חתימות עצביות של שטף סמנטי ושל שטף פונמי אצל צעירים ומבוגרים

מבוא

חלק הולך וגדל מהאוכלוסייה מגיע לגיל מבוגר ועלול לחוות ירידה קוגניטיבית הקשורה לגיל, עד לדמנציה כמו מחלת אלצהיימר. חקר הירידה הקוגניטיבית התמקד בעיקר בזיכרון ובתפיסה, ושינויים בתפקודי השפה ובבסיסם העצבי זכו לתשומת לב מועטה, אף שקשיים בשליפת מילים שכיחים בגיל מבוגר ונמנים עם הסימנים המוקדמים של הזדקנות פתולוגית. הידע הסמנטי ממשיך להתרחב לאורך החיים, אך הגישה למידע ושילובו בזמן אמת נפגעים, בייחוד בעומס קוגניטיבי, ומבוגרים מתקשים יותר לעכב מידע מתחרה. בהפקת שפה עלולה להיפגע שליפת ידע לקסיקלי וסמנטי מהזיכרון, ותופעת "על קצה הלשון" שכיחה אצל מבוגרים יותר מאשר אצל צעירים. ממצאים אלה עשויים להעיד על פגיעה בתפקודי שפה ניהוליים, בהתאם לתיאוריות הרואות באונות המצחיות ובאונות הרקתיות המדיאליות מקור עיקרי לירידה הקוגניטיבית בזקנה.

מחקרי הדמיה הראו שוב ושוב כי במגוון משימות, כמו זיכרון אפיזודי, זיכרון עבודה ושליטה מעכבת, מבוגרים מגייסים אזורים בקורטקס הקדם־מצחי של ההמיספרה שאינה דומיננטית למשימה. תופעה זו מכונה מודל הפחתת האסימטריה ההמיספרית אצל מבוגרים (HAROLD), ומשמעותה התפקודית שנויה במחלוקת. לפי גישה אחת זהו פיצוי מועיל, שכן פעילות דו־צדדית נוספת נמצאה אצל מבוגרים בעלי ביצועים גבוהים ולא אצל בעלי ביצועים נמוכים. לפי גישות אחרות היא משקפת עומס רב יותר של המשימה על המבוגרים, גיוס לא יעיל של אזורים ייעודיים בהמיספרה הדומיננטית, הסרת עכבה מרשתות לא ייעודיות או אובדן של ההתמחות התפקודית.

בהשוואה קודמת יחידה של שליפת מילים בין צעירים למבוגרים, במשימת שיום תמונות, הדיוק היה דומה בשתי הקבוצות, אך המבוגרים הפעילו רשת מצחית רחבה יותר ופחות מוצדדת, כולל האזור המקביל לאזור ברוקה בהמיספרה הימנית. אצל הצעירים ואצל המבוגרים בעלי הביצועים הנמוכים הייתה הפעילות בפיתול המצחי התחתון הימני במתאם שלילי עם הביצוע, כלומר הפעלת האזורים הימניים הנוספים לא סייעה לכולם.

על רקע זה הושוו צעירים ומבוגרים בריאים באמצעות תמונת מוח בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI) בשתי משימות של שטף מילולי בקול: שטף סמנטי, המבוסס על קטגוריה, ושטף פונמי, המבוסס על אות. שתי המשימות נשענות על תהליכים מצחיים, אצל צעירים הפעילות בהן מוצדדת בחוזקה לשמאל, ונראה שהן מפעילות חלקים שונים של הפיתול המצחי התחתון השמאלי. השטף הסמנטי נפגע עם הגיל יותר מהשטף הפונמי, ודפוס זה בולט עוד יותר בליקוי קוגניטיבי קל ובמחלת אלצהיימר. ההפקה בקול אפשרה לקשור את הפעילות המוחית לביצוע בפועל בזמן הסריקה.

שיטה

השתתפו 16 מבוגרים בריאים (גיל ממוצע 69.3, טווח 64 עד 88, מהם 8 נשים) ו־16 צעירים (גיל ממוצע 26.1, טווח 20 עד 33), כולם דוברי גרמנית כשפת אם, והקבוצות הותאמו במגדר ובהשכלה. המבוגרים עברו סינון לדמנציה באמצעות שאלון בריאות, מבחן המצב המנטלי המקוצר וסוללת מבחנים נוירופסיכולוגית המבחינה בין הזדקנות תקינה לבין דמנציה ושלביה המוקדמים, וכל המשתתפים עברו סינון לדיכאון. אף מבוגר לא דיווח על תלונות זיכרון או השיג פחות מ־27 במבחן המצב המנטלי, וכולם היו בטווח הנורמה בכל מבחני המשנה. מחוץ לסורק השלימו המשתתפים גם מבחן תקני של שטף מילולי, מבחן מילים נרדפות ומבחן אוצר מילים.

ad

בסורק הוצגה קטגוריה (ספורט, פירות, איברי גוף או כלי נגינה) או אות, והמשתתפים אמרו בקול דוגמה לקטגוריה או מילה המתחילה באות. גושי המשימות, ארבעה לכל סוג שטף ובכל אחד 10 ניסיונות (40 ניסיונות לכל סוג), התחלפו עם תנאי בקרה שבו קראו המשתתפים בקול את המילה הגרמנית שפירושה "הפסקה", כדי לנטרל עיבוד חזותי, היגוי ושמיעת הקול העצמי. נעשה שימוש בדגימה זמנית דלילה: התשובה נאמרה בזמן שהסורק שקט, ורק לאחר מכן נרכשה תמונת המוח, וכך נמנעו ממצאי שווא הנובעים מתנועות הדיבור. כל משימה הושוותה לתנאי הבקרה, והושוו גם הקבוצות זו לזו והמשימות זו לזו. בקרב המבוגרים חושב מתאם בין הפעילות באזורים שהופעלו אצלם יותר לבין הביצוע בסורק. אצל הצעירים הביצוע היה קרוב לתקרה, ולכן לא ניתן היה לחשב מתאמים כאלה.

תוצאות

מחוץ לסורק הפיקו הצעירים יותר מילים מהמבוגרים בשטף הסמנטי (59.1 לעומת 46.1 בשני ניסיונות בני דקה), ואילו בשטף הפונמי הביצוע היה דומה. ביחס לנורמות הגיל היו המבוגרים בין האחוזון ה־78 ל־94 והצעירים בין האחוזון ה־56 ל־78, כלומר המבוגרים היו בעלי תפקוד גבוה לגילם. במבחני המילים הנרדפות ואוצר המילים לא נמצאו הבדלים. גם בסורק הפיקו הצעירים יותר תשובות נכונות בשטף הסמנטי (96% מהמקסימום לעומת 88%), ללא הבדל בשטף הפונמי (92% לעומת 89%).

אצל הצעירים הפעילות בשתי המשימות הייתה מוצדדת בחוזקה לשמאל, עם שיא במפגש בין הפיתול הרקתי העליון הקדמי לבין הפיתול המצחי התחתון. בשטף הפונמי הדפוס היה רחב וחזק יותר וכלל גם את החלק המשולש של הפיתול המצחי התחתון (אזור ברודמן 45). בהשוואה ישירה בין המשימות הופעלו בשטף הפונמי יותר שני אשכולות בפיתול המצחי התחתון השמאלי (אזור 45 ואזורים 9 ו־44), ובשטף הסמנטי הופעלו יותר רק מבנים מצחיים מדיאליים.

אצל המבוגרים עורר השטף הסמנטי דפוס נרחב יותר: אשכול שמאלי גדול באזורים רקתיים ומצחיים, לצד פעילות ימנית בפיתולים המצחיים האמצעי והתחתון. בשטף הפונמי הופיע אשכול ימני אחד בלבד, ורוב הפעילות הייתה באזורים מצחיים וקודקודיים שמאליים, ובהם הפיתול המצחי התחתון (אזור 44). ההבדלים בין המשימות אצל המבוגרים היו מזעריים. בהשוואה בין הקבוצות נמצאה אצל המבוגרים פעילות רבה יותר רק בשטף הסמנטי, בעיקר בחלק המשולש של הפיתול המצחי התחתון הימני, בחלק הקדמי והתחתון של הפיתול המצחי האמצעי הימני ובפיתול הרקתי העליון הימני, וכן באונית הפרה־מרכזית השמאלית ובפיתול החגורתי. הצעירים לא הראו פעילות רבה יותר מהמבוגרים באף משימה.

בקרב המבוגרים נמצא מתאם שלילי חזק בין הביצוע בשטף הסמנטי לבין הפעילות בפיתול המצחי התחתון הימני (0.63-) ובפיתול המצחי האמצעי הימני (0.62-): מי שהפעילו אזורים אלה יותר הפיקו פחות מילים נכונות. באזורים המקבילים בהמיספרה השמאלית לא נמצא מתאם מובהק. לעומת זאת, בשטף הפונמי נמצא מתאם חיובי בין הביצוע לבין הפעילות בפיתול המצחי התחתון השמאלי (0.56).

ad

דיון

הממצאים העיקריים הם ארבעה:

  1. אצל הצעירים נמצא בשתי המשימות דפוס פעילות מצחי מוצדד לשמאל, ואצל המבוגרים נמצא בשטף הסמנטי דפוס דו־צדדי יותר. זו המשימה היחידה שבה ירד הביצוע שלהם, והירידה לוותה בפעילות נוספת בעיקר באזורים מצחיים ימניים.
  2. הפעילות הימנית הנוספת לא סייעה לביצוע: מי שהפעילו אותה יותר הפיקו פחות מילים נכונות.
  3. רק בשטף הפונמי, שבו הביצוע היה דומה בשתי הקבוצות, נמצא מתאם חיובי בין פעילות מצחית שמאלית לבין הביצוע.
  4. אצל הצעירים הופעלו בשטף הפונמי חלקים שונים של הפיתול המצחי התחתון יותר מאשר בשטף הסמנטי, ואצל המבוגרים הבחנה זו נעדרה.

בתחומים קוגניטיביים אחרים נמצא כי פעילות נוספת בהמיספרה הלא דומיננטית מועילה למבוגרים בעלי תפקוד גבוה, אך בתחום השפה התמונה שונה. בבדיקת שיום התמונות נמצא מתאם שלילי דומה בפיתול המצחי התחתון הימני אצל המבוגרים בעלי התפקוד הנמוך. מתאם חיובי שדווח שם בחלק אחר של הפיתול המצחי התחתון הימני נבע בעיקר משלושה מתוך 20 משתתפים, וייתכן שההבדל נובע גם מכך ששיום תמונות מונחה בידי גירוי חיצוני, ואילו שטף מילולי מונחה מבפנים. בשטף הפונמי, שבו לא נמצאו הבדלים בין הקבוצות, התמונה דומה לזו שנמצאה במשימות שפה שאינן כרוכות בהפקה, ואף הקשיית השליפה הפונמית אצל צעירים לא עוררה פעילות ימנית נוספת.

הדפוס שנמצא בשטף הסמנטי מזכיר את זה של חולי אפזיה לאחר שבץ מוחי. בהפקת שפה, פעילות מוגברת בהמיספרה הימנית קשורה בדרך כלל לתוצאות שיקום פחות טובות, וגיוס מחודש של אזורים שמאליים שלמים מוביל לתוצאות טובות יותר. פגיעות מצחיות ימניות גורמות לעתים רחוקות לאפזיה אצל מבוגרים, ולכן אין להניח שפעילות ימנית משקפת הפקת שפה. עם זאת, מוקדם לשלול תפקיד מועיל של ההמיספרה הימנית, שכן ייתכן שבלעדיה הפגיעה הייתה חמורה יותר. דיכוי הפעילות בחלק המשולש של הפיתול המצחי התחתון הימני באמצעות גירוי מגנטי חוזר דרך הגולגולת (rTMS) עשוי לשפר את שליפת המילים באפזיה, וזהו בדיוק האזור שפעילותו הייתה במתאם שלילי עם הביצוע אצל המבוגרים.

באפזיה מוסברת הפעילות הימנית בירידה בעכבה בין ההמיספרות, והדבר עשוי להיות קשור לגיוס לא יעיל של ההמיספרה השמאלית, כפי שמרמז הדפוס השמאלי הנרחב של המבוגרים בשטף הסמנטי. ייתכן גם שהפגיעה הסלקטיבית בשטף הסמנטי נובעת מאופיו המוגבל: מספר הדוגמאות לקטגוריה מצומצם, ואילו מספר המילים האפשריות באות נתונה גדול. מבוגרים מתקשים להשתמש בהקשר מוגבל כדי לחזות מידע, וההמיספרה השמאלית יעילה יותר בבחירה מבוקרת של משמעויות, ולכן פעילות ימנית נוספת עשויה שלא לפצות בתהליכים סלקטיביים כאלה.

יש לפרש בזהירות את ההשוואה הישירה בין המשימות, שכן הן עשויות לדרוש פעולות קוגניטיביות שונות: השטף הפונמי נפגע בעיקר מפגיעה מצחית שמאלית, ואילו השטף הסמנטי, הנשען על קשרים סמנטיים בתוך קטגוריית־על, נפגע גם מפגיעה רקתית. בעתיד כדאי לשנות את רמת הקושי בתוך כל משימה, למשל באמצעות קטגוריות בעלות מספר שונה של דוגמאות.

מכל מקום, שלמותם התפקודית וגיוסם היעיל של אזורי השפה המצחיים השמאליים חיוניים לשליפת מילים מוצלחת בגיל מבוגר. אם המתאם השלילי ישוחזר, אפשר יהיה לבחון דיכוי של הפעילות המצחית הימנית בגירוי מגנטי, כפי שנעשה בהצלחה בחולי אפזיה, ועידוד של הפעילות המצחית השמאלית באמצעות אימון התנהגותי.

מקור

Meinzer, M., Wilser, L., Flaisch, T., Eulitz, C., Rockstroh, B., Conway, T., Rothi, L. J. G., & Crosson, B. (2009). Neural signatures of semantic and phonemic fluency in young and old adults. Journal of Cognitive Neuroscience, 21(10), 2007–2018.