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第二节 语言的解剖与生理基础
一、脑发育与语言的中枢处理系统
(一)大脑的功能侧化
语言是人类社会中约定俗成的符号系统,形成语言的关键生理基础是语言中枢。语言的大脑功能侧化,是指语言功能相对集中于大脑某一侧半球的过程。右利者(惯用右手的人)其语言区多数在左侧半球;大部分左利者(惯用左手的人)的语言区也在左侧,少数位于右侧半球。语言区所在的半球称为优势半球。在长期的进化和发育中,大脑皮层的结构和功能都得到了高度分化。左侧大脑半球与语言、意识、数学分析等密切相关;右侧大脑半球则主要感知非语言信息、音乐、图形和时空概念。左侧半球在语词活动功能上占优势,右侧半球在非语词性认知功能上占优势,如对空间的辨认、深度知觉、触压觉认识、图像视觉认识、音乐欣赏分辨等。但是,这种优势是相对的,因为左侧半球也有一定的非语词性认知功能,右侧半球也有简单的语言活动功能。在大脑优势半球尚未建立时,如儿童左侧大脑半球受损,有可能在右侧大脑半球相应皮质区重建优势脑区,使语言机能得到恢复;成年后若发生左侧大脑皮层损害,就很难再建立起语言活动中枢。
(二)语言中枢
人类大脑皮层某一特定区域受到损伤时,可引发特有的语言功能障碍。经典的大脑语言中枢定位区域如下(图1-2-1):
图1-2-1 大脑皮层语言功能区示意图
1.语言运动中枢
为布罗卡区(Broca区),位于Brodmann 44区及45区,紧靠中央前回下部,额下回后1/3处。能分析综合与语言有关的肌肉性刺激,为面、舌、唇、腭、咽等器官和呼吸系统的运动皮层。语言运动中枢如果受损,患者与发音有关的肌肉虽未瘫痪,却丧失了说话的能力,临床上称为运动性失语症。
2.语言听觉中枢
为韦尼克区(Wernicke区)的一部分,颞上回后部,位于Brodmann 22区,分析从初级听皮层来的输入信号,将这些信号与储存的信息匹配,并翻译意义。该区对复述和理解都很重要。听觉中枢受损,患者能讲话,但内容混乱且缺乏联系;能听到别人讲话,但不能理解讲话的意思(听觉上的失认),对别人的问话常答非所问,临床上称为感觉性失语症。
3.书写性语言中枢
又称书写中枢,位于额中回的后部。若此处受损,虽然其他的运动功能仍然保存,但写字、绘画等精细运动出现障碍,临床上称为失写症。
4.视觉性语言中枢
又称阅读中枢,位于Wernicke区的一部分及其上方的角回,在Brodmann 39区和37区,靠近视中枢。此中枢受损时,患者视觉无障碍,但角回受损使得视觉意象与听觉意象失去联系(大脑长期记忆的信息编码以听觉形式为主),导致原来识字的人变为不能阅读,失去对文字符号的理解,称为失读症。
5.弓形束
联系Wernicke区和Broca区的神经纤维,其将信息从Wernicke区传向Broca区,然后信号传递到脑岛的说话区,启动唇、舌、喉的运动而发声(图1-2-2)。
图1-2-2 弓形束
近年来,随着脑刺激技术、脑电检测技术和脑功能成像技术的进步,不仅对经典的大脑语言中枢定位区域给予了比较准确的描述,而且又发现了一些新的脑功能区。采用定位的电刺激皮层技术研究发现,语言功能区的皮层定位较为离散,语言运动区大大超出了经典的Broca区而深入到顶叶和颞叶。语言功能区是由多块小的脑区镶嵌而成,有一些分布在额部,更多镶嵌块居后,这些镶嵌块边缘分明,但其确切位置有个体差异。此外,新发现的语言功能区还包括颞叶中底部、枕叶内侧面、顶叶和辅助运动区,颞底部是视觉刺激与语音、语义相关联的联合区。颞底部损伤可导致阅读和命名障碍。辅助运动区的功能亦不容忽视:大脑皮层任何一侧辅助运动区受到损伤,都会产生一段时间的失语症状,在电刺激辅助运动区时可产生与刺激Broca区和Wernicke区程度相同的类似失语症的效应。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的研究证明,Wernicke区之外的颞中回、颞下回、梭状回、角回等广泛区域都参与了语言信息的处理。例如,Broca区之外的颞叶广泛区域参与了语言的处理:包括额叶、颞叶和顶叶等多个脑功能形成脑内网络,共同完成语言的处理。
总之,大脑皮层语言功能具有一定的区域性,但各区的活动紧密相关,语言功能的完整有赖于广大皮层区域的共同活动。因此,当大脑皮层的相应区域受损时,常常多种语言障碍症状合并存在。
二、语言的传入系统
语言的传入主要是通过两种方式实现的:一种是有声语言,主要通过听觉系统传入;另一种是图像语言,如文字、符号、标志、图形、色彩等,主要通过视觉系统传入。
当语言以声波的形式传递给听者时,听觉感知过程即开始。首先,声波通过耳郭进入耳道,在内耳进行初步的声学分析。内耳的毛细胞与螺旋神经节内双极细胞的外周支神经纤维相联系。编码后的听觉神经信息传给双极细胞。双极细胞将这些信息沿其中枢支神经纤维——听神经向脑内传递,首先到达末脑的耳蜗神经核,发出纤维大部分在脑桥内经过斜方体交叉至对侧,至上橄榄核外侧折向上行,称外侧丘系。外侧丘系的纤维经中脑被盖的背外侧部上行,大多数纤维止于下丘。从下丘向左右两个内侧膝状体传递信息,也有少数外侧丘系直接止于内侧膝状体。少数蜗神经前后核纤维不交叉,进入同侧的外侧丘系。最后由内侧膝状体将听觉信息传递到颞叶听皮层(Brodmann 41区、22区、42区)(图1-2-3)。
图1-2-3 听觉传导通路
与声波的传入系统相似,视觉图像信号亦有其神经传导途径:视网膜的视锥细胞和视杆细胞为感光细胞→双极细胞→神经节细胞→节细胞的轴突在神经盘处集合形成视神经→经视神经管入颅腔→视交叉→视束→外侧膝状体细胞(在视交叉处视神经纤维作不全交叉,来自两眼视网膜鼻侧半的纤维交叉,来自颞侧半的纤维不交叉。视束纤维绕过大脑脚,多数纤维止于外侧膝状体)→视辐射(经内囊后脚)→枕叶距状沟上、下的皮质(视觉中枢)(图1-2-4)。
图1-2-4 视觉传导通路
A.示视觉传入通路;B.a、b、c、d分别表示视觉传入通路不同水平横断(见于A图中标有a、b、c、d的灰色长方形小条块处)后出现的各种不同视野缺损情况,视野缺损在图中用灰色表示;C.示枕叶皮层内侧面距状沟上、下缘的初级视皮层,距状沟上、下缘分别接受来自视网膜上、下半部的投射,距状沟后部(上、下缘分别用斜线和网格线表示)接受视网膜中央凹黄斑区的投射,距状沟中部(上、下缘分别用横线和竖线表示)接受视网膜中央凹黄斑区周围的投射,而距状沟前部(上、下缘分别用粗点和细点表示)则接受视网膜周边区的投射
在语言传入过程中,任何一部分传导通路受损都会影响中枢对语言的感知,导致中枢对信息的综合、分析、比较、整合与处理等受限。
三、脑内语言阶段
脑内语言阶段主要将语言进行编排,形成文字符号和概念。首先,口语与声音刺激一样,听觉系统将信息传入Wernicke区,Wernicke区通过颞中回和颞下回后部的听觉联络区(21、22区)与颞下回(37区)、角回(39区)、缘上回(40区)相互联系,位于顶下叶的角回(颞叶、枕叶、顶叶交界处)与枕叶后部的视觉中枢(17、18、19区)相连,位于顶下叶的缘上回与顶叶中央后回的感觉中枢(3、1、2区)相连。文字信息与光感刺激一样,初级视皮层对视觉信息处理后,变成视觉性语言信息,再向视觉联络区(18、19区)发放,然后输入同侧角回,角回储存着以视觉为基础的大量视语记忆痕迹(文字识别的基础)与阅读功能有关。
大脑内与语言有关的区域将听觉系统和视觉系统接收的语言信息进行编排,形成文字符号和概念。首先,Wernicke区把语言特征转变为音素和各个音素序列信息,然后进行信息整合。优势半球后部语言中枢(顶下叶的角回和缘上回)对接收的视、听语言信息进行综合、交换,唤起和回忆储存在脑内的各种感觉信息与刚传入的语言信息综合、联想,产生语义及表达这些语义的语言符号和句法编码。
四、语言的传出系统
语言运动信息转变为运动冲动,经锥体束至运动神经核团支配构音器官,同时锥体外系也有纤维支配这些核团,影响控制发音肌肉的肌张力和共济运动,以保证声音的音调和音色。有声语言产生过程涉及三大系统:呼吸系统、发声系统及共鸣系统,参与发声及构音的器官和组织包括:肺、横膈膜、声带、舌、软腭、齿、唇及喉腔、咽腔、口腔、鼻腔等(图1-2-5)。
图1-2-5 发声与构音器官和组织
(一)呼吸系统
呼吸运动由肺、气管、支气管、胸廓、横膈和辅助横膈运动的腹肌肌群组成。呼吸运动是语言产生的动力源,呼出的气流使声带振动,产生嗓音。说话时呼吸的条件是:气流维持一定的呼气压且保持一定的时间,呼气压水平能适当控制。在神经支配下,呼气肌和吸气肌的协调运动,完成说话时的呼吸运动。主要的呼吸肌参考表1-2-1。
表1-2-1 呼吸运动的主要呼吸肌
(二)发声系统
喉为发声系统的重要组成部分。喉腔的发声包括从肺产生呼气流的过程和声门将呼气流转变成间断气流并生成声波的过程。两侧声带外展或内收,致声门的开大或闭合,控制气流通过的大小,参与此运动的是喉内肌(表1-2-2)。气流形成的声门下压作用于声带,使两侧声带边缘在靠近到一定程度时产生振动,发出浊音;开启声带,发出清音。声音的高度由喉来调节:当环甲肌伸展声带变薄而且紧张度高时,振动频率增加,音调高;反之,声带变厚且松弛,频率降低,音调下降。
表1-2-2 喉内肌
(三)构音与共鸣系统
喉部产生声音,在声道形成语音。声道是指由咽腔、鼻腔以及它们的附属器官所组成的共鸣腔。当气流通过咽腔、口腔、鼻腔时,会产生不同共鸣。构音系统由唇、下颌、舌和软腭等组成,其灵活协调的运动改变了声道的形状,从而产生不同的声音。形状和大小发生变化的声道,为语言的共鸣腔。主要的运动调节包括:喉外肌参与舌骨运动及咽腔收缩(表1-2-3)。舌骨上肌群通过舌骨向上牵拉喉,舌骨下肌群则向下牵拉,参与构音运动。
软腭位于上腭的后1/3,将咽上部与口咽腔中部分开。腭帆提肌受咽神经丛分支支配,腭帆张肌受三叉神经支配,两者联合运动把软腭向后上方牵拉,阻断从中咽到上咽的通道,同时可使鼻咽腔闭锁,改变鼻腔;腭舌肌、腭咽肌使软腭向下运动,受咽神经支配。口腔的运动比较多样:下颌关节运动是通过咀嚼肌和舌骨肌来进行(表1-2-4)。舌的运动比较复杂。舌外肌由舌的外部进入舌,使舌体前后、上下移动,改变舌的方向;舌内肌在舌的内部可以使舌上下、前后水平方向移动,改变舌的形状。与构音相关的运动是舌体的前后移动、上抬和下降等,具体舌肌及神经支配情况见表1-2-5。
唇位于口腔的前端,围绕口裂的肌肉和从周围向口裂集中的肌肉,统称为颜面肌,这些肌肉受面神经支配。唇和构音相关的运动是双唇的开闭和拢唇。
表1-2-3 喉外肌
表1-2-4 下颌关节活动肌肉
表1-2-5 舌肌
(赵建慧)