Brocova oblast je oblast mozku s funkcemi spojenými s produkcí řeči.
Produkce jazyka je spojena s Brocovou oblastí od doby, kdy Paul Pierre Broca nahlásil postižení u dvou pacientů. Ti ztratili schopnost mluvit po poranění zadního spodního čelního gyru mozku. Od té doby se přibližná oblast, kterou identifikoval, stala známou jako Brocova oblast a deficit v produkci jazyka jako Brocova afázie. Brocova oblast je nyní typicky definována z hlediska pars opercularis a pars triangularis spodního čelního gyru, zastoupeného v Brodmannově cytoarchitektonické mapě jako oblasti 44 a 45. Studie chronické afázie naznačily zásadní roli Brocovy oblasti v různých řečových a jazykových funkcích. Dále funkční MRI studie také identifikovaly aktivační vzorce v Brocově oblasti spojené s různými jazykovými úkoly. Nicméně pomalá destrukce Brocovy oblasti mozkovými nádory může zanechat řeč relativně nedotčenou, což naznačuje, že jeho funkce se mohou přesunout do blízkých oblastí v mozku.
Brocova oblast je často identifikována vizuální prohlídkou topografie mozku buď makrostrukturálními orientačními body, jako je sulci, nebo specifikací souřadnic v konkrétním referenčním prostoru. V současnosti používaný atlas Talairach a Tournoux promítá Brodmannovu cytoarchitektonickou mapu na šablonový mozek. Protože Brodmannova parcelace byla založena na subjektivní vizuální prohlídce cytoarchitektonických hranic a také Brodmann analyzoval pouze jednu hemisféru jednoho mozku, výsledek je nepřesný. Dále, kvůli značné variabilitě mezi mozky, pokud jde o tvar, velikost a polohu vzhledem k sulkální a gyrální struktuře, je výsledná přesnost lokalizace omezená.
Nicméně Brocova oblast v levé hemisféře a její homolog v pravé hemisféře jsou označení obvykle používaná k označení pars triangularis (PTr) a pars opercularis (POp) podřadného čelního gyru. PTr a POp jsou definovány strukturálními mezníky, které pouze pravděpodobnostně rozdělují podřadný čelní gyrus na přední a zadní cytoarchitektonické oblasti 45, respektive 44, podle Brodmannova klasifikačního schématu.
Oblast 45 přijímá více přívětivých spojení z prefrontální kůry mozkové, nadřazeného temporálního gyru a nadřazeného temporálního sulcusu ve srovnání s oblastí 44, která má tendenci přijímat více přívětivých spojení z motorických, somatosenzorických a nižších parietálních oblastí.
Rozdíly mezi oblastmi 45 a 44 v cytoarchitektuře a v konektivitě naznačují, že tyto oblasti by mohly plnit různé funkce. Nedávné neurozobrazovací studie skutečně ukázaly, že PTr a Pop, které se věnují oblastem 45 a 44, hrají u člověka různé funkční role, pokud jde o porozumění jazyku a rozpoznávání/porozumění akce.
V nedávné studii byly zachované mozky Leborgneho i Lelonga (pacientů Paula Pierra Brocy) znovu prozkoumány pomocí objemové magnetické rezonance s vysokým rozlišením. Účelem této studie bylo skenovat mozky ve třech rozměrech a podrobněji identifikovat rozsah kortikálních i subkortikálních lézí. Studie se také snažila nalézt přesné místo léze ve frontálním laloku ve vztahu k tomu, co se nyní nazývá Brocova oblast s rozsahem subkortikálního postižení.
Leborgne byl pacientem Paula Pierra Brocy. Nebyl schopen vyprodukovat žádná slova nebo fráze. Jediné slovo, které dokázal opakovaně vyprodukovat, bylo „tan“. Po jeho smrti byla na povrchu levého čelního laloku objevena léze.
Lelong byl dalším pacientem Paula Pierra Brocy. Také vykazoval sníženou produktivní řeč. Dokázal říct jen pět slov, ‚ano‘, ‚ne‘, ‚tři‘, ‚vždy‘ a ‚lelo‘ (chybná výslovnost jeho vlastního jména). Při pitvě byla také nalezena léze ve stejné oblasti postranního čelního laloku jako v Leborgne. Tyto dva případy vedly Paula Pierra Brocu k přesvědčení, že řeč byla lokalizována právě do této oblasti.
Vyšetření mozků dvou historických pacientů Paula Pierra Brocy pomocí magnetické rezonance s vysokým rozlišením přineslo několik zajímavých nálezů. Za prvé, nálezy z magnetické rezonance naznačují, že i jiné oblasti kromě Brocovy oblasti mohly přispět ke snížené produktivitě řeči pacientů. Tento nález je významný, protože bylo zjištěno, že i když léze v Brocově oblasti mohou samy o sobě způsobit dočasné narušení řeči, nevedou k závažné zástavě řeči. Proto existuje možnost, že afázie, kterou Broca označuje jako absenci produktivní řeči, mohla být také ovlivněna lézemi v jiné oblasti. Dalším zajímavým nálezem je, že léze, která byla kdysi Brocou považována za kritickou pro řeč, není přesně stejná oblast jako oblast, která je nyní známá jako Brocova oblast. Tato studie poskytuje další důkaz, že jazyk a poznávání jsou mnohem složitější než kdysi myšlení a zahrnují různé sítě mozkových oblastí.
Mluvení bez Brocovy oblasti
Zásadní role Brocovy oblasti v produkci řeči byla zpochybňována, protože může být zničena a přitom nechat jazyk téměř nedotčený. V jednom případě počítačového inženýra byl odstraněn pomalu rostoucí gliom. Nádor a operace zničily levý spodní a střední čelní gyrus, hlavu kaudálního jádra, přední končetinu vnitřní kapsle a přední inzulín. Tři měsíce po odstranění se však objevily minimální jazykové problémy a jedinec se vrátil ke své profesionální práci. Mezi tyto menší problémy patří neschopnost vytvořit syntakticky složité věty zahrnující více než dva subjekty, vícenásobné kauzální spoje nebo hlášenou řeč. Ty byly výzkumníky vysvětleny jako důsledek problémů s pracovní pamětí. Nedostatek problémů přičítali také rozsáhlým kompenzačním mechanismům umožněným neuronovou plasticitou v blízké mozkové kůře a posunu některých funkcí do homologní oblasti v pravé hemisféře.
Dlouhou dobu se předpokládalo, že úloha Brocovy oblasti je více věnována jazykové produkci než jazykovému porozumění. Nedávné důkazy však ukazují, že Brocova oblast hraje také významnou roli v jazykovém porozumění. Pacienti s lézemi v Brocově oblasti, kteří vykazují agrammatickou produkci řeči, také vykazují neschopnost používat syntaktické informace k určení významu vět. Také řada neurozobrazovacích studií naznačuje zapojení Brocovy oblasti, zejména pars opercularis levého dolního čelního gyru, během zpracování složitých vět. Dále bylo nedávno zjištěno v experimentech funkčního magnetického rezonance (fMRI) zahrnujících vysoce nejednoznačné věty, které mají za následek aktivnější dolní čelní gyrus. Proto úroveň aktivity v dolním čelním gyru a úroveň lexikální nejednoznačnosti jsou přímo úměrné jedna druhé, kvůli zvýšeným nárokům na vyhledávání spojeným s vysoce nejednoznačným obsahem.
Uznávání akcí a produkce
Nedávné experimenty ukázaly, že Brocova oblast je zapojena do různých kognitivních a percepčních úloh. Jeden důležitý přínos Brodmannovy oblasti 44 se nachází také v procesech souvisejících s motorikou. Pozorování smysluplných stínů rukou připomínajících pohybující se zvířata aktivuje frontální jazykovou oblast, což dokazuje, že Brocova oblast skutečně hraje roli v interpretaci činnosti jiných. Aktivace BA 44 byla také hlášena během provádění uchopení a manipulace.
Gesta spojená s řečí
Spekulovalo se, že vzhledem k tomu, že gesta spojená s řečí by mohla případně snížit lexikální nebo sententiální nejednoznačnost, mělo by se zlepšit porozumění v přítomnosti gest spojených s řečí. V důsledku zlepšeného porozumění by se mělo snížit zapojení Brocovy oblasti.
Mnoho neurozobrazovacích studií také prokázalo aktivaci Brocovy oblasti při představování smysluplných gest paží. Nedávná studie prokázala, že slovo a gesto spolu souvisí na úrovni překladu konkrétních aspektů gest, jako je cíl a záměr. Toto zjištění, že aspekty gest jsou v Brocově oblasti překládány do slov, také vysvětluje vývoj jazyka z hlediska evoluce. Mnoho autorů dokonce navrhlo, že řeč se vyvinula z primitivní komunikace, která vznikla z gest., (viz Evoluce jazyka níže)
Afázie je získaná jazyková porucha postihující všechny formy, jako je psaní, čtení, mluvení a poslech, a je důsledkem poškození mozku. Často se jedná o chronický stav, který vytváří změny ve všech oblastech života.
Brocova afázie vs. jiné afázie
Pacienti s Brocovou afázií jsou jedinci, kteří vědí, „co chtějí říct, jen to nemohou dostat ven“. Typicky jsou schopni porozumět tomu, co se jim říká, ale nejsou schopni plynně mluvit. To je také známé jako non-plynulá afázie. Některé z dalších příznaků mohou zahrnovat problémy s plynulostí, artikulace, hledání slov, opakování slov, a produkovat a pochopit složité gramatické věty, a to jak ústně, tak písemně. Tyto vlastnosti je odlišují od jiných jedinců s jinými typy afázie. Jiné typy afázie mohou mít větší potíže pochopit, co se jim říká. Mohou také zápasit více se čtením a psaním než jedinci s Brocovou afázií. Zatímco jedinci s Brocovou afázií mají také dobrou schopnost sami sledovat své jazykové výstupy, jiné typy afázie mohou být více nevědomí o jejich jazykové výkonnosti. Také místo léze (poškozená oblast mozku) se liší mezi různými afáziemi.
Pro vysvětlení původu lidského jazyka bylo navrženo několik modelů. Má se za to, že se lidský jazyk vyvinul jako „evoluční zdokonalení implicitního komunikačního systému, který je již přítomen u nižších primátů a je založen na souboru reprezentací akcí zaměřených na ruku/ústa“. Nedávné zjištění, že Brocova oblast je zapojena během pozorování smysluplných akcí, tuto myšlenku podporuje. Byla vyslovena hypotéza, že Brocův plošný předchůdce se podílel na generování akčních významů interpretací motorických sekvencí z hlediska cíle. Dále bylo argumentováno, že tato schopnost mohla být zobecněna během evoluce, která dala této oblasti schopnost vypořádat se s významy. Aktivované čelní jazykové oblasti při pozorování smysluplných stínů rukou připomínajících pohybující se zvířata poskytují důkaz, že se lidský jazyk mohl vyvinout z nervových substrátů, které jsou již zapojeny do gestického rozpoznávání. Proto studie prokázala oblast člověka Broca jako motorické centrum pro řeč, sestavování a dekódování komunikačních gest. V souladu s touto myšlenkou je, že nervový substrát, který reguloval motorické ovládání u společného předka opic a lidí, byl s největší pravděpodobností upraven tak, aby zvýšil kognitivní a jazykové schopnosti.
Další nedávný nález ukázal významné oblasti aktivace v subkortikálních a neokortikálních oblastech při produkci komunikativních manuálních gest a hlasových signálů u šimpanzů. Dále údaje, které naznačují, že šimpanzi záměrně produkují manuální gesta a také hlasové signály pro komunikaci s lidmi, naznačují, že předchůdci lidského jazyka jsou přítomni jak na behaviorální, tak na neuronanatomické úrovni.
Superior frontal gyrus (4l, 6l, 8l) · Middle frontal gyrus (9l, 10l, 46)
Dolní frontální gyrus: 11l · 47-Pars orbitalis · Broca’s area (44-Pars opercularis, 45-Pars triangularis)
Superior frontal sulcus · Inferior frontal sulcus
Precentral gyrus · Precentral sulcus
Superior frontal gyrus (4m, 6m) · Medial frontal gyrus (8m, 9m)
Paraterminální gyrus/Paračichová oblast (12) · Rovný gyrus (11m) · Orbitální gyri/Orbitofrontální kůra (10m, 11m, 12) · Ventromediální prefrontální kůra (10m) · Subkallosální oblast (25)
Olfactory sulcus · Orbital sulci
Paracentral lobule (4) · Paracentral sulcus
Primární motorická kůra (4) · Předmotorická kůra (6) · Doplňková motorická oblast (6) · Pole čelního oka (8)
Superior parietal lobule (5l, 7l) · Inferior parietal lobule (40-Supramarginal gyrus, 39-Angular gyrus) · Parietal operculum (43)
Paracentrální lalok (1m, 2m, 3m, 5m) · Precuneus (7m)
Postcentral gyrus/primary somatosensory cortex (1 · 2 · 3) · Secondary somatosensory cortex (5) · Posterior parietal cortex (7)
Okcipitální pól mozku · Laterální okcipitální gyrus (18, 19) · Lunate sulcus · Transverse occipital sulcus
Primární zraková kůra (17) · Cuneus · Lingual gyrusCalcarine fissure
Příčný temporální gyrus/Primární sluchová kůra (41, 42) · Nadřízený temporální gyrus (38, 22/Wernickeho oblast) · Střední temporální gyrus (21) · Podřízený temporální gyrus (20)
Superior temporal sulcus · Inferior temporal sulcus
Fusiformní gyrus (37) Mediální spánkový lalok (27 · 28 · 34 · 35 · 36)
Centrální (frontální+parietální) · Laterální (frontální+parietální+temporální) · Parieto-okcipitální · Preokcipitální zářez
Medial longitudinal · Cingulate (frontal+cingulate) · Collateral (temporal+occipital) · Callosal sulcus
přední (Entorhinal cortex, Perirhinal cortex) · Posterior parahippocampal gyrus · Prepyriform area
Podgenní plocha (25) · Anterior cingulate (24, 32, 33) · Posterior cingulate (23, 31)
Isthmus cingulate gyrus: Retrospleniální kůra (26, 29, 30)
Hippocampal sulcus · Fimbria hippocampus · Dentate gyrus · Rhinal sulcus
Suprakallozální gyrus · Uncus
Dlouhý gyrus inzulínu · Krátký gyri inzulínu · Kruhový sulcus inzulínu
Operculum · póly mozkových hemisfér
anat (n/s/m/p/4/e/b/d/c/a/f/l/g)/phys/devp
noco (m/d/e/h/v/s)/cong/tumr, sysi/epon, injr
proc, lék (N1A/2AB/C/3/4/7A/B/C/D)