Does language production support prediction in comprehension? Electrophysiological insights from typical speech and stuttering

La comprensione del linguaggio non è solamente il risultato dell’integrazione degli stimoli linguistici che riceviamo, ma anche dell’anticipazione di informazione in arrivo grazie al contesto e alle nostre conoscenze, linguistiche e non. Alcuni modelli suggeriscono che questa elaborazione predittiva sia supportata dal sistema di produzione linguistica. Questi modelli però non concordano su quali rappresentazioni e processi che sarebbero coinvolti. Per investigare più nel dettaglio questa ipotesi, abbiamo utilizzato l’elettroencefalografia (EEG) per studiare sia le oscillazioni neurali che i potenziali evento-correlati (ERP) dei processi di predizione durante la comprensione e dei processi di pianificazione nella produzione di parole, sia in parlanti normali (Studio 1) che in una popolazione con deficit motori della produzione linguistica, nello specifico, adulti con balbuzie evolutiva persistente (Studio 2). In particolare, ci siamo concentrati su due correlati elettrofisiologici noti: una riduzione di potenza nelle bande di frequenza alfa e beta prima di stimoli predicibili, e un’accentuata risposta ERP N400 in seguito a stimoli non predicibili. Una riduzione di potenza delle oscillazioni alfa‒beta è riportata sistematicamente anche in studi sulla produzione di parole; ciò ha portato a ipotizzare che queste modulazioni potrebbero riflettere meccanismi condivisi con i processi di predizione. Negli studi qui presentati, i partecipanti hanno completato due compiti in blocchi separati: dopo aver ascoltato una frase a cui mancava la parola finale, dopo un breve intervallo di silenzio dovevano o ascoltare la parola target (comprensione) oppure denominare una figura target per completare la frase (produzione). La predicibilità del target veniva manipolata dalla frase: frasi vincolanti permettevano di predire la parola che avrebbero ascoltato o di recuperare la parola da produrre e pianificarne così la produzione; questo non era invece possibile per le frasi non vincolanti. Per entrambi i compiti abbiamo analizzato l’attività oscillatoria nell’intervallo precedente allo stimolo target (Studio 1 e 2) e gli ERP in risposta alla parola target in comprensione (Studio 2). Lo Studio 1 ha evidenziato che la predicibilità delle parole ha indotto una riduzione di potenza delle oscillazioni alfa‒beta in entrambi i compiti. Queste modulazioni sono risultate più prominenti in aree dedicate all’elaborazione del linguaggio nell’emisfero sinistro (corteccia frontale inferiore, corteccia temporale, e corteccia parietale inferiore) ma anche in aree temporo-parietali dell’emisfero destro. Inoltre, le modulazioni nei due compiti risultano correlare positivamente in aree dell’emisfero sinistro che supportano la produzione di parole. I risultati suggeriscono che durante la predizione in comprensione i partecipanti hanno attivato rappresentazioni e processi tipicamente associati alla produzione di parole, e che aree posteriori dell’emisfero destro potrebbero essere coinvolte in un’estesa rete che supporta la predizione. Nello Studio 2 la riduzione di potenza delle oscillazioni alfa‒beta in comprensione è risultata meno marcata in adulti con balbuzie (ACB) rispetto ai controlli. Inoltre, l’effetto per gli ACB risulta invertito nella corteccia frontale, mostrando un incremento di potenza. Questo pattern indica che gli ACB hanno affrontato il compito in maniera differente, come possibile conseguenza di un controllo inibitorio deficitario. Le analisi ERP mostrano che l’effetto di N400 è ridotto rispetto ai controlli. Assieme, questi risultati suggeriscono che un deficit in una rete cerebrale dedicata al controllo sensorimotorio per la produzione del linguaggio parlato porta a una predizione meno efficiente. Nel compito di produzione, gli ACB hanno mostrato un’accentuata riduzione di potenza nelle beta alte in aree corticali anteriori, ma una meno accentuata riduzione di potenza nelle beta basse e in alfa in aree posteriori. Questi pattern rifletterebbero una maggiore difficoltà nell’innescare la produzione e l’implementazione di meccanismi compensatori. Nell’insieme, questo lavoro suggerisce che 1) la comprensione e la produzione del linguaggio sono più interdipendenti di quanto si pensi solitamente, e che la ricerca dovrebbe puntare a comprendere meglio tali processi in termini di un singolo sistema interconnesso piuttosto che due domini separati, e 2) che il contributo dell’emisfero destro all’elaborazione del linguaggio non dev’essere trascurato, e che è necessario capire meglio il suo ruolo nella predizione specificatamente e nell’elaborazione del linguaggio più in generale.