Minden a hangképzésnél kezdődik

Az npj Science of Learning című szaklapban publikált tanulmány azzal indít, hogy angol anyanyelvűek számára legnehezebben megtanulható nyelv a mandarin kínai. Ennek oka részben - mint a legtöbb nyelv esetén - a jellegzetes hanglejtés, ami ezáltal képes megváltoztatni az egyébként ugyanúgy hangzó szavak jelentését. Kísérletük során a kutatók a vagus (többek között a beszédért felelős agyi ideg) stimulálásával jelentősen javították a kísérletben résztvevők nyelvtanulási képességeit, akik ráadásul nem csupán felismerték a különböző hangokat, de némelyiket kétszer gyorsabban elsajátították az elvárható időhöz képest.

"A tény, hogy a nonivazív perifériás idegstimuláció megkönnyítheti a nyelvtanulást, nagy valószínűséggel több területen is ajtót nyit a kognitív képességek javításában" - mondja Fernando Llanos, Ph.D., a Pitt Sound Brain Lab kutatója.

Az általuk alkalmazott technológia, az úgynevezett transzkután vagus elektromos idegstimuláció (tVNS), melynek elindításához egy apró stimulátort helyeznek az egyén külső fülbe, és észrevehetetlen elektromos impulzusokkal aktiválhatják a vagus ideget, hogy stimulálják az ideg egyik közeli ágát.

Tanulmányukhoz a kutatók harminchat angol anyanyelvű felnőttet toboroztak, majd gyorsan 'kiképezték' őket a mandarin-kínai négy alaphanglejtésének azonosítására a természetes beszéd példáin keresztül, a Sound Brain Laboratóriumban kidolgozott feladatok felhasználásával, a nyelvtanulás neurobiológiájának tanulmányozása céljából. Azok, akik a megfigyelés alatt végig viselték a kütyüt és tVNS-stimulációt kaptak, a végére átlagosan tizenhárom százalékkal jobb eredményt értek a kontrollcsoport tagjainál, akik ugyan megkapták az eszközt, de a stimulációt nem. Plusz, előbbiek kétszer gyorsabban nyújtottak csúcsteljesítményt a teszteken.

"Az általános vélekedés szerint az ember felnőttkorban már nem képes tökéletesen megtanulni egy számára új nyelv hanglejtését, de munkánk megmutatta, hogy nem általánosíthatunk" - vélekedik Chandrasekaran.

Hozzátette: ebben a tanulmányban azt látjuk, hogy a tVNS jobban csökkenti az egyéni különbségeket, mint bármely más intervenció, amelyet eddig látott. Leonard szerint a nyelvtanulók többségét elriasztja a nyelvtanulás, de ha már egy alkalom után tizenhárom-tizenöt százalékkal jobb eredményt érnek el a vártnál, valószínűbb, hogy folytatni akarják. A kutatók most megvizsgálják, hogy a hosszabb tVNS-stimulációk befolyásolhatják-e a résztvevők azon képességét, hogy két nehezebb hangot is megkülönböztessenek, mivel jelen tanulmány szerint a rövid erre nem képes.

Mi is pontosan az a vagus ideg?

A vagus ideg többek közt a felelős a beszédért, nyelésért, lélegzés közben a gége nyitva tartásáért, a szívverés lassításáért, az emésztési folyamatok megindításáért és a gyulladások szabályozásáért. Az agyvelőből ered és a koponyán áthaladva a mellüregben több irányba ágazik el, szerveket és izmokat behálózva. Az idegrostok nyolcvan-kilencven százaléka küld információt a szervektől az agyba. Az alábbi illusztráció a vagus ideget ábrázolja:

A vagus ideg emellett az agy és az energiatermelő emésztőrendszer közötti kommunikáció fő vonala, továbbá az enterális idegrendszer (ENS) és agy közötti információáramlásért is felelős. Az ENS az úgynevezett „második agyunk”, mely az emésztési folyamatot irányítja, és ami több mint ötszázmillió neuronból áll. Azért nevezik második agynak, mert az agytól függetlenül, önállóan is képes működni, ha a vagus ideg megszakad. (A vagus ideg a paraszimpatikus idegrendszer (PNS) aktivátora.) A PNS szabályozza a pihenést, a szívverés lassítását, az alvást és az általános jóllétet az acetilkolin felszabadításával, ami egy hírnökként működő neurotranszmitter. Továbbá, a vagus ideg aktiválja az emésztőrendszerben munkálkodó gyulladáscsökkentő pályákat.

Egy korábbi tanulmány kimutatta, hogy a vagus ideg stimuláció egy lehetséges gyógymód a krónikus depresszióra azoknál, akik nem reagálnak más kezelésre.

Bár nem teljesen érthető, hogyan hat pontosan az agyra, elképzelhető, hogy a kóros pályák gátlásával teszi ezt. A vagus ideg stimulációt általában műtéti úton végzik, egy pacemaker-szerű készülék behelyezésével, mely folyamatosan stimulálja az ideget. Bár ez hatékony, de sok kockázattal jár és mint az látszik, a vagus ideg műtét nélkül is stimulálható. A kutatók szerint a tVNS növeli a tanulás eredményességét azáltal, hogy széles körben fokozza a neurotranszmitter jelátvitelét az agy bizonyos területein, így szerintük a hosszú távú memorizálásban is segíthet, bár ennek megerősítéséhez további kutatásokra van szükség. Az, hogy teljes mértékben noninvazív és biztonságos módon javíthatják a tanulási készségeket, lehetőséget teremt a modern technológiai megoldások szélesebb körű alkalmazására úgy az orvosok, mint a hétköznapi felhasználók körében, a módszer ráadásul idővel akár olyan betegségek rehabilitációjánál is hasznos lehet, mint a stroke. "Következő lépésünk az idegi mechanizmus alapjának alaposabb megértése, valamint az ideális stimulációs paraméterek meghatározása, amelyek maximalizálhatják az agy plaszticitását.

A tVNS-t olyan hatékony eszköznek tekintjük, amely javíthatja az agykárosodott betegek rehabilitációját." - olvasható a tanulmányban.

(Fotó: Leonard Lab/UCSF/Jhia Louise Nicole Jackson, Kenneth Probst/UCSF)