فعالیت نورونی هستة کودیت چپ در حین زبان‌گردانی: شواهد fMRI از دوزبانه‌های ترکی-فارسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری زبانشناسی، گروه زبانشناسی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

2 استاد، گروه روانشناسی، دانشگاه هومبولت برلین، برلین، آلمان.

3 استادیار، گروه علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران.

چکیده

درک تغییرات بیناجمله‌­ای به هنگام تغییر از زبان غالب به زبان غیرغالب، منجر به فعالیت نواحی مرتبط با شناخت می­‌شود. هستة کودیت بخشی از عقده­‌های قاعده­ای در مغز انسان است که به­‌نظر می­‌رسد بیشتر در کنترل زبان (انتخاب/بازداری) نقش دارد. اخیراً، نویسندگان حاضر در یک مطالعة تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI)، حساسیت هستة کودیت به محرک‌­های زبان اول در دوزبانه‌­های ترکی-فارسی در حین یک تکلیف دوزبانه در سطح کل-مغز (Whole-Brain) را شناسایی کردند. مطالعة حاضر درصدد است تا با اتخاذ رویکرد ناحیة موردنظر (ROI) الگوی فعالیت هستة کودیت دوجانبه را برای هر دو زبان اول و دوم بررسی کند. بدین­‌منظور، درصد تغییر سیگنال محرک­‌های دستوری و نادستوری در زبان اول و دوم به‌­عنوان معیار «شدت» برای هر شرکت‌­کننده استخراج شد. سی­‌وشش فرد دوزبانة ترکی-فارسی (21 زن) که زبان فارسی را به­‌طور رسمی از سن 7 سالگی آموخته بودند، انتخاب شدند. بر مبنای شاخص تسلط دوزبانه، هیچ تفاوت معناداری بین سطوح بالای بسندگی شرکت­‌کنندگان در زبان اول (ترکی) و دوم (فارسی) وجود نداشت. شرکت­‌کنندگان یک آزمون شنیداری قضاوت دستوری­‌بودگی با پارادایم زبان­‌گردانی جایگزین را در حین اخذ تصاویر fMRI اجرا کردند. نتایج مبتنی بر ROI، اثر دستوری‌­بودگی را در زبان اول و کودیت چپ تأیید کرد. بر اساس یافته‌­های حاضر، پیشنهاد می‌­شود که (الف) فعالیت همزمان زبان­‌ها با محدودیت­‌های زبانی از جمله پیش­بینی‌­پذیری و بافت جملات یک تکلیف کنترل می­‌شود و (ب) هستة کودیت چپ اساساً در انتخاب و بازداری یک زبان نقش ایفا می­‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Neuronal Activity of Left Hemispheric Caudate Nucleus During Language-Switching: fMRI Evidence from Turkish-Persian Bilinguals

نویسندگان [English]

  • Simin Meykadeh 1
  • Werner Sommer 2
  • Seyed AmirHossein Batouli 3
1 Ph.D. in Linguistics, Department of Linguistics, Faculty of Humanities, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Professor, Department of Psychology, Humboldt University of Berlin, Berlin, Germany.
3 Assistant Professor, Department of Neuroscience, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran.
چکیده [English]

During switching from the dominant language into the non-dominant language, cognitive-related areas (i.e. caudate nucleus) are engaged in comprehending intra-sentential switches. The caudate nucleus is a component of the basal ganglia in the human brain which seems to be most implicated in the control of language (selection/inhibition). In a recent fMRI study, present authors detected the activation of the caudate nucleus specifically by the first language (L1) stimuli of bilinguals during a bilingual task at whole-brain level. Here, we explore the activation patterns of bilateral caudate nucleus in both L1 and L2 using a ROI-based approach. Therefore, the percentage of signal change for grammatical and ungrammatical stimuli in L1 and L2 was extracted as the intensity measure per participant. Thirty-six Turkish-Persian bilinguals (21 women) who had acquired their L2 at the age of 7 were selected. Based on the Bilingual Dominance Scale, there was no significant difference between the proficiency level of participants in L1 (Turkish) and L2 (Persian). Participants carried out an auditory grammaticality judgment task in an alternating language switching paradigm while fMRI images were acquired. ROI-based results confirmed the grammaticality effect only in L1 and the left caudate nucleus. We suggest that co-activation is modulated by linguistic constraints such as predictability and sentence context of the task, and that the caudate nucleus mainly contributed in language selection.

کلیدواژه‌ها [English]

  • left caudate nucleus
  • bilingualism
  • L1
  • switching cost
  • fMRI

مراجع

پورمحمد، مهدی. (1397). روان­شناسی زبان. تهران: سمت.
خدادادی، مجتبی؛ اسدزاده، حسن؛ کلانتر قریشی، منیر و امانی، حسین. (1393). نرم‌افزار حافظه کاری دانیمن و کارپنتر. تهران: موسسه تحقیقات علوم رفتاری‌- شناختی سینا.
میکده، سیمین. (1400). بررسی اثرات بسندگی زبان و سن یادگیری زبان دوم بر دستگاه عصبی برای پردازش صرفی-نحوی با استفاده از ERPs و fMRI. رسالة دکتری، دانشگاه تربیت­ مدرس.
میکده، سیمین و زومر، ورنر. (1402). عدم تفاوت­های جنسیتی در پردازش مشخّصه­های فای در افراد دوزبانة متوازن: مطالعه­ای بر پایة تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI). پژوهش های زبان شناسی تطبیقی، 13(25).
میکده، سیمین؛ زومر، ورنر و بتولی، سید امیر حسین. (در دست چاپ). مخچه و پردازش نحوی در افراد دوزبانه: شواهدی از قضاوت دستوری­بودگی با استفاده از fMRI. علم زبان.
Ali, N., Green, D. W., Kherif, F., Devlin, J. T., & Price, C. J. (2010). The role of the left head of caudate in suppressing irrelevant words. Journal of cognitive neuroscience, 22(10), 2369-2386.
Antón, E., Carreiras, M., & Duñabeitia, J. A. (2019). The impact of bilingualism on executive functions and working memory in young adults. PLoS One 14: e0206770
Abutalebi, J., Annoni, J. M., Zimine, I., Pegna, A. J., Seghier, M. L., Lee-Jahnke, H., Lazeyras, F., Cappa, S. F., & Khateb, A. (2008). Language control and lexical competition in bilinguals: an event-related FMRI study. Cerebral cortex (New York, N.Y.: 1991), 18(7), 1496–1505.
Abutalebi, J., Brambati, S. M., Annoni, J. M., Moro, A., Cappa, S. F., & Perani, D. (2007). The neural cost of the auditory perception of language switches: an event-related functional magnetic resonance imaging study in bilinguals. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience, 27(50), 13762–13769.
Abutalebi, J., Della Rosa, P. A., Ding, G., Weekes, B., Costa, A., & Green, D. W. (2013). Language proficiency modulates the engagement of cognitive control areas in multilinguals. Cortex, 49(3), 905–911.
Abutalebi, J., Green, D. (2016). Neuroimaging of language control in bilinguals: neural adaptation and reserve. Biling. Lang. Cognit. 19(4), 689–698.
Abutalebi, J., Miozzo, A., and Cappa, S. F. (2000). Do subcortical structures control ’language selection’ in polyglots? Evidence from pathological language mixing. Neurocase, 6(1), 51–56.
Branzi, F. M., Della Rosa, P. A., Canini, M., Costa, A., & Abutalebi, J. (2016). Language Control in Bilinguals: Monitoring and Response Selection. Cerebral Cortex. 26(6), 2367–2380.
Burgaleta, M., Sanjuan, A., Ventura-Campos, N., Sebastian-Galles, N., Avila, C. (2016) Bilingualism at the core of the brain. Structural differences between bilinguals and monolinguals revealed by subcortical shape analysis. Neuroimage. 125, 437–445.
Christoffels, I.K., Firk, C., Schiller, N.O. (2007). Bilingual language control: an eventrelated brain potential study. Brain Res. 1147, 192–208.
Cools, R., & D’Esposito, M. (2011). Inverted-U–Shaped Dopamine Actions on Human Working Memory and Cognitive Control. Biological Psychiatry, 69(12), 113-125.
Crinion, J., Turner, R., Grogan, A., Hanakawa, T., Noppeney, U., Devlin, J.T., Aso, T.,
Urayama. S., Fukuyama. H., Stockton. K., Usui. K., Green. D.W., & Price, C.J. (2006). Language control in the bilingual brain. Science, 312, 1537–1540.
Declerck, M., & Philipp, A. M. (2015). A review of control processes and their locus in language switching. Psychonomic Bulletin and Review, 22, 1630-1645.
Dunn, A. L., & Fox Tree, J. E. (2009). A quick, gradient Bilingual Dominance Scale. Bilingualism: Language and Cognition, 12(3), 273–289. 
Friston, K. (2012). Ten ironic rules for non-statistical reviewers. NeuroImage. 61(4), 1300-1310.
Gallo, F., Terekhina, L., Shtyrov, Y., & Myachykov, A. (2023). Neuroplasticity and cognitive reserve effects in the Caudate Nucleus of young bilingual adults. Bilingualism: Language and Cognition, 1-10.
Garbin, G., Costa, A., Sanjuan, A., Forn, C., Rodriguez-Pujadas, A., Ventura, N., Belloch, V., Hernandez, M., & Avila, C. (2011). Neural bases of language switching in high and early proficient bilinguals. Brain and language, 119(3), 129–135.
Gil Robles, S., Gatignol, P., Capelle, L., Mitchell, M. C., & Duffau, H. (2005). The role of dominant striatum in language: a study using intraoperative electrical stimulations. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry, 76(7), 940–946.
Green, D. W. (1998). Mental control of the bilingual lexico-semantic system. Bilingualism Lang. Cogn. 1, 67–81.
Green, D., Abutalebi, J. (2013). Language control in bilinguals: the adaptive control hypothesis. J. Cognit. Psychol. 25(5), 515–530.
Hartsuiker, R. J., Pickering, M. J., & Veltkamp, E. (2004). Is syntax separate or shared between languages? Psychological Science, 15(6), 409–414.
Hervais-Adelman, A., Moser-Mercer, B., Michel, C. M., & Golestani, N. (2015). fMRI of Simultaneous Interpretation Reveals the Neural Basis of Extreme Language Control. Cerebral cortex (New York, N.Y.: 1991), 25(12), 4727–4739.
Hollingshead, A. (1975). Four Factor Index of Social Status. Unpublished Manuscript. New Haven, CT: Yale University Department of Sociology.
Lerman, A., & Obler, L. K. (2017). ‘‘Aging in bilinguals: normal and abnormal,’’ in Handbook of Psychology of Bilingualism: The Cognitive and Emotional World of Bilinguals. The Bilingual Mind and Brain Book Series, Eds A. Ardila, A. Cie´slicka, R. Heredia and M. Rosselli (Cham: Springer).
Liu, H., Guo, Z., J, Y., Schwieter, J. W., & Wang, F. (2023), Neural circuits underlying language control and modality control in bilinguals: An fMRI study. Neuropsychologia, 178, 102430.
Ma, H., Hu, J., Xi, J., Shen, W., Ge, J., Geng, F., Wu, Y., Guo, J., & Yao, D. (2014). Bilingual cognitive control in language switching: an fMRI study of English-Chinese late bilinguals. PloS one, 9(9), e106468.
Mariën, P., Abutalebi, J., Engelborghs, S., & De Deyn, P. P. (2005). Pathophysiology of language switching and mixing in an early bilingual child with subcortical aphasia. Neurocase, 11(6), 385–398.
Meykadeh, A., Golfam, A., Batouli, SAH., & Sommer, W. (2021a). Overlapping but language-specific mechanisms in morphosyntactic processing in highly competent L2 acquired at school entry: fMRI evidence from an alternating language switching task. Frontiers in Human Neuroscience. 26; 15:728549.
Meykadeh, S., Golfam, A., Batouli, SAH, & Sommer, W. (In Press). The neural basis of Number and Person phi-features processing: An fMRI study in highly proficient bilinguals. Bilingualism: Language and Cognition.
Meykadeh, A, Golfam, A., Nasrabadi, AM., Ameri, H., & Sommer, W. (2021b) First Event-Related Potentials Evidence of Auditory Morphosyntactic Processing in a Subject-Object-Verb Nominative-Accusative Language (Farsi). Frontiers in Psychology. 16; 12:698165.
Meykadeh, S., Khadem, A., Sulpizio, S., & Sommer, W. (2023). Functional Connectivity during Morphosyntactic Processing: An fMRI Study in Balanced Turkish-Persian Bilinguals. Journal of Neurolonguistics. 68: 101162.
Paradis, M. (2001). An integrated neurolinguistic theory of bilingualism (1976–2000). Paper Presented at the LACUS Forum 27 Houston, TX.
Pérez, A., and Duñabeitia, J. A. (2019). Speech perception in bilingual contexts: Neuropsychological impact of mixing languages at the inter-sentential level. Journal of Neurolinguistics, 51: 258-267.
Poldrack, R. A. (2007). Region of interest analysis for fMRI. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 2(1), 67-70. 
Price, C. J., Green, D. W., & von Studnitz, R. (1999). A functional imaging study of translation and language switching. Brain: a journal of neurology, 122(12), 2221–2235.
Tan, L. H., Chen, L., Yip, V., Chan, A. H., Yang, J., Gao, J. H., & Siok, W. T. (2011). Activity levels in the left hemisphere caudate-fusiform circuit predict how well a second language will be learned. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(6), 2540–2544.
Ullman M. T. (2004). Contributions of memory circuits to language: the declarative/procedural model. Cognition, 92(1-2), 231–270.
Wang, Y., Kuhl, P. K., Chen, C., & Dong, Q. (2009). Sustained and transient language control in the bilingual brain. NeuroImage, 47(1), 414–422.
Wang, Y., Xue, G., Chen, C., Xue, F., & Dong, Q. (2007). Neural bases of asymmetric
language switching in second-language learners: an ER-fMRI study. NeuroImage 35:862–870.
Wu, J., Yang, J., Chen, M., Li, S., Zhang, Z., Kang, C., Ding, G., & Guo, T. (2019). Brain network reconfiguration for language and domain-general cognitive control in bilinguals. NeuroImage, 199, 454–465.
Zhu, J. D., Seymoura, R. A., Szakaya, A., and Sowman, P. F. (2020). Neurodynamics of executive control in bilingual language switching: an MEG study. Cognition 199:104247.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 02 مرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 25 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش: 26 مرداد 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار