik mindez egy működő egésszé a fejünkben, rejtély.

 

Szóval, a modern neurolingvisztikában rengeteg nagyon jópofa eredmény születik, igaz, a következtetések a legalapvetőbb kérdéseket illetően is rettentően bizonytalanok. Ebben a cikkben nem nagyon írtam le olyan állítást, amire ne lenne legalább néhány ellenpélda. De ne feledjük, hogy ez a tudományterület olyan fiatal, hogy amikor az első ilyen tárgyú szakfolyóirat elindult, ennek a blognak a szerzői már javában próbálgatták Brocájukat és Wernickéjüket a rácsos ágyban…

6 komment · 3 trackback