پوتامن و درک جملات زبان اول و دوم: شواهدی از تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی

. مقدمه

ســـاختارهای زیرقشری،[1] یک مـــؤلفة کلیدی در پردازش زبان در افراد دوزبانه محسوب می­شوند. هسته‌های قاعده­ای،^[2] گروهی از ساختارهای زیرقشری هستند که در عمق قشر مخ قرار دارند و دارای ارتباطات گسترده‌ای با قشر مغز به‌ویژه ناحیة‌ بروکا و قشر حرکتی گفتار هستند (سعیدی بروجنی و والیانی، 1394). این هسته­ها شامل پوتامن،^[3] کودیت،^[4] پالیدوم،^[5] جسم سیاه^[6] و ساب­تالامیک^[7] هستند. امروزه شواهدی دال بر دخالت ناحیة پوتامن[8] در فرایندهای تولیدی وجود دارد؛ اما اطلاعات کمی دربارۀ فعالیت این ناحیة مغزی در درک نحوی جملات در افراد دوزبانه موجود است.

در بافت دوزبانگی[9] نخستین نشانه­های تفاوت نورونی بین زبان­ها در ناحیة پوتامن چپ به مطالعة کلاین^[10] و همکارانش (1994) برمی‏گردد. آن‌ها دوزبانه­های انگلیسی-فرانسوی را که زبان دوم را (به­طور میانگین) در سن 7 سالگی آموخته بودند با روش پرتونگاری از طریق انتشار پوزیترون^[11] بررسی کردند تا دریابند آیا در تولید زبان، همبسته­های نورونی[12] زبان دوم معادل همتای آن در زبان اول است یا خیر. مقایسة سیگنال مغزی دوزبانه­های انگلیسی-فرانسوی هنگام تکرار کلمات در زبان اول و دوم حاکی از افزایش فعالیت ناحیة پوتامن چپ بود. طی سالیان بعد، مطالعات مبتنی بر تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی[13] و PET، دخالت ناحیة پوتامن را در پردازش زبان در افراد دوزبانه در حین اجرای تکالیف مختلف از جمله تکلیف تکرار ناواژه[14] (Klein et al., 2006)، آموزش واج[15] (Callan et al., 2003)، قضاوت واجی-معنایی[16] (Pillai et al., 2003)، تشخیص واج (Callan et al., 2004)، تولید جمله ( Dodel et al., 2005 ; Frenck Mestre et al., 2005)، خواندن واژه (Meschyan & Hernandez, 2006)، تولید واژه (Klein et al., 1995)، انتخاب واژگانی[17] (Chan et al., 2008)، قضاوت دستوری­بودگی[18] (Wartenburger et al., 2003) و نامگذاری تصاویر[19] ( Liu et al., 2010 ; Abutalebi et al., 2013) نشان دادند. در بین این مطالعات، فعالیت پوتامن راست برای هر دو زبان اول و دوم در دوزبانه­های تأخیری[20] با بسندگی[21] پایین (Pillai et al., 2003) و فعالیت نیمکرة چپ برای هر دو زبان اول و دوم در دوزبانه­های زودهنگام[22] با بسندگی بالا (Frenck Mestre et al., 2005) مشاهده شده است. در 6 مطالعه، فعالیت پوتامن چپ برای زبان دوم ( Klein et al., 2006 ; Klein et al., 1995; Dodel et al., 2005; Meschyan & Hernandez, 2006; Chan et al., 2008; Wartenburger et al., 2003)، و در یک مطالعه نیز فعالیت پوتامن چپ برای زبان سوم (Abutalebi et al., 2013) شناسایی شد. در 3 مطالعه هم فعالیت دوجانبة پوتامن برای زبان دوم ( Callan et al., 2003 ; Callan et al., 2004; Liu et al., 2010) تشخیص داده شد که وجه مشترک دو مطالعة اول استفاده از وجه شنیداری برای ارائة محرک­ها است.

شواهد آسیب­شناختی[23] نیز نشان از تأثیر ضایعات پوتامن در اختلالات زبانی دارد. کلر^[24] و همکارانش (2021) با اجرای تصویربرداری کمّی[25] از بافت[26] مغز، 41 زن و مرد دچار لکنت رشدی[27] را بررسی و نتایج آن را با افراد سالم مقایسه کردند. نتایج این تحقیق نشان داد که محتوای آهن[28] در پوتامن چپ و نواحی قشری نیمکرة چپ در بیماران مبتلا به لکنت بیشتر بود. از سوی دیگر، در مطالعه­ای که مونتاگ^[29] و همکارانش (2019) روی 36 فرد سالم و 34 فرد مبتلا به لکنت انجام دادند و با استفاده از الگوریتم [30]DARTEL داده‌های مغزی را تجزیه و تحلیل کردند، مشاهده شد که لکنت زبان با حجم بیشتر ماده خاکستری[31] ناحیة پوتامن راست در بیماران همراه بود. سعیدی بروجنی و والیانی (1394) نیز در مقالة مروری خود به وجود ارتباطات احتمالی بین هسته­های قاعده­ای - و مشخصاً هستة پوتامن – و لکنت زبانی اشاره کردند. سندرم لهجة خارجی،^[32] اختلال دیگری است که با صدمات پوتامن پیوند خورده است. سندرم لهجة خارجی یک اختلال زبانی نادر است که بر الگوهای گفتار تأثیر می­گذارد به­گونه­ای که به­نظر می­رسد فرد با لهجة خارجی به زبان مادری خود (یا هر زبان دیگری) صحبت می­کند (Higashiyama et al., 2021). در بافت تک‌زبانگی نیز مطالعات مختصری انجام ( Xue et al., 2006 ; Xue & Poldrack, 2007) و فعالیت پوتامن چپ برای زبان اول گزارش شده است. بنابراین، اگرچه بر مبنای مطالعات فوق­الذکر می­توان استنباط کرد که ناحیة پـــوتامن نقشی در پــــردازش زبــــان ایفا می­کند؛ اما تفاوت­های روش­شناختی از جمله نوع تکلیف، میزان بسندگی زبان، سن یادگیری زبان دوم،[33] بافت زبانی، وجه محرک­ها وتعداد نمونه­ها امکان نتیجه­گیری دقیق را دشوار می­کند. در پژوهش حاضر، نگارندگان درصدد هستند تا با شناسایی الگوی فعالیت ناحیة پوتامن چپ و راست، چگونگی درک نحوی جملات زبان اول و دوم را در دوزبانه­های متوازن[34] ترکی-فارسی[35] با استفاده از روش fMRI بیازمایند. تکنیک fMRI، روشی کارآمد در تصویربرداری از مغز با توانایی ثبت فعالیت عصبی با رزولوشن مکانی[36] بالا و مزیت غیرتهاجمی ‌بودن[37] است (Ogawa et al., 1993).

کارکردهای اجرائی^[38] نقش بسزایی در توانش زبان در افراد دوزبانه ایفا می­کنند (Lerman & Obler, 2017). یکی از شناخته­شده­ترین تقسیم­بندی­ها دربارة کارکردهای اجرائی، مربوط به مطالعات میاکه^[39] و همکاران (2000) و دایموند (2013) است. بر اساس این تحقیقات، حداقل سه عملکرد اصلی کارکردهای اجرائی شناسایی شده که احتمالاً نشان­دهنده زیرسیستم­های شناختی متمایز است اما تا حدودی همپوشانی[40] عملکردی نیز دارند: نظارت بر بازنمایی­های حافظة کاری،[41] مهار[42] و کنترل تداخل،[43] و همچنین انعطاف‌پذیری شناختی[44]. حافظة کاری یک سیستم شناختی است که امکان نگهداری بخش محدودی از اطلاعات ذخیره شده در حافظة کوتاه­مدت را فراهم می­کند (Diamond, 2013). به باور آنتون^[45] و همکارانش (2019)، دوزبانگی منابع حافظة فعال را برای کنترل زبان­هایی که به­صورت پیوسته برای گزینش رقابت می­کنند، به­کار می­گیرد. دکلرک و کخ[46] (2023) هم اذعان داشتند که کنترل بازداری[47] در افراد دوزبانه مستلزم فعالیت زبان غیرهدف[48] است که پیشتر مهار شده بود. آن‌ها در یک مقالة مروری نظام­مند (2023)، که فراتر از مقالات مروری پیشین (از جمله Abutalebi & Green, 2007; Kroll et al., 2008; Bobb & Wodniecka, 2013; Declerck & Philipp, 2015; Calabria et al., 2018)، دربارة کنترل زبان بود، چهار اثر اصلی برای بازداری در افراد دوزبانه را فهرست کردند که شامل (1) بار نامتقارن زبان­گردانی،[49] (2) بار تکرار زبان ان-2،[50] (3) اثر معکوس تسلط زبان[51] و اثر ترتیب زبان مسدود[52] بود. دکلرک و کخ (2023) معتقدند شواهد تجربی سازگار با اثر بار نامتقارن زبان­گردانی بسیار ناکافی هستند (استدلالات بیشتر از حوصلة مقالة حاضر خارج است اما خوانندگان کنجکاو می­توانند برای توضیحات بیشتر به منبع اصلی رجوع کنند). دومــین اثر، مربوط به شرایطی است که مستلزم زبان­گردانی بین سه زبان در یک بلوک زبان مختلط[53] است. سومــین اثر، بین دو زبان در بلوک زبان مختلط رخ می­دهد (مثلاً عملکرد ضعیف­تر زبان اول در مقایسه با زبان دوم در شرایط زبان مختلط) و موجب فعالیت بیشتر زبـــان دوم نسبت به زبـــان اول می­شود. چهارمــین اثر نیز مستلزم عملکرد بهتر/ضعیف­تر دو زبان مختلف در بلوک­های تک­زبانة جداگانه است. در همین راستا، رومن و گومز-گومز[54] (2022) استدلال کردند که در دوزبانه‌های متأخر زبان مادری به عنوان زبـــان غالب عمل می­کند و به­کارگیری زبـــان دوم فرآیندهای بازدارنده را برای تسهیل بازیـــابی بازنمایی‌های زبان دوم ایجاد کند. هنگامی که دوزبانه­ها تلاش می­کنند تا زبان اولشان را بعداً بازیابی کنند، دسترسی به بازنمایی­های مهارشده در زبان اول زمان­بر خواهد بود.

پژوهش حاضر با محوریت زبان­های ترکی و فارسی اجرا شد. این دو زبان از مشخصه­های دســـتوری مشترکی برخوردارند که عامل مهمی در کنترل پردازش زبان دوم محسوب می­شود. هر دو زبان در حالت بی‌نشان دارای ترتیب فاعل-مفعول-فعل^[55] هستند و از ویژگی‏های نحوی خاصی مانند مطابقة فعلی^[56] پیروی می‌کنند. مطابقة فاعل-فعل در زبان­های فارسی و ترکی مستلزم تطابق مشخصه­های شخص و شمار است و افعال به صورت اجباری با فاعل جاندار در مشخصه­های شخص و شمار مطابقه برقرار می­کنند. مطالعات مروری پیشین نیز بر این موضوع صحه گذاشته­اند که در زبان­هایی با ویژگی­های رده­شـــناختی مشابه، احتمال بروز بــــازنمائی­های عصب­کالبدشناخـــتی همـــگرا بیشتر است ( Roncaglia-Denissen & Kotz, 2016 ; Połczyńska & Bookheimer, 2021). به‌عنوان مثال، دوزبــــانه­های یونانی-انگلیسی (Pliatsikas et al., 2014) و آلمانی-ایتالیایی (Wartenburger et al., 2003) نیز که از تشابهات رده‌شناختی برخوردار هستند، هم­پوشانی­های عصب­کالبدشناختی را نشان می­دهند. این مشاهدات در ­راستای فرضیة نحو مشترک[57] (Hartsuiker et al., 2004) است که استدلال می­کند دوزبانه­ها بازنمایی­ها را بین زبان­ها به اشتراک می­گذارند، مادامیکه بازنمایی­های نحوی بین زبان­ها مشابه باشند. اینک، نگارندگان حاضر درصدد هستند تا عملکرد ناحیة مغزی پوتامن را که در دوزبانه­های ترکی-فارسی مطالعة میکده و همکاران (2021) شناسایی­شده بود، بررسی نماید. مشخصاً، پرسش اصلی بازتحلیل^[58] حاضر این است که نحوة عملکرد ناحیة پوتامن در نیمکر­ه­های چپ و راست در حین پردازش همزمان زبان اول و دوم چگونه است؟ بدین ترتیب، مطالعة حاضر با هدف بررسی فعالیت ناحیة پوتامن در درک جملات زبان اول و دوم با روش fMRI در افراد دوزبانة ترکی-فارسی که در سن 7 سالگی زبان دوم را به طور رسمی آموخته­ بودند اجرا خواهد شد. بر مبنای آگاهی نویسندگان حاضر، سابقاً مطالعه­ای با این هدف در زبان­های ایرانی انجام نشده است که اجرای آن را  ناگزیر می­نماید.

3. روش پژوهش

در مطالعة حاضر، داده­های fMRI که توسط میکده و همکارانش (2021) گزارش شده بود، بازتحلیل شد. در پژوهش اصلی فعالیت ناحیة پوتامن در افراد دوزبانه شناسایی شد. در مطالعة فعلی، نگارندگان درصددند تا الگوی فعالیت این ناحیة مغزی را برای هر دو زبان اول و دوم بررسی کنند.

1-3. شرکت­کنندگان

پژوهش حاضر در زمرة تحقیقات بنیادی-کاربردی قرار دارد. در یک فراخوان در سال 1398، دانشجویان دوزبانة ترکی-فارسی مقطع دکتری دانشگاه‌های دولتی در شهر تهران دعوت به همکاری شدند. از بین داوطلبان، تعداد 36 نفر (21 زن و 15 مرد به ترتیب با میانگین سنی و انحراف معیار 5/3±71/27 و 97/2±87/26، در محدودة سنی 22-34 سال) با روش نمونه­برداری هدفمند انتخاب شدند. همة افراد سالم، راست­دست و فاقد اختلالات شنوایی، زبانی و روانی بودند. داشتن والدین ترک­زبان، متولد و ساکن استان­های ترک­زبان ایران (از جمله تبریز، ارومیه، اردبیل و زنجان) تا سن 7 سالگی، حداقل 5 سال سکونت در شهرهای فارسی­زبان و شروع آموزش رسمی زبان فارسی در سن 7 سالگی ملاک­های ورود به مطالعه بودند. پس از غربالگری اولیه، افراد ملزم به شرکت در جلسة ارزیابی رفتاری شدند که در گروه زبان­شناسی دانشگاه تربیت مدرس برگزار شد. در این جلسه که به‌طور میانگین 2 ساعت برای هر شرکت­کننده به درازا کشید، آیتم­های (1) سنجش ظرفیت حافظة فعال، (2) خودارزیابی بسندگی در زبان فارسی و ترکی، (3) شبه­آزمون قضاوت دستوری­بودگی، (4) ارزیابی موقعیت اجتماعی-اقتصادی هر فرد (5) میزان تسلط به دو زبان و (6) مصاحبه به زبان ترکی و فارسی توسط مصاحبه­گران فارسی-زبان و ترکی-زبان اجرا شد. افراد منتخب در این مرحله برای انجام آزمایش fMRI به آزمایشگاه ملی نقشه­برداری مغز ارجاع داده شدند (برای جزئیات بیشتر میکده و زومر، 1402؛ میکده، زومر، بتولی، 1402ب؛ میکده، زومر و بتولی، 1402 الف؛ Meykadeh, et al. 2023 b را ببینید). حضور همة افراد با رضایت کتبی و دریافت حق­الزحمه بود. پژوهش حاضر مورد تصویب کمیتة اخلاق دانشگاه علوم پزشکی ایران (مطابق با اعلامیة هلسینکی) و دارای کد IR.IUMS.REC.1398.465 است.

2-3. مواد آزمون

مواد آزمون برگرفته از مطالعة میکده و همکاران (2021) است. هدف از این آزمونِ قضاوت دستوری­بودگی شنیداری، پردازش نحوی سخنگویان دوزبانه است. محرک­ها متشکل از 64 جملة فارسی و 64 جملة ترکی با ساختار فاعل + مفعول + فعل بود که نیمی از محرک­ها در هر زبان به‌لحاظ نحوی درست و سایر محرک­ها دارای نقض مطابقة فعل ـ فاعل بودند. زمان گذشتة ساده افعال (بدون هیچ فعل کمکی) استفاده شد. در محرک­های درست، فاعل اول و سوم شخص مفرد با افعال اول و سوم شخص مفرد و فاعل اول و سوم شخص جمع با افعال اول و سوم شخص جمع همراه بودند. در مقابل، در شرایط نقض مشخصه­های شخص و شمار، فاعل اول و سوم شخص مفرد با افعال اول و سوم شخص جمع و فاعل اول و سوم شخص جمع با افعال اول و سوم شخص مفرد همراه بودند (جدول 2) (لیست کامل محرک­های آزمون در میکده، گلفام، بتولی و زومر، (2023 a) در دسترس است).

جدول 1- مثال­هایی از مواد آزمون در زبان ترکی و فارسی با حرف­نویسی و ترجمة انگلیسی برگرفته از میکده و همکاران، 2021

Table 1- Examples for sentence materials in Turkish and Persian with Transliterations and Literal Translations (adapted from Meykadeh et al., 2021)

* جملات غیردستوری. زیر هجای هدف خط کشیده شده است.

3-3. نحوة اجرای آزمون

در بستر نرم­افزار سایکوپای،[59] محرک­های آزمون دستوری­بودگی شنیداری طراحی و از طریق هدفون پخش شد. شرکت­کنندگان ملزم بودند تا براساس دستوری/نادستوری ­بودن محرک­ها واکنش خود را ثبت کنند. با به‌کارگیری الگوی تحریک وابسته­به‌رویداد[60] که شامل 4 بلوک[61] جملات شنیداری و 4 بازة استراحت[62] بود، آزمون اجرا شد. هر بلوک متشکل از 32 بخش[63] بود. برای ثبت پاسخ همودینامیکی[64] نیز بازه­های زمانی استراحت 30 ـ ثانیه­ای در قبل و بعد از آن تعبیه شد که طی آن هیچ تحریکی ارائه نشد. مدت زمان هر بلوک 318 ثانیه بود. هر بخش شامل یک بوق هشدار 1ـ ثانیه­ای، یک جملة 3 ـ ثانیه­ای و مرحلة پاسخ 4، 5 یا 6 ـ ثانیه­ای بود. برای ارائة محرک­ها پارادایم زبان­گردانی جایگزین[65] به­کارگرفته شد، به گونه­ای که جملات دو زبان در هر بلوک به­طور پیوسته تغییر می­کرد (به‌طور مثال، زبان اول، زبان دوم، زبان اول، زبان دوم و ...) در حالیکه محرک­های دستوری ـ نادستوری به‌طور تصادفی توزیع شدند. مدت زمان اجرای آزمون با احتساب مرحلة آماده­سازی حدود 35 دقیقه بود (برای جزئیات بیشتر به میکده و زومر، (1402)؛ میکده، زومر، بتولی، (1402ب) و میکده، زومر، بتولی، (1402 الف) مراجعه شود). 

4-3. پروتکل تصویربرداری

داده­های تصویری در میدان مغناطیس 3 تسلا با کویل سر 20 کاناله^[66] در آزمایشگاه ملی نقشه­برداری مغز اخذ شد. از هر شرکت­کننده یک تصویر ساختاری و یک تصویر عملکردی در یک جلسه گرفته شد. تصویر ساختاری با قدرت تفکیک بالا با استفاده از توالی سه­بعدی اکو گرادیانت سریع مغناطشِ آماده­شده^[67] (به صورت اسلایس­های ساجیتال، TE = 3.53 ms، TR= 1800 ms، زاویة فلیپ 7 درجه، ضخامت اسلایس 1 میلی­متر، اندازة وکسل 1×1×1 میلی­متر مکعب، اندازة ماتریس 256×256، زاویة دید 256 میلی­متر مربع، دیرش 5 دقیقه) و تصویر عملکردی به روش EPI (TE = 30 ms، TR = 3000 ms، زاویة فلیپ 90 درجه، ضخامت اسلایس 3 میلی­متر، اندازة وکسل 3×3×3 میلی­مترمکعب، اندازة ماتریس 64×64، زاویة دید 192 میلی­متر مربع، دیرش 1290 ثانیه، 430 والیوم^[68]، هر والیوم 45 اسلایس) اخذ شد.

5-3. پیش­پردازش تصاویر

در راستای مطالعة میکده و همکاران (2021)، پیش­پردازش تصاویر به شرح زیر و با استفاده از ابزارهای موجود در نرم­افزار FSL مدل 00/6 مجموعة ^[69]FMRI انجام شد: (1) حذف جمجمه و استخراج قشر مغز؛ (2) انطباق دادة ساختاری T1-MPRAGE بر روی اطلس MNI و سپس انطباق داده­های عملکردی بر آن؛ (3) تصحیح حرکت سر؛^[70] (4) تصحیح زمـان­بندی برش­ها^[71] با استفاده از درون­یابی فوریه (5) نرم کردن مکانی^[72] توسط فیلتر کرنل گوسی با FWHM برابر با 6 میلی­متر (6) نرمال کردن^[73] دامنة همة حجم­ها در هر نقطة زمانی بر پایة شدت میانگین؛ (7) فیلتر کردن زمانی^[74] توسط فیلتر بالاگذر گوسی با سیــگمای 50 ثانیه و (8) حذف مؤلفه‌های نویز از تصاویر پیش­پردازش­شده با استفاده از روش ICA. نهایتاً، از مدل خطی عمومی،^[75] جهت تجزیه و تحلیل سطح اول (اجرای فردی) و دوم (اجرای گروهی) استفاده شد. با استفاده از مدل تأثیر مخلوط،[76] آنالیزهای بین­گروهی انجام و وکسل­هایی با z-stat بالای 3/2 و سطح معناداری کمتر از 05/0 > p به صورت وکسل فعال تشخیص داده شد. فقط جملاتی که به آن‌ها پاسخ درست داده شده بود، در چرخة تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. 

6-3. روش تحلیل آماری

هم­راستا با مطالعة میکده و همکاران (2021) و به­منظور تعیین نقش ناحیة پوتامن در درک زبان اول و دوم در افراد دوزبانه نخست آنالیزی با رویکرد کل-مغز انجام شد. در ادامه، درصد تغییرات سیگنال^[77] به عنوان معیار «شدت»“^[78] برای هر شرکت­کننده در ناحیة پوتامن مطابق با اطلس هاروارد-آکسفورد^[79] در FSL محاسبه شد. درصد تغییرات سیگنال به عنوان متغیر وابسته و دستوری­بودگی (دستوری، نادستوری) و زبان (زبان اول = ترکی، زبان دوم = فارسی)، نیمکره (چپ، راست) به­عنوان متغیرهای مستقل درنظر گرفته شدند. آنالیز آماری با استفاده از نرم­افزار SPSS نسخة 26 انجام شد. بررسی تغییرات شدت سیگنال در زبان اول و دوم با آزمون تحلیل واریانس[80] با اندازه­گیری­های مکرر[81] 2 × 2 × 2 و آزمون تعقیبیِ[82] T نمونه­های زوجی[83] صورت گرفت.

4. نتایج

1-4. نتایج رفتاری

نتایج رفتاری شرکت­کنندگان شامل زمان واکنش به محرک­ها و نرخ پاسخ صحیح در مطالعة اصلی (Meykadeh et al., 2021) در دسترس است. 

2-4. نتایج فعالیت کل-مغز

فعالیت گستردة معنادار سیگنال BOLD در حین ارائة محرک­های دستوری (الف) و نادستوری (ب) زبان اول (1) و محرک­های دستوری (ج) و نادستوری (د) زبان دوم (2) در ناحیه پوتامن مشاهده شد (شکل 1).

شکل 1- میانگین فعالیت مغزی هنگام ارائة محرک­های شنیداری (الف) دستوری و (ب) نادستوری زبان اول (1) و محرک‏های شنیداری (ج) دستوری و (د) نادستوری زبان دوم (2). دایره­های قرمز رنگ، ناحیة پوتامن در نیمکرة چپ و راست را نشان می­دهد.

Fig 1- whole-brain activation during presentation of auditory stimuli for (1) L1 and (L2) in two conditions: (A and C) Grammatical (B and D) Ungrammatical. Red circles indicated the left and right putamen.

همبسته­های عصبی هر وضعیت در زبان اول و دوم برای ناحیة پوتامن در جدول 2 ارائه شد.

جدول 2- فعالیت ناحیة پوتامن در سطح کل-مغز به تفکیک هر محرک، نیمکره و زبان نسبت به خط مبداء

Table 2- The activity of Putamen at the Whole-Brain level per stimuli, hemisphere and language relative to the baseline

بدین ­ترتیب، در ادامه آنالیزی بر مبنای ناحیة مطلوب^[85] (پوتامن) اجرا خواهد شد تا الگوی فعالیت محرک­ها و اثر دستوری­بودگی در هر زبان در این ناحیة مغزی مشخص گردد (Poldrack, 2007).  

3-4. نتایج نواحی پوتامن

موقعیت ناحیة پوتامن در نیمکرة چپ و راست در شکل 2 الف نشان داده شد. نتایج تحلیل واریــانس کلی‌نگر[86] حاکی از معناداری عامل اصلی دستوری­بودگی بود (184/0 = ، 010/0 = p، 421/7 = _(1،34) F). مشخصاً، درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (689/0) در مقایسه با جملات دستوری (618/0) بیشتر بود. عامل اصلی زبان هم با درصد تغییر سیگنال بیشتر برای زبان اول (680/0) در مقایسه با زبان دوم (628/0) به سطح معناداری رسید (216/0 = ، 005/0 = p، 070/9 = _(1،34) F). تعامل دو عامل دستوری­بودگی × زبان معنادار بود (127/0 = ، 036/0 = p، 798/4 = _(1،34) F). با در نظر گرفتن عامل دستوری­بودگی، مشاهده شد که در زبان اول درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (752/0) در مقایسه با جملات دستوری (628/0) بیشتر بود (002/0 = p، 270/3 = ₍₃₅₎ t)، اما در زبان دوم اختلاف معناداری بین درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (639/0) و دستوری (624/0) مشاهده نشد (630/0 = p، 486/0= ₍₃₅₎ t) (جدول 7). با در نظر گرفتن عامل زبان، مشاهده شد که در جملات نادستوری درصد تغییر سیگنال در زبان اول (752/0) در مقایسه با زبان دوم (639/0) بیشتر بود (002/0 = p، 390/3 = ₍₃₅₎ t)، اما در جملات دستوری هیچ تفاوتی بین درصد تغییر سیگنال زبان اول (628/0) و راست (624/0) مشاهده نشد (879/0 = p، 153/0 = ₍₃₅₎ t). عامل نیمکره و سایر تعامل­ها نیز به سطح معناداری نرسیدند (1 > Fs). عامل و تعامل­های معنادار در قالب نمودار جعبه­ای در شکل 2ب به تصویر کشیده شد.

شکل 2- (الف) موقعیت ناحیة پوتامن. (ب) نمودارهای جعبه­ای (جعبه و خط[87]) درصد تغییر سیگنال به تفکیک هر زبان (زبان اول = زبان ترکی؛ زبان دوم = زبان فارسی). نمودارهای جعبه و خط، میانه[88] (خطوطی که جعبه را به دو نیم تقسیم می­کند)، چارک­های[89] اول (صدک 25) و سوم (صدک 75) (جعبه­ها)، و صدک­های[90] 5 ام و 95 ام (خطوط) درصد تغییرات سیگنال را در حین تکلیف نحوی نشان می­دهد. علامت ستاره نشانة معناداری است.

Fig 2- (A) Locations of Putamen (blue), (B) Box plots of percent signal change (%SC) values, per language (L1 = Turkish; L2 = Persian). Significant effects are indicated by asterisks. Box-and-whisker plots depict the median (the line that divides the box into two parts and marks the mid-point of the data) and the 25th and 75th quartiles (boxes) and the 5th and 95th percentiles (whiskers) of PSC during the morphosyntactic task.

با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون[91]، رابطة بین متغیرهای نمرات حافظة فعال و درصد تغییرات سیگنال در جملات دستوری و نادستوری زبان اول و دوم در ناحیة پوتامن چپ و راست بررسی و نتایج آن در جدول 3 و شکل 3 نشان داده شد. هیچ ارتباط معناداری بین نمرات حافظة فعال و درصد تغییرات سیگنال در دوزبانه­های ترکی-فارسی مشاهده نشد.

جدول 3- ضریب همبستگی بین نمرات آزمون حافظة فعال و درصد تغییرات سیگنال هر وضعیت در دو زبان.

Table 3- Correlation coefficient between WM scores and Percent Signal Changes per condition and language

شکل 3- نمودار پراکنش بین متغیرهای نمرات حافظة فعال و درصد تغییرات سیگنال در ناحیة پوتامن چپ و راست برای (الف) زبان اول و (ب) دوم به ازای هر وضعیت دستوری/نادستوری.

Fig 3- Scatter plots showing the relationship between WM scores and Percent Signal Changes at left and right Putamen for (a) L1 and (b) L2 per condition.

5. بحث و نتیجه­گیری

هدف از مطالعة حاضر بررسی عملکرد ناحیة پوتامن چپ و راست برای درک نحوی جملات زبان اول و دوم در دوزبانه­های متوازن ترکی-فارسی بود.

یافته­های سطح کل-مغز، فعالیت ناحیة پوتامن را در حین درک نحوی جملات در افراد دوزبانة متوازن نشان داد (شکل 1 و جدول 2 را ببینید) که مؤید تحقیقات پیشین در حوزة دوزبانگی، تک­زبانگی و آسیب­شناختی است (به بخش مقدمه مراجعه گردد). این یافته به طور بالقوه بر ارتباط هستة پوتامن – به‌عنوان یک ساختار زیرقشری - با نواحی قشری مغز نیز صحه می­گذارد (سعیدی بروجنی و والیانی، 1394)؛ زیرا به‌طور همزمان فعالیت نواحی نحو-ویژة پارس­آپرکولایس و شکنج فوقانی­گیجگاهی­خلفی در نیمکرة چپ مغز نیز در دوزبانه­های حاضر شناسایی شد (Meykadeh et al., 2021). شواهد متقنی نیز از مطالعات بالینی وجود دارد که نشان می­دهد در بیماران مبتلا به لکنت رشدی، غلظت آهن در پوتامن چپ و نواحی مرتبط در قشر پیشانی^[92] به طور فزاینده­ای افزایش داشته است (Cler et al., 2021). برخلاف کلر و همکارانش (2021) شواهد دیگری وجود دارد که نشان می­دهد لکنت زبان با حجم بیشتر پوتامن راست مرتبط است (Montag et al., 2019). بنابراین، فارغ از تنوعات و تفاوت­های روش­شناختی حاکم بر این مطالعات، می­توان نتیجه گرفت که به احتمال زیاد پوتامن چپ و راست در پردازش زبان ایفای نقش می­کنند. هم راستا با پژوهش حاضر و در بافت دوزبانگی نیز، سابقاً فعالیت پوتامن چپ و راست و شکنج پیشانی­تحتانی^[93] (که پارس­آپرکولاریس به آن تعلق دارد) در حین پردازش نحوی در دوزبانه‏های تأخیری آلمانی-ایتالیایی گزارش شده بود (Wartenburger et al., 2003). در حالی که در دوزبانه­های زودهنگام فرانسوی-انگلیسی که به بسندگی بالایی در هر دو زبان دست یافته بودند، صرفاً حساسیت پوتامن چپ به جملات زبان اول و دوم مشاهده شد (Frenck-Mestre et al., 2005). در هر دو مطالعة وارتنبرگر^[94] و همکاران (2003) و فرنک-مستره^[95] و همکاران (2005) محرک­ها به صورت دیداری ارائه شدند و وجه تمایز این دو تحقیق سن یادگیری زبان دوم و بالتبّع آن میزان بسندگی شرکت­کنندگان است. لذا، می­توان استدلال کرد که فعالیت محدودتر پوتامن می‌تواند انعکاس بسندگی بالای دوزبانه­ها باشد. به عبارتی دیگر، در شرایطی که فرد دوزبانه از بسندگی کمتری برخوردار است، فعالیت نواحی مغزی گسترده­تر خواهد بود که در مورد دوزبانه‏های ترکی-فارسی حاضر نیز می­تواند صدق می­کند. افزون بر این، نمرات حافظة فعال با درصد تغییرات سیگنال در ناحیة پوتامن همبستگی مثبت و معناداری را نشان نداد. این یافته­ها می­تواند نشان­­دهندة عدم دخالت منابع حافظة فعال در جهت برقراری وابستگی بین فعل و موضوعات آن در این ناحیة مغزی باشد. هر چند مطالعات آینده می­توانند در درک بهتر این یافته نقش­آفرینی کنند. 

دیگر دستاورد پژوهش حاضر مربوط به معناداری اثر دستوری­بودگی (اختلاف محرک­های نادستوری و دستوری) در زبان اول (شکل 2) و اختلاف معنادار جملات نادستوری زبان اول و جملات نادستوری زبان دوم (به پیشنهاد Mancini et al., 2017 ) است که صرف­نظر از نوع نیمکرة فعال مشاهده شد. این یافته در راستای نتایج رفتاری دوزبانه­های حاضر است که نشان داد دوزبانه­های ترکی-فارسی نه تنها زمان بیشتری را برای پردازش جملات زبان اول در مقایسه با زبان دوم صرف کردند، بلکه با نرخ خطای بیشتری زبان اول را پردازش کردند که منجر به فعالیت مغزی گسترده­تر برای زبان اول شد (Meykadeh et al., 2021). در همین راستا، وانگ^[96] و همکارانش (2009) در یک مطالعة fMRI، عملکرد دوزبانه­های چینی (زبان اول)-انگلیسی (زبان دوم) را در حین تکلیف نام­بردن اعداد از 1 تا 9 به صورت بی­صدا[97] به زبا‏نهای چینی/انگلیسی در بلوک­های (1) منفرد[98] چینی، (2) منفرد انگلیسی و (3) آمیختة[99] چینی و انگلیسی بررسی کردند. آن‌ها دریافتند که نه تنها برخلاف بلوک­های منفرد، بلوک آمیخته موجب فعالیت شکنج پیشانی، پیش­پیشانی میانی[100] و پیشانی­تحتانی دوجانبه[101] شد، بلکه زبان اول در مقایسه با زبان دوم در بلوک آمیخته عملکرد بهتری داشت. نتایج پژوهش وانگ و همکارانش نشان داد که کنترل زبان در بلوک­های منفرد و آمیخته الگوهای متفاوت فعالیت مغزی را ایجاد می­کند. دکلرک و کخ (2023) این اثر را به عنوان «اثر استاندارد تسلط زبان»^[102] معرفی کردند که برخلاف «اثر معکوس تسلط زبان» است که در نتیجة عملکرد بهتر زبان دوم در مقایسه با زبان اول در بلوک زبان مختلط پدیدار می­شود.

نهایتاً، بر مبنای یافته­های حاضر نگارندگان این مقاله اذعان می­کنند که دوزبانه­های ترکی-فارسی که در سن 7 سالگی زبان فارسی را به‌عنوان زبان دوم آموخته بودند، فعالیت ناحیة پوتامن چپ و راست را در درک شنیداری جملات زبان اول و دوم برانگیختند. افزون بر این، حساسیت بیشتر ناحیة پوتامن برای زبان اول در مقایسه با زبان دوم مشاهده شد که می­تواند دال بر تسلط بیشتر دوزبانه­های ترکی-فارسی به زبان اولشان باشد. لازم به ذکر است که مطالعة حاضر با محدودیت­هایی نیز مواجه بود. اول، عدم دسترسی به آزمون­های استاندارد بسندگی^[103] در زبان فارسی و ترکی. هر چند در مطالعة حاضر تلاش شد تا با کمک آزمون­های رفتاری، جامعة آماری نزدیک به ایده­آل برگزیده شود؛ اما سهم آزمون­های استاندارد علاوه بر آزمون­های رفتاری قابل انکار نیست. دوم، تعداد تقریباً ناکافی نمونة حاضر. نمونة آماری بزرگتر در مطالعات آینده می‌تواند بینش ما را دربارۀ موضوع حاضر ارتقا دهد. سومین محدودیت مربوط به تکنیک تصویربرداری در مطالعة حاضر است. برخی از مطالعات نشان داده­اند که نویز دستگاه fMRI می­تواند بر فعالیت مغز تأثیر بگذارد. لذا، پیشنهاد می­شود در مطالعات بعدی با به­کارگیری آزمون­های معادل دیداری، فعالیت ناحیة پوتامن در افراد دوزبانه بررسی گردد.

تشکر و قدردانی

این پژوهش برگرفته از رسالة دکتری نویسندة اول این مقاله بوده که با حمایت مالی ستاد توسعة علوم و فناوری­های شناختی به شمارة 7401 انجام شده است. ضمناً، این پروژه از حمایت مالی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ایران برای تکمیل اهداف پروژه در دانشگاه هومبولت آلمان[104] تحت راهنمایی نویسندة دوم این مقاله برخوردار بوده است؛ بدین وسیله از همکاری آن سازمان متبوع قدردانی می­شود.

[1] Subcortical

[2] Basal ganglia

[3] Putamen

[4] Caudate Nucleus

[5] Pallidum

[6] Substantia nigra

[7] Subthalamic

[8] Putamen

[9] bilingualism

[10] D. Klein

[11] Positron Emission Tomography  (PET)

[12] Neuronal correlates

[13] Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)

[14] Nonword Repetition Tasks (NWRT)

[15] Phoneme

[16] semantic and phonological judgments

[17] Lesxical selection

[18] Grammaticality judgement

[19] Picture naming

[20] Late bilinguals

[21] Proficiency

[22] Early bilinguals

[23] Pathology

[24] G J. Cler

[25] quantitative mapping

[26] tissue

[27] developmental stuttering

[28] iron content

[29] C. Montag

[30] Diffeomorphic Anatomical Registration Through Exponentiated Lie algebra

[31] gray matter volume

[32] Foreign Accent Syndrome (FAS)

[33] Age of Acquisition (AoA)

[34] دوزبانة متوازن به کسی اطلاق می­گردد که تسلطش به هر دو زبان یکسان باشد (پورمحمد، 1397).

[35] Turkish-Persian

[36] Spatial resolution

[37] Noninvasive

[38] Executive functions (EFs)

[39] A. Miyake

[40] Overlapping

[41] Working memory (WM)

[42] Inhibition

[43] Interference control

[44] Cognitive flexibility

[45] E. Antón

[46] M. Declerck & I. Koch

[47] Inhibitory

[48] Non-target language

[49] Asymmetrical switch costs

[50] n-2 language repetition costs

[51] reversed language dominance

[52] blocked language order effect

[53] mixed-language block

[54] P. Román & I. Gómez-Gómez

[55] Subject-object-verb (SOV)

[56] Verbal agreement

[57] Shared syntax account

[58] Reanalysis

[59] psychoPy

[60] event-related design

[61] block

[62] resting period

[63] run

[64] hemodynamic baseline

[65] alternating language switching paradigm

[66] 20-channel head coil

[67] three-dimension magnetization-prepared rapid gradient-echo (MP-RAGE) sequence

[68] Volume

[69] www.fmrib.ox.ac.uk/fsl

[70] Head Motion Correction

[71] Slice Timing Correction

[72] Spatial Smoothing

[73] Normalization

[74] Temporal Filtering

[75] Generalized Linear Model (GLM)

[76] Mixed effects

[77] Percent Signal Changes (PSC)

[78] Intensity

[79] Harvard-Oxford Atlas

[80] Analysis of Variance

[81] Repeated-measures design

[82] Post-Hoc test

[83] Paired-samples T Test

[84] Coordinates

[85] ROI-based

[86] Omnibus ANOVA

[87] Box-and-Whisker plot

[88] Median

[89] Quartile

[90] Percentiles

[91] Pearson correlation coefficient

[92] Frontal cortex

[93] Inferior frontal gyrus

[94] I. Wartenburger

[95] C. Frenck-Mestre

[96] Y. Wang

[97] Silent

[98] Single

[99] Mixed

[100] Middle prefrontal

[101] Bilateral

[102] Standard language dominance effect

[103] Standardized proficiency tests

[104] Humboldt-Universität zu Berlin