複雑な言語はバイリンガルの脳を異なる形に形成する可能性がある

バイリンガルであることは、単に他人とコミュニケーションが取れるという以上の点で有利な能力です。文字通り脳を変化させ、神経可塑性を高め、認知機能の低下を防ぎます。新しい研究では、あまり理解されていない脳の領域が、異なる書き言葉に独自に適応していることも示唆されており、言語認識の謎を解明する発見となっています。

4月5日にサイエンス・アドバンス誌に発表された研究で、研究者らはバイリンガルがそれぞれの言語を文章でどのように処理するかを調べた。研究者らは、英語と中国語を話す人と英語とフランス語を話す人では、視覚語形野（VWFA）と呼ばれる脳の一部が異なって活性化することを発見した。

バイリンガリズムに関する研究の大半は、2つの言語を話す人と1つの言語しか話さない人を比較しているが、この研究では、異なる言語と表記体系を持つバイリンガルを比較している。科学者たちは、英語と中国語を話す人の脳と、英語とフランス語を話す人の脳を分析した。fMRI装置が脳の活動を測定している間、参加者は文字、顔、家などの視覚刺激を見た。

どちらのグループでも、英語やフランス語を見せられたときには VWFA は同じように反応しました。しかし、英語と中国語を話す参加者が中国語の文字を読んだときには、反応して異なる領域が光りました。

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研究チームは、英語と中国語のバイリンガルにおいて、中国語特有のニューロンのクラスターを発見した。英語とフランス語のバイリンガルでは、言語刺激に関係なく脳の活動は同じだった。研究チームはさらに、脳が個人の独自の経験に応じて発達することを実証した。

「この研究の第一印象は、方法論的にも本当に傑作で、デザイン面でも包括的、徹底的、そして野心的だということです」と、この研究には参加していないヨーク大学の神経科学教授、デール・スティーブンス氏は言う。また、この研究はVWFAについて「より具体的な理解」を与えてくれるとも付け加えた。

ビジュアルワードフォームエリアとは何ですか?

VWFA は、書かれた言葉を認識する脳の領域です。人が読み方を学ぶときに発達し、視覚システムと言語システムの間に神経経路が構築されます。これがなければ、人は読むことができません。

研究の筆頭著者であり、フランスの研究機関 NeuroSpin の認知神経科学研究者である Minye Zhan 氏は、英語を主に話す人、フランス語を主に話す人、英語とフランス語をバランスよく話す人の間に何らかの神経学的差異が見つかるだろうと予想していました。しかし、21 人の英語とフランス語のバイリンガルは、一方の言語がもう一方の言語より優位であるにもかかわらず、処理の違いを示さなかったのです。

「同じシステムです」とザン氏は言う。「一生懸命掘りましたが、違いは見つかりませんでした。とても驚きました。」

一方、10 人の英語と中国語を話す人の脳は、中国語の文字を見せられたとき、非常に異なる反応を示した。このグループでは、中国語が主要言語だった。研究者がこれらの参加者の脳をスキャンしたところ、VWFA に中国語特有のニューロンのクラスターが見られるという明確な活動が見つかった。

研究者はどのようにして脳の活動をマッピングしたのでしょうか?

これまで、脳活動の特定の領域を正確に特定することは研究者にとって困難でした。現在では、この研究で使用された 7 テスラ fMRI などの高解像度 MRI 装置により、より詳細な脳スキャンが可能になりました。その結果、研究チームは、被験者が中国語を見たときにニューロン クラスターの連鎖が活性化するのを確認できました。ジャン氏はそれを「銀河、領域の集合体」と表現しています。

「興味深いのは、英語と中国語のような異なる言語であっても、両方の言語を処理する単語パッチが存在することです」とジャン氏は言う。「それらは非常に異なっていますが、同じ領域で処理されます。ただし、脳には中国語のみに特化した言語パッチがあります。」

興味深いことに、中国語の刺激に対する脳の反応は、顔認識を助ける領域と重なっています。この違いは、認知処理に関係している可能性があります。脳は視覚刺激を全体として、または部分的に認識することができ、選択する戦略は、読む言語によって異なります。

なぜ言語固有の領域があるのですか?

顔を見るとき、目、鼻、口を別々の部分として認識するのではなく、顔を顔として、つまり統合された全体として見ます。研究によると、中国語を母国語とする人は、画数と部首の組み合わせを持つ中国語の文字を同様に処理しています。一方、部分ベースの処理は、英語やフランス語などのアルファベット言語でより一般的です。個々の文字または文字の組み合わせは個別に処理され、その後統合されて一貫した単語を形成します。

もう 1 つの説明は、言語構造に関係しています。中国語は、日本語や一部の韓国語と同様に表語文字です。これらの表記体系では、概念、アイデア、単語に対応する文字を使用します。英語やフランス語などの表音言語では、音に対応する文字を使用します。

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中国語の文字のほとんどは、読み方についてヒントがほとんどありません。中国の子供を含む新しい学習者は、ラテンアルファベットを使用して標準中国語の文字の音を綴るピンインを使用して文字の発音を習得します。一方、綴りと発音の間に強いつながりがある音声言語であるフランス語や英語を学習する子供は、単語を文字ごとに発音するように奨励されます。

中国語の学習は神経経路に独特の要求を課し、異なる接続をもたらす可能性がある。しかし、VWFA の分裂に関するこれらの説明は、今のところ推測の域を出ない。研究者たちは、英語と中国語のバイリンガルの脳がなぜ異なる反応を示すのか正確にはわかっていないが、これらのバイリンガルは英語とフランス語のグループでは観察されない特殊な脳活動を示すということだけはわかっている。

この研究は数年前には不可能だっただろう。実験では高解像度の7テスラfMRIスキャナーが使用された。このスキャナーは磁場がはるかに強く、以前のモデルに比べて脳の活動をより詳細にスキャンできる（テスラは磁場の強さを数値化する測定単位）。米国食品医薬品局は2017年にこのモデルを承認した。

対照的に、病院では 1.5 テスラまたは 3 テスラの MRI 装置が使用される場合があります。この解像度は標準ですが、同じレベルの詳細が明らかになるわけではありません、と Zhan 氏は言います。

この研究は多くの疑問を提起しているとザン氏は言う。彼女のチームは、異なる母国語を話し、異なるアルファベットを使用する参加者のグループでこの研究を繰り返すことに興味を持っている。ザン氏はまた、人が読める言語に応じてこれらの特殊なニューロンのパッチが出現する理由を解明したいと考えている。

「では、なぜあの特別な斑点が現れるのでしょうか？」と彼女は言う。「それは私たちには分かりません。私たちはただそれを観察しているだけです。だからまず報告して、もっと研究が必要だと言います。」