Broca alanı

Broca alanı veya Broca bölgesi insansı beynin ses üretimiyle bağlantılı işlevleri yürüten bir bölgesidir.
Ses üretimi, iki hastada meydana gelen bozulmaları Pierre Paul Broca bildirdiğinden beri Broca bölgesiyle ilişkilendirilmektedir.  O hastalar, beyinlerinin arka alt frontal girusunda meydana gelen yaralanmadan sonra konuşma yetilerini yitirmişlerdi.  O zamandan beri, tanımlamış olduğu yaklaşık bölge Broca bölgesi ve ses üretimi eksikliği de Broca afazisi diye anıldı.  Broca bölgesi şimdi, Brodmann'ın sitoarkitektonik haritasında 44 ve 45 numaralı alanlara karşılık gelen, alt frontal girusun pars opercularis ve pars triangularis kısımları olarak tanımlanmaktadır.  Kronik afazi çalışmaları çeşitli dil ve konuşma işlevlerinde Broca bölgesinin önemli bir rol oynadığını ortaya çıkarmıştır.  Ayrıca, işlevsel MRI çalışmaları Broca bölgesindeki çeşitli dil görevleriyle ilişkili aktivasyon dokularını tanımladı.  Fakat, beyin tümörleri tarafından Broca bölgesinin yavaş yıkımının konuşma yetilerini nispeten bozulmamış olarak bırakması, bölgenin işlevlerini beynin yakınlardaki bölgelerine kaydırdığını akla getirmektedir.

Anatomi ve bağlantı

Broca bölgesi genellikle, beyin topografisinin ya sulki gibi dış yapı işaretleri ya da belirli bir referans alanındaki koordinatlarının belirtilmesi aracılığıyla görsel denetimi ile tanımlanır.  Şu an kullanılmakta olan Talairach ve Tournoux atlası Brodmann'ın sitoarkitektonik haritasını bir şablon beyin üzerine yansıtır. Çünkü Brodmann'ın bölümlendirmesi sitoarkitektonik sınırların öznel görsel denetimine dayalıydı ve ayrıca Brodmann yalnızca bir beynin sadece bir yarıküresini analiz etti.  Ayrıca, şekil, boyut ve sulkal ve giral yapıya bağlı konum açısından beyinler arasındaki hatırı sayılır çeşitlilik nedeniyle, ortaya çıkan yerelleşme hassasiyeti sınırlıdır.
Bununla beraber sol yarıküredeki Broca bölgesi ve sağ yarıküredeki homologu genellikle alt frontal girusun pars triangularis (PTr) ve pars opercularis (POp) bölümlerini ima etmek için kullanılan isimlerdir. PTr ve POp, yalnızca olasılıksal olarak alt frontal girusu sırasıyla 44 ve 45 numaralı ön ve arka sitoarkitektonik alanlara bölen yapısal işaretler aracılığıyla Brodmann'ın sınıflandırma şemasıyla  tanımlanır.
45 numaralı bölge, motor, bedenduyusal ve alt paryetal bölgelerden daha çok getirici bağlantılar alan 44 numaralı alanla karşılaştırıldığında,  prefrontal korteksten, üst temporal girustan, ve üst temporal sulkustan daha çok getirici bağlantı alır.
45 ve 44 numaralı alanların hücre mimarileri ve bağlantıları arasındaki farklılıklar bu alanların farklı işlevleri olabileceği izlenimini uyandırmaktadır.  Gerçekten de son yapılan beyin görüntüleme çalışmaları gösterdi ki, sırasıyla 45 ve 44 numaralı alanlara karşılık gelen PTr ve Pop, insanda dil algısı ve eylem tanıma/anlama konularında farklı işlevsel roller oynuyor.

Broca bölgesi yeniden incelenmesi

Son zamanlarda yapılan bir çalışmada, Leborgne ve Lelong'un (Paul Pierre Broca'nın hastaları) koruma altına alınmış beyinleri yüksek çözünürlükü volumetrik MRI kullanılarak yeniden incelendi. Bu çalışmanın amacı beyinleri üç boyutta incelemek ve kortikal ve subkortikal lezyonların kapsamını daha ayrıntılı tanımlamaktı.  Çalışma ayrıca subkortikal ilişkinin ölçüsüyle, frontal lobdaki lezyonun tam bölgesini şimdi Broca bölgesi olarak bilinen bölgeyle ilişkili olarak tespit etmenin yollarını da aradı.

Leborgne

Leborgne, Paul Pierre Broca'nın bir hastasıydı.  Herhangi bir sözcük veya söz öbeği oluşturamıyordu.  Sürekli üretebildiği sözcük 'tan' kelimesiydi.  Ölümünden sonra, sol frontal lobunda bir lezyon keşfedildi.

Lelong

Lelong, Paul Pierre Broca'nın başka bir hastasıydı.  Onun da konuşma üretkenliği azalmıştı.  Yalnızca beş kelime söyeleyebiliyordu, bunlar 'yes' (evet), 'no' (hayır), 'three' (üç), 'always' (her zaman) ve 'lelo' (kendi adının yanlış bir şekilde telaffuzu).  Otopside, yan frontal lobun Leborgne'dakiyle aynı bölgesinde bir lezyon bulundu.  Bu iki durum Paul Pierre Broca'nın konuşmanın bu belirli alanda yerelleştiğine inanmasına yol açtı.

MRI bulguları

Paul Pierre Broca'nın iki tarihî hastasının beyinlerinin yüksek çözünürlüklü MRI ile muayenesi birçok ilginç bulguyu oluşturdu. İlk olarak MRI bulguları Broca bölgesinin dışında bazı başka bölgelerin de hastaların üretken konuşma yetisinin azalmasında katkısının olabileceği izlenimini uyandırdı.  Bu bulgu önemlidir; çünkü Broca bölgesindeki lezyonlar tek başına geçici konuşma bozulmasına sebep olabilirse bile, şiddetli konuşma tutukluğuna neden olmayacağı bulunmuştur. Bu yüzden, Broca ile üretken konuşma yetisinin yokluğu olarak gösterilen afazinin, başka bölgelerdeki lezyonlardan da etkilenmiş olabileceği olasılığı vardır.   Başka bir bulgu ise, önceleri Broca tarafından konuşma için kritik olarak dikkate alınan bölgenin, Broca bölgesi olarak bilinen bölgeyle tamamen aynı olmadığıydı.  Bu çalışma, dil ve bilişin bir zamanlar düşünüldüğünden çok daha karmaşık olduğuna ve çeşitli beyin bölgesi şebekelerinin katılımıyla gerçekleştiğine daha fazla kanıt sunmaktadır.

Broca bölgesi olmadan konuşma

Dil yetisini bozmadan Broca bölgesine hasar verilebileceği bilindiğinden konuşma işleminde Broca bölgesinin rolü sürekli sorgulanmıştır.  Bir bilgisayar mühendisi olayında yavaş büyüyen bir glioma çıkarıldı.  Tümör ve ameliyat sol alt ve orta frontal girusa, kaudat çekirdeğin başına, iç kapsülün anterior (ön) kısmına ve ön odacığa hasar verdi.  Kaldırmadan sonraki üç ayda ufak tefek dil sorunları vardı fakat birey profesyonel işine geri döndü.  Bu ufak sorunların içinde ikiden fazla özne, çoklu sebep sonuç bağlacı veya dolaylı anlatım içeren karmaşık cümleleri sentetik olarak oluşturamama vardı. Bu sorunlar araştırmacılar tarafından çalışma belleği sorunlarından dolayı olarak açıklandı.  Ayrıca sorunların eksikliğini, yanındaki serebral korteksteki sinirsel esneklikle ve sağ yarıküredeki homolog bölgeye bazı işlevlerin kaymasıyla kapsamlı telâfi edici mekanizmalara atfettiler.

Dil algısı

Uzun bir süre boyunca Broca bölgesinin rolünün dil algısından çok dil üretimine tahsis edildiği sanılıyordu.  Ancak, son kanıtlar Broca bölgesinin aynı zamanda dil anlamada da önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Broca bölgesinde lezyonları bulunan ve gramer kurallarına uymayarak konuşan hastalar, cümlelerin anlamlarını tespit etmek için sözdizimsel bilgi kullanma yeteneğinden de yoksunluk gösterdiler.  Ayrıca, birçok beyin görüntüleme çalışmaları karmaşık cümlelerin işlenmesi sırasında Broca bölgesinin ve özellikle sol alt frontal girusunun pars opercularis bölümünün ilişkisini gösterdi.  Dahası, son zamanlarda fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) deneylerinde fazlaca belirsizlik içeren cümlelerin kurulması sonucunda alt frontal girusun daha etkin bir durumda olduğu bulundu.  Bu nedenle alt frontal girusun etkinlik seviyesi ve sözcüksel belirsizlik düzeyi, yüksek belirsizlik içeren içerikle ilişkili artan geri alım taleplerinden dolayı birbirleriyle doğrudan orantılıdır.

Eylem tanıma ve üretimi

Son deneyler Broca bölgesinin çeşitli bilişsel ve algısal görevlere katıldığını göstermiştir.  Bordmann'ın 44 numaralı bölgesinin motorla ilişkili işlemlere yaptığı bir önemli katkısı daha bulunmuştur.  Hareket eden hayvanlara benzeyen anlamlı el gölgelerinin gözlemi frontal dil bölgesini etkinleştirir, bu da Broca bölgesinin kuşkusuz başkalarının eylemlerini yorumlamada rol oynadığını göstermektedir.  Kavrama ve manipülasyon eylemleri yürütülürken de Brodmann'ın 44 numaları alanında etkinlik bildirildi.

Konuşma ile ilgili jestler

Konuşma ile ilgili jestlerin sözcüksel veya cümlesel belirsizliği (iki anlamlılığı) azaltabileceğinden, konuşma ile ilgili jestlerin varlığında algının gelişmesi gerektiği tahmin edilmiştir.  Gelişmiş algının sonucunda da, Broca bölgesinin katılımı düşürülmeliydi.
Birçok beyin görüntüleme çalışması da anlamlı kol hareketleri gösterildiğinde Broca bölgesinin etkinliğini göstermiştir.  Son zamanlarda yapılan bir araştırma sözcük ve jestin, amaç ve gaye gibi belirli jest yönlerinin tercümesi düzeyinde ilişkili olduğuna kanıt oluşturmuştur.  Jest yönlerinin sözcüklerle tercümesinin Broca bölgesinde yapıldığı bulgusu, evrim açısından dilin gelişimini de açıklar.  Nitekim, birçok yazar konuşmanın jestlerden oluşan bir ilkel iletişimden evrildiğini önermiştir.  (Aşağıdaki Dilin Evrimi  bölümüne bakın)

Afazi

Afazi yazma, okuma, konuşma ve dinleme gibi tüm tarzları etkileyen ve beyin hasarı sonucunda oluşan edinilmiş dil bozukluğudur. Genelde kişinin hayatının tüm alanlarında değişiklikler yaratan kronik bir durumdur.

Dilin evrimi

İnsan dilinin kökenini açıklayacak çeşitli modeller sunulmuştur.  İnsan dilinin, "bir dizi amaca yönelik el/ağız eylem sunumlarına dayalı, düşük primatlarda zaten bulunan örtük bir iletişim sisteminin evrimsel gelişimi" olarak evrildiği düşünülmektedir.  Anlamlı eylemlerin gözlemi sırasında Broca bölgesinin yer aldığı bulgusu bu düşünceyi desteklemektedir.  Motor dizilerinin amaç yönünden yorumlanarak eylemlerin anlamlandırılmasında Broca bölgesinin öncülünün yer aldığı hipotez edildi.  Daha sonra da bu yeteneğin evrim sırasında genelleştirilerek bu bölgeye anlamlarla başa çıkma yeteneğinin verildiği savunuldu.  Hareket eden hayvanlara benzeyen anlamlı el gölgelerinin gözlemi sırasında etkinleşmiş frontal dil bölgeleri, insan dilinin zaten jestsel tanımada görev alan nöral substratlardan evrilmiş olabileceğine kanıt sunmaktadır.  Bu nedenle, çalışmalar gösterdi ki insandaki Broca bölgesinin konuşmanın birleştirmenin ve iletişim jestlerini dekode etmenin motor merkezi olduğunu gösterdi.  Bu fikirle tutarlı olarak, maymunların ve insanların bilinen atasındaki motor denetimini düzenleyen nöral substratın bilişsel ve dilsel yeteneği artıracak şekilde dönüşmüş olması muhtemeldir.
Başka bir son bulgu da şempanzelerde iletişim amaçlı el jestleri ve ses sinyallerinin üretimi sırasında subkortikal ve neokortikal bölgelerdeki önemli etkinleşme alanlarını gösterdi.  Ayrıca şempanzelerin insanlarla iletişim kurmak için kasıtlı olarak el jestleri ve bunların yanı sıra ses sinyalleri ürettiği bulgusu, insan dilinin öncüllerinin hem davranışsal hem de nöroanatomikal düzeylerde var olduğu izlenimini uyandırmaktadır.