Neuroplastizität: Warum ist der visuelle cortex beteiligt bei der Sprachverarbeitung bei blinden Personen?

Menschen, die blind sind, einen Teil Ihrer visuellen cortex, der für Sprache und semantische Verarbeitung. Der visuelle cortex ist ein paradigmatischer Fall einer „Modalität-spezifischen“ Gehirn-region, gewidmet ausschließlich auf visuelle wahrnehmungsprozesse bei gesunden und undeprived sehenden Personen. Warum sollte es verschieben, seine Funktion in der blind in Richtung höherer Wahrnehmung, insbesondere Sprache und Bedeutung? Forscher des Brain Language Laboratory der freien Universität Berlin zeigen konnten, mit Hilfe von computer-Simulationen von “ large scale Gehirn-Systeme, die wie eine Reihe von biologischen Mechanismen handeln in bestimmten neuroanatomischen Strukturen ausreichend sind, um eine direkte und unkomplizierte Erklärung für die kortikale Reorganisation von Sprache verursacht, die durch visuelle deprivation. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Scientific Reports.

Im Vergleich mit sehenden Personen, blinde Menschen zeigten relativ stärkere Aktivierung des primären visuellen AREAL (V1) im occipitalen cortex, eine region, befindet sich in Richtung der Rückseite des Kopfes, während der verb-Produktion und beim hören von Wörtern und Sätzen. Warum das visuelle system ist funktional rekrutiert, die für Sprachverarbeitung und wie eine solche funktionelle Reorganisation des menschlichen Gehirns entsteht auf der Ebene von Nervenzellen und neuronale schaltkreise waren nicht vollständig verstanden.

Eine biologisch eingeschränkte Netzwerk-Modell die Umsetzung neurophysiologische Funktion, anatomischen Aufbau und die Vernetzung von große Bereiche des menschlichen Kortex angewendet wurde, um zu simulieren Wort für den Erwerb durch das erlernen der semantischen Beziehungen zwischen Wortformen und die Objekte und Aktionen, die diese Wörter werden in der Regel verwendet, darüber zu sprechen. Simulationen wurden durchgeführt in einem „undeprived gesund“ – Modell, auf dem visual Eingang war vorhanden, und-was entscheidend ist-auch in einer „benachteiligten“ version, wo der visuelle Eingang entfernt wurde, obwohl auch andere Arten von Eingabe persistent gespeichert werden.

Als Folge der neurophysiologischen Mechanismen des Lernens, Wort-verwandten neuronalen Schaltkreisen spontan entstanden in verschiedenen kortikalen Arealen, aber nur unter visueller deprivation auf die neuronalen schaltkreise gewachsen und erweitert in den visuellen cortex für alle semantischen Wort-Typen getestet (und vor allem für diejenigen, die action-bezogenen Bedeutung). Im Gegensatz dazu, die „undeprived“ Modell nur erlaubt, Worte, die visuelle Entitäten zu wachsen auf die visuelle Domäne. Die zusätzliche neuronale Rekrutierung von visuellen Areale in der „blind-Modell“ führte auch zu einer länger-anhaltenden spiking neuronalen Aktivität im Vergleich zu den sehenden Modell in word recognition processing. Dies erklärt, warum blinde Menschen neigen dazu, bessere Arbeits-Speicher als sehende Menschen.

Die Autoren argumentieren, dass zwei biologische Mechanismen erklären, die visual cortex Rekrutierung für Sprachverarbeitung bei blinden: So genannte „Doursat-Bienenstock“ expansion, das heißt, dass die Natürliche Tendenz der neuronalen schaltkreise zu wachsen, basiert auf der Korrelation von neuronaler Aktivität und das fehlen sinnlose Wahrnehmungs-input aus benachteiligten Regionen, die unter gesunden Bedingungen ist entscheidend für die Verhinderung einer übermäßigen neuronalen Schaltung expansion.