視覚的単語形態領域

視覚語形領域（VWFA）は、左紡錘状回とその周囲の皮質（右側は紡錘状顔面領域の一部）の機能領域であり、音韻論や意味論と関連付けられる前に、低レベルの形状イメージから単語や文字を識別することに関与していると考えられています。^{[1] [2]}アルファベットは人類の進化において比較的新しいため、この領域が単語認識自体に関連する選択圧の結果として発達した可能性は低いですが、この領域は環境中に自然に発生する特定の種類の形状に高度に特化しており、そのため書き言葉の中に表面化する可能性が高いと考えられます。^[1]

単語認識に加えて、VWFAは単語の意味のより高次の処理にも関与している可能性がある。^[3]

2003年、機能的イメージング実験により、VWFAが実際の領域であるかどうかについて疑問が提起されました。^[4]この懐疑論はほぼ消えましたが、その大きさには大きなばらつきがあるようです。ある人ではこの精神器官の範囲内にある領域が、他の人では範囲外にある場合があります。^[5]

この領域の活性化の異常は、読書障害と関連している。^[6]この領域が外科的損傷を受けた場合、患者は読書能力に明らかな障害を被るが、物体、名前、顔の認識や一般的な言語能力には影響しない。今後6か月でいくらかの改善が見られるが、それでも読書には手術前の2倍の時間がかかる。^{[7] [8] VWFAへの} 電気脳刺激は、読書特有の障害を引き起こし、文字の誤認を引き起こす可能性がある。^[8]

コーエンとその同僚（2000）によって提唱されました。^[9]この理論の基本は、後紡錘状回が一部である腹側後頭側頭皮質（vOT）のニューロンが、バイグラム（単語によく見られる2つの文字の組み合わせ）に敏感な受容野を持っているというものです。 ^[10]ニューロンはバイグラムを感知して処理し、その正当性を検知します。ここで、後左紡錘状回（vOTの一部）は、長い一連の処理領域の1つのステーションであると考えられています。処理は、外線状皮質の視覚特徴検出器から始まり、後紡錘状の文字検出器と文字クラスター検出器を経て、より前方のマルチモーダル紡錘状領域に格納されている語彙表現を活性化します。^[11]この理論では、VWFAの機能は単語が意味を持つと理解される前に発生するため、前語彙的であるとされています。

Kronbilcher ら (2004) が提唱した^[12]は、パラメトリックfMRI研究で、単語の頻度 (頻度とは単語の一般的な出現頻度) の増加に応じて左紡錘状回の活動が減少することを示す機能画像データに基づいています。このデータは、VWFA が前語彙的であればすべての頻度で均等に活動が増加すると予想されるため、以前の前語彙理論を否定しています。代わりに提唱された語彙理論では、左紡錘状回のニューロンは、既知の単語の記憶された表現と単語を一致させようとすることで単語を検出するのではないと考えられています。これは、より一般的な単語はより一般的でない単語よりも検出に時間がかからないため、計算に必要なエネルギーが減り、したがって BOLD fMRI で検出される血行動態反応の大きさが減少する可能性があるため、データを説明します。

最近の頭蓋内皮質電気記録研究は、VWFA の活動が複数の処理段階を経ることを示している。VWFAからの直接神経記録による分類を使用して、Hirshorn ら^{[8] は}、単語を読んでから約 100～250 ミリ秒後の VWFA の初期の活動は前語彙表現と一致し、約 300～500 ミリ秒後の後期の活動は語彙表現と一致することを示しました。これらの結果は、両方のレベルの表現が VWFA で見られる可能性があるが、単語を読んでから異なる潜時で見られる可能性があることを示すことにより、前語彙仮説と語彙仮説の間を仲介する可能性があります。fMRI を使用した以前の研究では、これら 2 つの段階を区別する時間分解能がありませんでした。

Devlin et al. (2006) ^[11]は、左後紡錘状回は「語形領域」そのものではなく、語の意味を決定する領域であると仮定している。つまり、脳のこの領域は、ボトムアップ情報（語の視覚的な形（形式）、および必要に応じて他の視覚的属性）がトップダウン情報（語の意味と音韻論）と接触する場所である。したがって、左紡錘状回は、語彙語形仮説が述べるように、語形のみに基づいて語を計算する辞書ではなく、語の処理におけるインターフェースであると考えられている。この論文では、語彙仮説を反証する証拠も提示している。

この仮説と前述の仮説とのもう一つの大きな違いは、それが単語だけに限定されず、あらゆる「意味のある刺激」に当てはまるという点である。実際、意味のない物体は、高次のプロセスから意味を引き出すために後部紡錘状皮質を活性化する可能性がある。しかし、外科的損傷や電気脳刺激による VWFA の破壊が、非単語刺激から意味を引き出す人の能力にほとんど影響を与えないという発見は、VWFA の機能が主に単語の処理に限定されており、「あらゆる意味のある刺激」には影響がないという強力な証拠を提供している。^{[7] [8]}

しかし、VWFA は特に読むことに特化しているのではなく、読むのに役立つ一連の特定の特性と機能を持っているという証拠がいくつかあります。特に流動的な読みには重要ですが、他の視覚処理にも役割を果たす可能性があります。^[13] VWFA の関与は、刺激の視覚的複雑さに部分的に依存しているようで、グループ化された認識可能な視覚刺激を処理するようです。これは、流動的な読みの能力を妨げる損傷を VWFA が受けていても、「文字ごとに」読むことがまだ可能である理由を説明できるかもしれません。これは、研究参加者に馴染みのある書かれた単語よりも、線画やアムハラ語の文字によって VWFA がより強く活性化される理由にもつながるかもしれません。 ^[13]

いくつかの研究では、自閉症スペクトラム障害（ASD）の子供は、非ASDの子供に比べて、読む作業中に視覚知覚領域（VWFAを含む）に大きく依存し、音韻領域にはあまり依存しない可能性があることが示唆されています。^{[14] [15] [16]} VWFAの活性化が大きいことは、ハイパーレクシア、つまり訓練を超えた読解力を持つ子供で特に顕著である可能性があります。ハイパーレクシアはASDに関連していると考えられており、自閉症の子供の有病率は6〜20.7％と推定されています。^[14] ASDのハイパーレクシアの子供に関するある研究では、右VWFA（R-VWFA）が位置すると考えられる右側頭溝の後下方後部が、対照群と比較して活性化していることが示されました。^[17]この領域は、読みの発達の初期段階で活発になりますが、被験者の読みレベルの非ASDの子供は、音韻（「文字から音」）プロセスを優先して、この領域をあまり使用しないことが予想されます。^[17]

失読症の子供と成人を対象とした研究のメタ分析では、左後頭側頭葉領域、特にVWFAの低活動が失読症患者の流暢な読み書きの困難に関係している可能性が示唆されている。^[18]これらの読み書きの困難は、VWFAと視覚的注意を司る頭頂葉皮質の関連領域との間の接続性が悪いことにも関係している可能性がある。^[13]

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