Uudenlainen magneettikuvaus (MRI) yhdistettynä elektroenkefalografiamittauksiin (EEG) on mahdollistanut oivallusten niputtamisen planum temporalen mikrorakenteesta ja auditiivisen puheen käsittelyn nopeudesta. Tohtori Sebastian Ocklenburgin, Patrick Friedrichin, Christoph Fraenzin, professori Dr. Dr. h. c. Onur Güntürkünin ja tohtori Erhan Gençin johtama työryhmä hahmottelee havaintojaan Science Advances -tiedelehdessä 11. heinäkuuta 2018 julkaistussa artikkelissa.

Vasemman aivopuoliskon kielidominanssi

Tutkijat voivat yksinkertaisen kokeen avulla osoittaa, kuinka ylivoimainen vasen aivopuolisko on auditiivisen puheen prosessoinnissa: kun kuulokkeilla soitetaan kaksi erilaista tavua – esimerkiksi ”Da” ja ”Ba” – henkilön vasempaan ja oikeaan korvaan kuulokkeilla, suurin osa ihmisistä ilmoittaa kuulleensa tavun vain oikeassa korvassa. Syy: oikean korvan kautta havaittu kieli käsitellään vasemmassa aivopuoliskossa. Kun aivoaaltoja mitataan EEG:llä, käy ilmi, että vasen aivopuolisko käsittelee nopeammin auditiivista puhetietoa.

”Tutkijat ovat jo pitkään todenneet, että auditiivisen puheen käsittelyn kannalta ratkaiseva aivoalue, planum temporale, on usein suurempi vasemmassa aivopuoliskossa kuin oikeassa aivopuoliskossa”, Sebastian Ocklenburg Bochumin biopsykologian tutkimusyksiköstä sanoo. Frankfurtissa asuvat tutkijat havaitsivat myöhemmin ruumiinsa tieteelle lahjoittaneiden vainajien aivoissa, että vasemman planum temporalen hermosoluissa on suurempi määrä hermosolusynapseja kuin oikean aivopuoliskon hermosoluissa.

Uusi mittausmenetelmä helpottaa tähän asti mahdottomia oivalluksia

”Aiemmin ei kuitenkaan ollut ymmärretty, onko tuo epäsymmetrinen mikrorakenne ratkaiseva tekijä vasemman aivopuoliskon ylivoimaisuudelle kuulopuheen prosessoinnissa”, selittää Erhan Genç, joka niin ikään kuuluu biopsykologian tutkimusyksikköön. Koska menetelmää hermosynapsien lukumäärän laskemiseksi elävillä ihmisillä ei ollut olemassa aivan viime aikoihin asti, tätä lukumäärää ei voitu liittää lopullisesti auditiivisen puheen prosessoinnin suorituskykyyn. Tutkijat ovat nyt kuroneet tämän aukon umpeen niin sanotun neuriittien orientaatiohajonnan ja -tiheyden kuvantamisen avulla.

Tämän erittäin spesifisen magneettikuvaustekniikan avulla biopsykologit mittasivat planum temporale -neuriittien tiheyden ja tilallisen sijoittelun lähes sadalta koehenkilöltä. Samalla he analysoivat EEG-mittausten avulla auditiivisen puheen informaation prosessointinopeutta sekä vasemmassa että oikeassa aivopuoliskossa samoilla henkilöillä.

Korkeampi nopeus useampien neuriittien ansiosta

Tulos: koehenkilöillä, jotka kykenivät käsittelemään auditiivista puhetta vasemmassa aivopuoliskossa suurella nopeudella, oli vasemmassa planum temporalessa poikkeuksellisen paljon tiheään pakkautuneita neuriitteja. ”Juuri tämän mikrorakenteen vuoksi auditiivisen puheen prosessointi on nopeampaa vasemmassa aivopuoliskossa; nämä henkilöt pystyvät oletettavasti myös dekoodaamaan kuulemansa suuremmalla ajallisella tarkkuudella”, Ocklenburg päättelee. ”Suurempi kytkentätiheys näyttää siis olevan ratkaiseva tekijä vasemman aivopuoliskomme kielelliselle ylivertaisuudelle”, lisää Genç.