Unieke hersenverbindingen vermoedelijk betrokken bij menselijke taalvaardigheid

01 sep Unieke hersenverbindingen vermoedelijk betrokken bij menselijke taalvaardigheid

Persbericht Radboud Universiteit

Neurowetenschappers hebben nieuwe inzichten verkregen in hoe ons brein is geëvolueerd tot een talig brein. Vergeleken met de hersenen van chimpansees heeft het patroon van verbindingen in onze taalgebieden zich in de loop van de evolutie meer uitgebreid dan gedacht. De onderzoekers aan de Radboud Universiteit en de Universiteit van Oxford publiceerden onlangs hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.

“Op het eerste gezicht lijken onze hersenen en die van chimpansees erg op elkaar. Het grote verschil is dat wij mensen communiceren via taal en dat niet-menselijke primaten dat niet doen”, vertelt mede-eerste auteur Joanna Sierpowska. Onderzoekers willen al jaren begrijpen hoe ons brein ons hiertoe in staat stelt. Tot op heden was er vooral aandacht voor een bepaalde zenuwbaan die frontale en temporale kwabben verbindt, genaamd de fasciculus arcuatus ofwel boogbundel. Deze zenuwbaan vertoont significante verschillen tussen de soorten en staat erom bekend betrokken te zijn bij taal.

“Wij wilden onze focus verleggen naar de verbondenheid van twee gebieden in de hersenschors van de temporale kwab (achter het oor), welke allebei erg belangrijk zijn voor ons taalvermogen”, zegt Sierpowska.

Witte stof in kaart brengen

Om de verschillen te bestuderen, gebruikten de onderzoekers scans van 50 menselijke en 29 chimpanseehersenen. De hersenen van de chimpansees zijn op dezelfde manier gescand als bij mensen, maar dan onder gecontroleerde verdoving en als onderdeel van de routinematige medische check-ups. Hierbij maakten ze gebruik van een techniek genaamd ‘diffusion-weighted imaging’ (DWI), waarbij witte stof in beeld wordt gebracht. Dat zijn de zenuwbanen die hersengebieden met elkaar verbinden.

Met deze hersenscans bekeken en vergeleken ze de verbondenheid van twee taalgerelateerde hersengebieden (de anterieure en posterieure middelste gebieden in de temporale kwab, respectievelijk ATL en pMTG). “Bij mensen zijn deze twee hersengebieden cruciaal voor het leren, gebruiken en begrijpen van taal, en er zitten veel witte stofbanen in”, zegt Sierpowska. “Ook is bekend dat schade aan deze hersengebieden negatieve gevolgen heeft voor de taalfunctie. Maar tot nu toe was het nog onduidelijk of het patroon van verbindingen in dit gebied uniek is voor de mens.”

Nieuwe verbindingen in het menselijk brein

De onderzoekers vonden dat er in het menselijk brein nieuwe verbindingen van de pMTG naar frontale en pariëtale kwabben zijn ontstaan, via de arcuate fasciculus. Bij chimpansees blijven de verbindingen van dit gebied vooral binnen hun eigen kwab, de temporale kwab. Ook zagen ze bij de mens een reeks van uitbreidingen van verbindingen in beide taalgebieden binnen de temporale kwab. “Onze resultaten laten zien dat de fasciculus arcuatus niet als enige een sleutelrol speelde bij de evolutionaire veranderingen die ons brein hebben gemaakt tot een taalvaardig brein”, zegt medeauteur Vitoria Piai.

“Onze bevindingen zijn puur anatomisch, dus het is binnen de context van deze studie lastig om iets te zeggen over hersenfuncties”, aldus Piai. “Maar het feit dat deze verbindingen zo uniek zijn voor ons suggereert dat ze cruciale onderdelen kunnen zijn voor de organisatie van onze hersenen die ons in staat stelt taal te gebruiken.”

Bekijk hier het onderzoeksartikel dat gepubliceerd is in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS.