Hej!
Sista inlägget för i år innan lite jul- och nyårsuppehåll! Här kommer det andra inlägget om språkstörning/DLD och hjärnan - missade ni det första så finns det här: Hjärn-jul: språkstörning, hjärnan och vetenskapsframsteg (Del 1).
I det förra inlägget sammanfattade jag en metananalys av Ullman et al. (2024) som visade att personer med DLD på gruppnivå uppvisar skillnader i struktur och aktivering framför allt de basala ganglierna och i frontala och parietala hjärnbarken/cortex, utöver skillnader i temporala cortex där vi sedan länge vet att vi bearbetar hörselintryck och språk. Dessa resultat menar både forskarna (och jag) stödjer teorin om DLD som kallas för the Procedural (circuit) Deficit Hypothesis (PDH).
Jag blev sugen på att dyka ner i denna teori lite djupare, och utgår därför i dagens inlägg från en översiktsartikel skriven av Ullman och ett gäng andra kollegor från 2020 som heter "The Neurocognition of Developmental Disorders of Language".
The Procedural Deficit Hypothesis
Den teori om språkstörning/DLD som kallas för the Procedural (circuit) Deficit Hypothesis (PDH) menar att DLD till stor del kan förklaras av skillnader i hjärnstrukturer som hänger samman med procedurellt minne - vilket är just basala ganglierna och de kretsar av nervceller som går mellan de basala ganglierna, frontala kortex, och delvis också parietala kortex (Ullman et al. 2020; Ullman et al. 2024) I bilden nedan har jag mycket schematiskt försökt illustrera dessa nervkretsar.
Några av nervkretsarna involverade i procedurellt minne (obs - EXTREMT schematisk bild :) )
Enligt PDH bör personer där dessa nervkretsar inte fungerar optimalt visa både svårigheter med procedurellt minne (omedveten inlärning av mönster/sekvenser), svårigheter med grammatik (vidare om detta nedan) och arbetsminne. Däremot så bör inga större svårigheter finnas inom det som kallas för deklarativt minne vilket kräver mer medveten inlärning - den typen av minne stöds av andra delar av hjärnan.
Hur och vad "lär sig" de basala ganglierna och associerade nervkretsar?
Procedurellt minne och den typen av lärande som de basala ganglierna är involverad i handlar om att i hög hastighet förutsäga skeenden och associationer och sedan utvärdera om dessa förutsägelser var korrekta baserade på vad som faktiskt hände (Ullman et al. 2020). Själva lärandet sker när förutsägelsen är inkorrekt, det vill säga det förväntade hände inte. Om förutsägelsen som gjordes redan var korrekt så behövs inget lärande. Under denna typ av inlärning så är inte personen medveten om att man lär sig, det vill säga, inlärningen är omedveten eller implicit. Denna typ av inlärning kallas också ibland för "statistisk" inlärning.
Exempel på sådant som de basala ganglierna lär sig är olika "byggstenar" för både enkla och komplexa funktioner - vanor, förmågor, sekvenser och kategorisering. Detta har man testat i många olika typer av experiment (se Ullman et al. (2020) för många intressanta exempel). Eftersom det blir mer fel i hjärnans förutsägelser i början av en inlärningsprocess, och fel-förutsägelser behövs för inlärning, är de basala ganglierna mer involverade i början av en inlärningsprocess jämfört med senare i inlärningen. Några andra kännetecken för inlärning med hjälp av de procedurella minnessystemen är att a) inlärningen sker gradvis, och b) skeenden och associationer som är regelbundna och ofta återkommande lärs in snabbare än mer ovanliga, c) när något väl har lärts in så blir kunskapen automatiserad. Bearbetningen av kunskaper som är inlärt via det procedurella minnet går också snabbt, kunskapen är relativt inflexibel (dvs. den kodas inte om/ändras särskilt lätt över tid), och kunskapen visar inte heller särskilt stor variation inom personen - kan man det så kan man det! Ett exempel är t.ex. att cykla och andra motoriska program, men också delar av vårt språkliga system/vår språkliga kunskap.
“Kan man det så kan man det!”
Basala ganglierna och språk
Vad gäller språk så verkar (tidig) grammatisk inlärning förlita sig mycket på procedurell inlärning och därmed de basala ganglierna och associerade nervkretsar. Vi vet att grammatik lärs in gradvis, och över tid så blir denna kunskap automatiserad, och grammatisk kunskap är ett tydligt exempel på “inflexibel” kunskap. Så länge man inte drabbas av någon hjärnskada t.ex. så “glömmer” man inte grundläggande grammatik i sitt/sina modersmål så lätt!
Den språkliga exponeringen som ett barn får har också generellt en hög hastighet vilket förutsätter omedveten bearbetning. När ett barn hör någon prata, gör hjärnan förutsägelser, och får omedelbar återkoppling baserat på vad som kommer sen i den språkliga exponeringen. Förutsägelserna kan till exempel handla om vilka ord som kommer i vilken ordning, eller vilket ord/vilken ordklass som mest sannolikt kommer efter ett annat. När vi väl har lärt oss dessa grammatiska mönster så verkar själva bearbetningen av grammatik främst ske i hjärnbarken (cortex) - så det är just den tidiga inlärningen som sker med hjälp av det procedurella minnet och de nervkretsar som hör till de basala ganglierna.
Självklart kan vi människor också lära oss grammatik explicit - vilket t.ex. sker när vi studerar ett andra- eller trejdespråk! Då använder vi andra minnessystem (t.ex. det deklarativa) och vi övar mer explicit. Till exempel kan vi lära oss en regel (“på engelska ska verb i presens i tredjeperson ha ett -s i slutet: he runs”) - att lära sig den regeln (och applicera den) är ett typiskt exempel på explicit inlärning. Då är det alltså inte de basala ganglierna och relaterade nervkretsar som stöttar inlärningen utan istället hippocampus och andra strukturer i hjärnan.
Det finns studier som visar att personer med bättre procedurell inlärning har bättre grammatisk kunskap/inlärning, och att detta samband inte finns på samma sätt för inlärning av ord och ordinlärning (Hamrick et al., 2018). Dock verkar vissa delar av (tidig) ordinärning också förlita sig på procedurellt minne - att till exempel lära sig vilka ljud som bildar ett ord i en ström av ljud (tal) kräver t.ex. mönsterigenkänning och omedveten inlärning via det procedurella minnet. Vidare verkar också som att ord som hör till slutna ordklasser (alltså ordklasser det sällan läggs till nya ord som till exempel prepositioner, räkneord och pronomen) och bundna morfem (t.ex. ändelser som ändrar innehållet i ett ord t.ex. skillnaden mellan singular och plural (hund-hund-ar) eller presens och preteritum (köp-er, köp-te)) hänger mer samman med procedurell inlärning än öppna ordklasser som t.ex. substantiv och verb (Ullman, 2016).
Symptom som följd av svårigheter med procedurell inlärning - inte bara DLD!
Ullman et al. (2020, 2024) lägger alltså fram evidens och argument för att svårigheter med procedurellt minne kan leda till svårigheter med inlärning och bearbetning av grammatik och vissa andra delar av språk som hänger samman med omedveten/implicit inlärning. Eftersom procedurell inlärning och procedurellt minne hänger samman med de nervkretsar som involverar de basala ganglierna, menar de också att olika typer av nedsättningar i olika delar av hjärnan kan ge liknande symptom. Ullman et al. (2024) menar att det är särskilt troligt att just de basala ganglierna är påverkade vid DLD, men att det också kan handla om andra strukturer som knyts samman av de basala gangliernas nervkretsar. Att nedsättningar kan finnas på flera olika ställen kan förklara varför språkstörning/DLD kan se olika ut hos olika personer, men också varför samförekomsten med andra funktionsnedsättningar är hög, och att andra utvecklingsrelaterade funktionsnedsättningar också kan omfatta vissa språkliga symptom. T.ex. bör svårigheter med den del av de basala ganglierna som kallas för striatum leda till inlärningssvårigheter (t.ex. DLD som är en språklig inlärningssvårighet - där svårigheter med grammatik, morfologi och fonologi är särskilt vanligt), medan svårigheter som har sitt ursprung i t.ex. frontala cortex kan påverka bearbetningen av automatiserade förmågor, inklusive språk, men där svårigheterna kan vara mildare eller av mer övergående natur.
Ullman et al. (2020) tar också upp att svårigheter med procedurell inlärning delvis kan kompenseras med andra minnessystem - deklarativt minne specifikt - och det finns stöd för att personer med DLD gör detta, t.ex. i ordinlärning (se Ullman et al. 2020 för referenser). Att personer med DLD har visat sig ha ett "grundare" ordförråd än personer med typisk språkutveckling, och svårigheter med ordmobilisering kan också delvis förklaras med svårigheter med procedurellt minne.
Procedurellt minne och andra funktionsnedsättningar
Ullman et al. (2020) går också in på hur PHD kan förklara tal- språk och lässvårigheter. Jag vill kort nämna dyslexi, eftersom inlärning av automatiserad avkodning också kräver procedurellt minne, specifikt att lära sig fonologiska kategorier, och sedan lära in mönster i grafem-fonem-kopplingen. Forskning som visar på samband mellan dyslexi och brister i procedurellt minne och statistisk inlärning finns det relativt gott om, t.ex. av den svenska forskaren Martina Hedenius vid Uppsala Universitet (t.ex. Hedenius et al., 2021), Det finns också evidens för att deklarativt minne inte är påverkat vid dyslexi, och kan användas på ett kompensatoriskt sätt - till exempel att explicit undervisning i fonem-grafemkoppling är mycket viktigt för att personer med dyslexi ska knäcka läskoden och bli så goda läsare som möjligt (det som kallas för “phonics” eller ljudmetoden, som jag skrivit om mycket på bloggen, t.ex. här: Avkodningsträning som ger resultat).
Slutligen så menar Ullman et al. (2020) att symptom även vid andra utvecklingsneurogiska funktionsnedsättningar delvis kan ha sin grund i skillnader i hur basala ganglierna och relaterade nervkretsarna fungerar gällande procedurellt minne. En sådan sak som jag diskuterat nyligen med kliniska kollegor är observationen att yngre barn med misstänkt eller konstaterad ADHD kan uppvisa vissa grammatiska och fonologiska svårigheter, men att dessa svårigheter ibland är av mer övergående natur, än när det handlar om språkstörning/DLD. Personer med ADHD kan också uppvisa ordmobliseringssvårigheter vilket också kan hänga samman med nervkretsarna som hör till de basala ganglierna. Här skulle nedsättningar i frontala (exekutiva) funktioner alltså kunna leda till svårigheter med tidig grammatisk/fonologisk inlärning i det procedurella minnet och ordmobiliseringssvårigheter (men notera att just detta inte är något som Ullman et al. lyfter specifikt i sin artikel - jag tyckte mest att det var en intressant koppling till kliniska observationer från mina kollegor!).
Varför är detta intressant?
Det är så spännande och viktigt att vår kunskap om vad språkstörning/DLD beror på ökar och också hur språkstörning/DLD och svårigheter med procedurell inlärning kan hänga samman med andra utvecklingsrelaterade funktionsnedsättningar. Att kunna koppla samman forskning som tittar på beteenden (t.ex. hur man lär sig, vad man kan, hur olika styrkor och svårigheter ser ut) med hjärnavbildningsstudier som kan visa att strukturer som är involverade i inlärning och minne (Ullman et al. 2024), är också väldigt coolt!
När evidens kommer från dessa två olika håll så kan vi vara lite säkrare på att detta med procedurellt minne och implicit (omedveten) inlärning är något som väldigt många med DLD har utmaningar inom, och att skillnader i hur de basala ganglierna och relaterade nervkretsar fungerar kan förklara svårigheterna. Precis som Kamhi (2019) diskuterade i sin artikel som jag sammanfattade för et tår sedan (Vår fantastiska språkförmåga, vad språkstörning/DLD beror på och hur det kan göra våra insatser bättre!), så får detta också konsekvenser för hur vi kan och bör tänka gällande insatser för personer med DLD.
Insatser som utgår från denna kunskap
Jag har skrivit flera inlägg om just interventioner som använder denna kunskap för att förbättra språklig inlärning vid DLD - till exempel genom insatsers som försöker att underlätta för hjärnan att göra förutsägelser och hitta mönster genom variation och implicit inlärning:
En annan möjlig väg, är att istället främst använda explicit undervisning och det deklarativa minnet för att utveckla barns språk. Här har jag redogjort för strategier för klassrummet gällande ordförråd, till exempel i inläggen
och grammatik
mer om explicit språkutvecklande insatser finns också i gästinlägget av logopedjulia från 2021: "Behandlingstänk" i forskning och praktik!
Teori och praktik som hör samman på riktigt - precis som jag gillar det allra bäst!
Med detta vill jag önska er alla en riktigt skön ledighet, God Jul (till alla som firar) och Gott Nytt 2025!
Tack för att ni läser bloggen!
/Anna Eva
Referenser
Hamrick, P., Lum, J. A., & Ullman, M. T. (2018). Child first language and adult second language are both tied to general-purpose learning systems. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(7), 1487-1492.
Hedenius, M., Lum, J. A. G., & Bölte, S. (2021). Alterations of procedural memory consolidation in children with developmental dyslexia. Neuropsychology, 35(2), 185–196.
Kamhi, A. G. (2019). Speech-language development as proceduralization and skill learning: Implications for assessment and intervention. Journal of Communication Disorders, 82, 105918.
Ullman, M. T. (2016). The declarative/procedural model: A neurobiological model of language learning, knowledge, and use. In Neurobiology of language (pp. 953-968). Academic Press.
Ullman, M. T., Clark, G. M., Pullman, M. Y., Lovelett, J. T., Pierpont, E. I., Jiang, X., & Turkeltaub, P. E. (2024). The neuroanatomy of developmental language disorder: a systematic review and meta-analysis. Nature Human Behaviour, 8(5), 962-975.
Ullman, M. T., Earle, F. S., Walenski, M., & Janacsek, K. (2020). The neurocognition of developmental disorders of language. Annual review of psychology, 71(1), 389-417.