Verbindingen taalgebieden zijn uniek in het menselijk brein

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 publiceren hun resultaten in PNAS op 4 juli.

‘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 (het voorste deel 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.’

Hersenscans

Figuur: Het patroon van verbindingen van de taalgebieden heeft zich in de loop van de evolutie uitgebreid in het menselijk brein. Het achterste deel van de gyrus temporalis medius (pMTG) is verbonden geraakt met frontale en pariëtale kwabben in het menselijk brein. Bij chimpansees is de verbondenheid van deze gebieden gebleven binnen de temporale kwab. De verbindingen in het voorste deel van de temporale kwab (ATL) lijken op het eerste gezicht bij mensen en chimpansees hetzelfde, maar na analyses kwam naar voren dat zij substantieel van elkaar verschillen tussen de twee soorten. De kleurschaal staat voor het aantal individuen dat een specifiek hersengebied heeft dat verbonden is met de temporale kwab. Credit: PNAS

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 fasciculus arcuatus. 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.’

Literatuurverwijzing

"Comparing human and chimpanzee temporal lobe neuroanatomy reveals modifications to human language hubs beyond the fronto-temporal arcuate fascicle”, PNAS. 

Contactinformatie

Meer weten? Neem contact op met Joanna Sierpowska (joanna.sierpowska [at] ub.edu (joanna[dot]sierpowska[at]ub[dot]edu)), Vitoria Piai (vitoria.piai [at] donders.ru.nl (vitoria[dot]piai[at]donders[dot]ru[dot]nl)) of met Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie via 024 361 6000 of media [at] ru.nl (media[at]ru[dot]nl)

Contactpersoon
dr. V. Piai (Vitória)
Thema
Hersenen, Taal