Znaczenie jako kompleks poznawczy

POTRÓJNA NATURA JĘZYKAZnaczenie jako kompleks poznawczy

Barbara KonatUniwersytet im. Adama Mickiewicza, Instytut Filozofii

Zakład Epistemologii i KognitywistykiE-mail: [email protected]

Plan prezentacji

• Część pierwsza:- zarys koncepcji potrójnej natury języka (biologiczne, kognitywne i społeczne poziomy języka)

• Część druga:- rozwinięcie poziomu biologicznego: neuronalne korelaty języka

• Część trzecia:- przykłady eksperymentów

• Część czwarta:- implikacje i wnioski

Cel prezentacji

Cel prezentacji: próba pokazania, że uzupełnienie powiązań

określonych funkcji językowych z obszarami Broca i Wernicke o udział struktur podkorowych w przetwarzaniu komunikatów językowych:

1) podważa tezę o autonomii języka 2) wspiera tezę o trójwarstwowej naturze

języka

Część 1Potrójna natura języka

Potrójna natura języka

• Teza: Język jest tworem biologiczno – poznawczo - społecznym i jako taki powinien być rozpatrywany.


• Współzależne poziomy języka domagają się badania z przyjęciem metodologii stosownej dla każdego z nich.

• Ponieważ jednak nie powinny one być rozważane osobno, konieczne jest podejście interdyscyplinarne. Takie ujęcie proponuje kognitywistyka.


• Jeżeli zatem powyższa wizja języka jest słuszna, to wyniki badań z danego poziomu powinny być stosownie zgodne z wynikami badań z pozostałych poziomów

• oraz w językoznawstwie kognitywnym zakłada się bezpośrednie powiązanie języka z procesami poznawczymi, zatem

• również na poziomie neuronalnym powinno być możliwe wykazanie takiego powiązania


• Problem: tymczasem w literaturze językoznawczej ciągle odwołuje się do modelu wiążącego język z konkretnymi strukturami mózgu

• Problem jest tak naprawdę tutaj podwójny: z jednej strony poprzez lokowanie określonego zachowania w określonej części mózgu, z drugiej postuluje się, że podział na semantykę i syntaktykę nie jest arbitralny, a oddaje rzeczywistą strukturę języka


• Tradycyjnie rozumiany model Broca- Wernicke wspierałby koncepcję postulującą odrębny charakter kompetencji językowych

• Nie byłby zgodny z propozycją trójwarstwowej struktury języka

Model trzech poziomów




Część 2Inne spojrzenie na neurolingwistykę

– Philip Lieberman„The nature and the evolution of neural bases of language”, 2002

• Artykuł przedstawia tezę, zgodnie z którą tradycyjna koncepcja wiążąca określone funkcje językowe z obszarami Broca i Wernickego jest błędna

• Odrzucenie modelu lokacjonistycznego jest bardzo przydatne dla koncepcji przedstawionej w części pierwszej, i doskonale się w tę koncepcję wpasowuje

Philip Lieberman

Model Broca - Wernicke

• Model lokacjonistyczny – to taki, który określone, widzialne zachowanie organizmu przypisuje ściśle ulokowanemu obszarowi mózgu

Obszar Broki (opis ze względu na funkcję)

• Przyjmuje się, że obszar ten jest odpowiedzialny za syntaktykę (uszkodzenie powoduje zubożenie gramatyki)

• Tzw. motoryczny (czyli generujacy) ośrodek mowy (uszkodzenie powoduje trudności z wypowiadaniem słów, nawet przy braku apraksji)

• Przykład wypowiedzi osoby z uszkodzonym tym obszarem:Doctor: Could you tell me what you have been doing in the hospital?Patient: Me go, er, uh P.T. [physical therapy] none o’cot, speech … two times… read… r… ripe… rike… uh write…

practice… get…ting… better.Doctor: And have you been going home on weekends?Patient: Why, yes… Thursday uh… uh… uh… no… Friday… Bar…ba…ra…wife…and oh car…drive… purpike…you

know…rest…and TV.(Fromkin, Rodman, Hyams 2007:38)

Obszar Broki (opis ze względu na lokalizację)

• Lokalizacja: obszary Brodmanna 44 i 45, lewa półkula

Obraz pochodzi z programu sylvius 2.0 www.sylvius.com

Przednia dolna część

kory czołowej (tylna część zakrętu czołowego lewego)

Obszary Brodmanna

Obraz pochodzi z programu

sylvius 2.0 www.sylvius.com

Obszar Wernickego(opis ze względu na funkcję)

• Przyjmuje się, że jest on odpowiedzialny za semantykę i rozumienie (czuciowy ośrodek) mowy

• Przykład wypowiedzi osoby z uszkodzonym tym obszarem:I felt worse because I can no longer keep in mind from the mind of the minds to keep me from mind and up to the ear which can be to find among ourselves.

(Fromkin, Rodman, Hyams 2007:39)

Wernicke(opis ze względu na lokalizację)

• Brodmann 22,42, (czasem 21), dolny zakręt przedni lewej półkuli; płat skroniowy



Obszary Brodmanna



Model Broki i Wernickego (podsumowanie)

• Określone, wydzielone, działające dyskretnie obszary mózgu są odpowiedzialne za generowanie obserwowalnego zachowania językowego

• W związku z powyższym ujęcie to określa się modelem lokacjonistycznym

Lieberman:

• Tradycyjny model lokacjonistyczny jest jednak błędny

• - wywodzi się z XIX wieku (metafora zegara)• - choć frenologia jest obecnie odrzucana, to jednak

jej założenia przetrwały w koncepcji lokacjonistycznej 1)

1) However, the underlying premise that guided phrenologicalresearch, that all aspects of a complex behaviorare regulated in an anatomically discrete,separable, area of the cortex, survives to the presentday in the Broca-Wernicke “language area” theory. (Lieberman 2002)

Dlaczego koncepcja obszarów Broki i Wernickego jest błędna?

• Przy badaniach nad ustalaniem obszarów „odpowiedzialnych” za określone aspekty mowy popełnia się dwa błędy – zakłada się:

• 1. Ścisłe powiązanie funkcji z lokalizacją• 2. Pomija się uszkodzenia podkorowe

1.Lokalizacja ≠ funkcja

• 1. Istnieją oczywiście grupy neuronów o określonym ułożeniu (zróżnicowana struktura mózgu będąca podstawą rozróżnień u Brodmanna), jednak żadna grupa neuronów samodzielnie nie generuje czegoś co nazywamy zachowaniem (obserwowalnych skutków)

Lokalizacja ≠ funkcja

• - aktywność określonej grupy neuronów nie wyjaśnia obserwowalnego zachowania

• - to raczej funkcja połączeń pomiędzy określonymi grupami („populacjami”) neuronów prowadzi to tego, co ma nazwę: chodzenie, mówienie, czytanie

• - zapewne jest tak, że określone części mózgu są przystosowane do przetwarzania określonego typu bodźców, np. wzrokowego czy słuchowego, inne do kontroli określonych aspektów motoryki (jak kodowanie kierunku ruchu albo jego siły)

• - zatem jest raczej tak, że tylko połączone aktywności różnych tych obszarów są podstawą obserwowalnych zachowań

2. Zignorowanie uszkodzeń

• Błąd popełniony przy ustalaniu obszarów odpowiedzialnych za konkretne funkcje mowy (z przyjęciem uprzednio wymienionego modelu) polegał na zignorowaniu uszkodzeń podkorowych (błąd dotyczący lokalizowania) oraz występujących u pacjentów trudności motorycznych (błąd dotyczący opisu objawów)

Zignorowanie uszkodzeń

Zdaniem Liebermana, kiedy Broca (1861) odkrył, że pacjent posiadający uszkodzenia w przednich obszarach kory lewej półkuli nie jest w stanie wypowiedzieć nic poza pojedynczymi sylabami, odniósł się do modelu frenologicznego, i stwierdził że produkcja mowy jest regulowana przez ten właśnie obszar kory. Fakt, że pacjent posiadał także rozległe uszkodzenia podkorowe, jak i wykazywał znaczące trudności motoryczne, został pominięty. (Lieberman 2002) 1)

1)When Broca (1861) found that a patient who had lesions in the anterior cortical region of the left hemisphere of his brain was unable to speak anything besides a single monosyllable, he adhered to the phrenological model and concluded that speech production was regulated in this particular region of the cortex. Overlooked was the fact that his patient also had extensive subcortical damage and extensive nonlinguistic motor impairment. (Lieberman 2002)

*Wszystkie tłumaczenia terminów medycznych na podstawie: Jarosław Jóźwiak, Praktyczny słownik medyczny polsko-angielski i angielsko-polski. Wydawnictwo „Medyk”, Warszawa 2007

Teza

Teza: w posługiwaniu się językiem biorą udział także zwoje podstawy mózgu

Model lokacjonistyczny jest błędny.Propozycja: model sieci neuronowych (circuit

model)

Zwoje podstawy

• Zwoje podstawy (ang. Basal ganglia) to grupa jąder leżąca głęboko w białej materii półkul mózgowych. Historia tych struktur sięga płazów. Powiązane z podstawowymi funkcjami poznawczymi oraz motorycznymi.

• Jądro ogoniaste (ang. Caudate nucleus)

• Skorupa, łupina (łac. putamen, ang. putamen) – tworzy boczną część jądra soczewkowatego. Razem z jądrem ogoniastym tworzy prążkowie (striatum).

• • Połączona jest drogami

ruchowymi i czuciowymi zstępującymi z jąder śródblaszkowych wzgórza i istoty czarnej, sama wysyła drogi wstępujące do kory przedruchowej i dodatkowych pól ruchowych (SMA) pośrednio przez gałkę bladą i wzgórze.

• Gałka blada (ang.Globus pallidus) przekazuje informacje z jądra ogoniastego do skorupy do wzgórza.

• Wzgórze (ang. Thalamus)

Rola jąder podstawnych

• Jądra podstawy mogą być odpowiedzialne przy przetwarzaniu mowy np. za - sekwencjonowanie

• - warunkowanie instrumentalne

Moduł (uwagi pojęciowe)

• Istotne jest czy rozumiemy moduły funkcjonalnie czy lokacyjnie:• Termin „moduł” jest często używany w neurofizjologii (np. Graybiel,1995,

1997 )jako odnoszący się do kompleksowych sieci neuronowych, które generują jakieś obserwowalne zachowania. Tymczasem koncepcje (filozofii) umysłu wywodzące się z lingwistyki, takie jak ta Fodora (1983) czy Pinkera (1998), uzywają słowa „moduł” odnosząc się do konkretnie umiejscowionych struktur neuroanatomicznych, które – jak twierdzą – regulują określone apekty języka. 1)

• 1)The term “module” is often used in neurophysiologic studies (e.g., Graybiel,1995, 1997) to refer to complex neural circuits that regulate an observable behavior. In contrast, theories of the mind grounded in linguistics, such as those of Fodor (1983) and Pinker (1998), use the word “module” to refer to localized neuroanatomical structures that they claim regulate specific aspects of language.

Rola jąder podstawy w przetwarzaniu mowy

• Zarówno afazja Broca jak i Wernicke nie pojawia się bez wystąpienia uszkodzeń także w obszarach podkorowych. Sugeruje to, że powyższe syndromy są skutkiem uszkodzeń w podkorowych elementach obwodu kora-prążkowie-kora. Podobne (do syndromu Broca i Wernicke) zmiany zaobserwowano także w przypadku chorób neurodegeneracyjnych oraz uszkodzeń mózgu uszkadzających jądra podstawy oraz móżdżek.

• As noted earlier, Broca’s aphasia does not occur in the absence of subcortical brain damage, suggesting that Broca’s syndrome is the result of impairment of subcortical components of cortical-striatal-cortical circuits. A similar pattern of behavioral deficits was documented in neurodegenerative diseases and brain damage affecting the basal ganglia and cerebellum. (Liebermann 2002:43)

Propozycja modułów odpowiedzialnych za mowę

• Afazję Broca należy łączyć z uszkodzeniem struktur podkorowych

• Można to stwierdzić poprzez nie odrzucanie pozornie niepowiązanych z afazją objawów, jak: zaburzenia obsesyjno-kompulsyjne, schizofrenia czy choroba Parkinsona

• Objawy te – towarzyszące zespołowi Broca, są zdaniem Liebermana skutkiem przerwania obwodów (w sieciach neuronowych) łączących obszary korowe z jądrami podstawnymi 1)

1) Disruptions in behavior that are seemingly unrelated, such as obsessive-compulsive disorder (Greenberg et al., 2000), schizophrenia (Graybiel, 1997), and Parkinson’s disease (Jellinger, 1990), derive from the disruption of neural circuits that link cortical areas with the basal ganglia structures of the striatum. (Lieberman 2002)

Afazja podkorowa

• Aphasia sine aphasia• Uszkodzenie wyłącznie struktur podkorowych:

- wzgórza- jąder podstawy- istoty białejmoże prowadzić do objawów afatycznych

• Część 3

Dwa eksperymenty,

dwie interpretacje

Dlaczego nie UG?

• Koncepcja gramatyki uniwersalnej musi zakładać (wobec istnienia ok. 7000 języków obecnie na świecie), że zestaw reguł wrodzonych jest wystarczająco liczny

• Dowodem na istnienie takiego zestawu reguł byłoby wskazanie takiej anomalii genetycznej, która uniemożliwiłaby dotkniętym jednostkom przyswojenie konkretnego aspektu gramatyki danego języka przy jednoczesnym zachowaniu kompetencji w pozostałych jego aspektach

• W 1990 wydawało się, że do takiego odkrycia doszło

• W licznej rodzinie (nazwanej KE) odkryto grupę jednostek niezdolnych do przyswojenia regularnego czasu przeszłego angielskich czasowników oraz regularnej liczby mnogiej rzeczowników w języku angielskim

• Osoby te miały zachowane wszystkie pozostałe kompetencje lingwistyczne jak również poznawcze i motoryczne

• Wykluczono wpływ czynników środowiskowych

Rodzina KE

• dowód na to, że określone aspekty gramatyki mogą być wrodzone?

• Myrna Gopnik, Feature-blind grammar and dysphasia in an extended family (Nature 1990)

• Myrna Gopnik, M Crago Familial segregation of a developmental language disorder (Gognition,1991)

• Myrna Gopnik, The Inheritance and Innateness of Grammars (1997)

Możliwe interpretacje

Gramatyka uniwersalna

Gopnik i Crago (1991)

Lieberman

(2002)-Wyniki badań spójne z koncepcją „genu językowego”

-Za określone aspekty gramatyki odpowiadają określone wrodzone reguły

-Potwierdza się podobieństwo do wrodzonych sygnałów komunikacyjnych (wymagających tylko bodźca wyzwalającego) u zwierząt

- Niedomagania motoryczne aparatu mowy- Inne dysfunkcje gramatyczne- Niższe wyniki w testach inteligencji

- Obserwowane dysfunkcje to efekt nieprawidłowości w sekwencjonowaniu oraz uczeniu proceduralnym (postulowanych wcześniej jako funkcje jąder podkorowych)- Badania MRI i PET wskazały na znacznie pomniejszone oba jądra ogoniaste (Lal 2001, Vargha-Khadem 1998, Watkins 2002)

Pacjenci PD• W chorobie Parkinsona do objawów chorobowych dochodzi z powodu

zmian zwyrodnieniowych komórek nerwowych w istocie czarnej (łac. substantia nigra) i innych obszarach barwnikonośnych mózgowia. Neurony istoty czarnej wytwarzają neurotransmiter dopaminę, stąd nazywa się je neuronami dopaminergicznymi. Konsekwencją zaburzenia funkcji tych neuronów jest niedobór dopaminy (ok. 70-80%) w istocie czarnej i prążkowiu, i przewaga aktywności neuronów glutaminergicznych, hamujących jądra wzgórza.

• Podstawowymi objawami są:bradykinezja - spowolnienie i zubożenie ruchów, szczególnie trudności z

wykonywaniem ruchów precyzyjnych; chód szurający, drobnymi kroczkami, brak fizjologicznych współruchów (balansowania kończyn górnych) i akinezja (trudności w rozpoczęciu ruchów)

sztywność mięśniowa (plastyczne zwiększenie napięcia mięśniowego, twarz maskowata)

drżenie spoczynkowe.

Pacjenci PD

• Do tej pory zaburzenia w rozpoznawaniu i tworzeniu zdań z rozbudowaną (i/lub nietypową syntaksą) u pacjentów PD przypisywano ich typowym niedomaganiom motorycznym

Syntax u osób z afazją Broca oraz u PDBroca PD(s.44)-produkcja: mowa telegraficzna-rozumienie: błędy przy rozumieniu strony biernejThe girl was kissed by the boywiększe niż czynnej („kanoniczna postać”)The boy kissed the girl

-produkcja: zdania krótkie z uproszczoną gramatyką (przypisywano ogólnym trudnościom motorycznym pacjentów z PD)

-rozumienie: badania m. in. Liebermana (pacjent podaje numer obrazka)-Right-branching sentence:Mother picked up the baby who was crying

Część 4Implikacje i wnioski

Implikacje dla koncepcji potrójnej natury języka

Czy cel prezentacji został osiągnięty?

Celem prezentacji było wskazanie w jaki sposób uzupełnienie wiązania określonych funkcji językowych z obszarami Broca i Wernicke o udział jąder podkorowych w przetwarzaniu komunikatów językowych:

1) wspiera tezę o socjokognitywnej (lub co najmniej trójwymiarowej) naturze języka

2) podważa tezę o autonomii języka

Dziękujęza uwagę

Literatura

• Lieberman, P. 2002. On the nature and evolution of the neural bases of human language. Yearbook of Physical Anthropology. 45:36-62

• Tomasello M Constructing a language. A Usage-Based Theory of Language Acquisition

• Evans Vyvyan, Green Melanie, Cognitive Linguistics. An Introduction, Edinburgh University Press, Edinburgh 2007

• Jóźwiak Jarosław, Praktyczny słownik medyczny polsko-angielski i angielsko-polski. Wydawnictwo „Medyk”, Warszawa 2007

Dodatkowe slajdy

Sekwencjonowanie• Badania oparte na PD pacjentach (Lieberman 2002:42)• Marsden i Obeso (1994)• Normalne działanie zwojów podkorowych opiera się na wzmacnianiu lub

hamowaniu impulsów z kory• Ale pełnią też rolę przy okazji konieczności zmiany rodzaju ruchu (w tym także

„ruchu intelektualnego” np. Przy zmianie kryterium w WCST)• Dla języka byłaby to rola przy produkcji np. spółgłosek zwartych (ang. Stop

consonant)• [Spółgłoski zwarte powstają, gdy w czasie artykulacji dochodzi do blokady

przepływu powietrza przez jamę ustną i nosową (zwarcia, implozji), po czym następuje gwałtownej jej przerwanie (rozwarcie, wybuch, eksplozja, plozja). Spółgłoski zwarte z plozją nazywa się spółgłoskami zwarto-wybuchowymi. ] p, t, k, c, q

• -> i właśnie afazja Broca czy afazja struktur podkorowych zasadza się często na zaburzeniu sekwencjonowania ruchów koniecznych do wytworzenia spółgloski zwartej (przy jednoczesnym braku apraksji, także w wymiarze czasowym) rozróżnienia dźwięcznej i bezdźwięcznej

Warunkowanie instrumentalne

• Uczenie oparte na nagrodzie• Ta kontrola opiera się na wzorcach uzyskanych

przez trimming określonych grup neuronów w jądrze ogoniastym, skorupie i gałce bladej

Gadzi mózg

• Czy postulowanie udziału tak starych ewolucyjnie struktur jak jądra podstawne jest kontrowersyjne?

Documents

Znaczenie jako kompleks poznawczy