Vědní obor, který se zabývá zpracováním jazyka v mozku, tj. produkcí, percepcí, komprehenzí (porozuměním), osvojováním a ztrátou jazyka zachovaného i narušeného, tak jak je reprezentován v neur(on)álních strukturách a aktivacích. N. zkoumá nervové mechanismy, které zajišťují či podporují zpracování jaz., studuje, které dílčí jaz. aktivity, systémy a procesy aktivují či stimulují určité mozkové oblasti. Spolu s neurobiologií, neurofyziologií, neuropsychologií, ale i klinickou logopedií a některými přístupy umělé inteligence patří n. mezi kognitivní neurovědy. Je výrazně interdisciplinární, využívá poznatků jiných disciplín s cílem navrhnout vlastní neurobiologické, na mozku a jeho fyziologické aktivitě založené modely zpracování jaz. Ke konstruování takových modelů využívá poznatky získané pomocí neurozobrazovacích metod, jež využívají nejrůznější přístrojovou techniku (viz zde 2.). Je založena zejm. na empirickém výzkumu a její poznatky lze aplikovat nejen v teoretické jazykovědě, ale i v klinické praxi.

1 Historické kořeny

Vznik n. souvisí s obdobím zvýšené pozornosti věnované poruchám jaz., tj. etapě, kdy se v 19. stol. zformovala afaziologie (neurologická disciplína zaměřená na ↗afázie; zejm. práce P. Brocy a K. Wernicka). Klinická afaziologie, nyní jedna ze subdisciplín n., se od té doby snaží nalézt korelace mezi konkrétní mozkovou lézí (tj. poškozením mozku v určitém místě) s konkrétním jaz. projevem postiženého, obecně tedy zkoumáním vlivů poškození mozku na zpracování jaz. Z poloviny 19. stol. tak pocházejí první vědecké důkazy pro starší názor, že jaz. můžeme studovat zkoumáním fyziologických charakteristik mozku – jeho struktur a funkcí. O dodnes používaný popis mozku se nedlouho poté zasloužil K. Brodmann sestavením cytoarchitektonické mapy ✍Brodmanna (1909). Paralelně se neurovědci této epochy věnovali také zkoumání lateralizace jazykových funkcí (jejich přináležitost k jednotlivým hemisférám mozku). Pozdní 19. stol. a rané 20. stol. se označuje jako zlaté období v dějinách neurověd. Kromě zásadních diagnostických pokroků byly tehdy ustaveny i vztahy mezi klinickými symptomy a umístěním lézí v mozku. Pokrok pro studium mozku znamenalo zdokonalení mikroskopu a rozvoj barvicích procedur v 90. letech 19. stol. Využití techniky vedlo k ustavení tzv. neuronové doktríny, tj. hypotézy, že funkční jednotkou mozku je nervová buňka (neuron); nedlouho poté se prokázala i elektrická dráždivost neuronů. V období kolem první a druhé světové války se začali vědci věnovat zejména traumatickým poruchám mozku, tj. studiu lézí po válečných úrazech (tzv. lesion studies; nověji např. ✍Damasio(vá) & Damasio, 1989). Tyto studie v mnohém potvrdily dřívější teoretické poznatky odvozované z klinické praxe, odhalily nové aspekty fungování nervového systému a díky laboratornímu výzkumu přispěly k  revizi dosavadních teorií.

První a druhé období v historii n. je úzce spojeno s klinickou praxí. Autory téměř všech uvedených přístupů ke studiu jaz. jsou kliničtí pracovníci, zejména neurologové; nejde tedy ještě o zkoumání jazykovědná. Po mnoho desetiletí se průběžně střídaly dva přístupy k n. bádání, tzv. holismus (kladoucí důraz na celostní a hierarchicky a evolučně založený pohled na zpracování jaz. v mozku – Jackson, Head, Goldstein) a lokalizacionismus či lokalismus (tradiční přístup založený na korelaci narušené mozkové tkáně s behaviorálním projevem postiženého, pracující s konceptem jaz. center – Broca, Wernicke, Lichtheim, Benson a Geschwind). V 50. a 60. letech udával směr bádání dlouhotrvající spor asocianismu/konekcionismu s modularismem a nativismu s empirismem (nature × nurture) a postupně se také vymezoval vztah mezi n. a ↗psycholingvistikou. V souvislosti s tím, že se zdokonalují zobrazovací metody a jsou k dispozici nová výzkumná paradigmata a experimentální designy, se v současnosti výzkum přiklání k novodobému lokalismu: podporuje existenci výrazně jaz. struktur v mozku v rámci široce distribuované jaz. sítě.

2 Neurolingvistika jako jazykovědný obor

Termín n. bývá připisován H. Whitakerovi, zakladateli lingvistického zkoumání mozkových struktur jaz., který také založil první odborné n. periodikum (Journal of Neurolinguistics, 1985). Teprve v 80. letech 20. stol. se pozornost badatelů přesunula od zkoumání jaz. poruch k výzkumu jazyka nenarušeného, tj. zachovaných jaz. funkcí. Hlavní podíl na tomto obratu měla změna paradigmatu neurověd způsobená nástupem nových zobrazovacích technologií.

2.1 Metody, techniky

Kromě technik statických, zobrazujících strukturu mozku (CT – výpočetní tomografie a MRI – magnetická rezonance), se jednalo zejména o metody funkční (tzv. pravé online metody): PET (pozitronová emisní tomografie) a fMRI (funkční magnetická rezonance), EEG (elektroencefalografie) a MEG (magnetoencefalografie), z nichž první dvě patří mezi hemodynamické (PET navíc využívá radioizotopový indikátor) s dobrým prostorovým rozlišením, druhé dvě jsou metody elektrofyziologické se spíše dobrým časovým rozlišením. R. 1980 se pomocí EEG, resp. odvozeného ERP (event related potentials, evokované potenciály), podařilo odhalit některé jaz. vlny, zejm. N400 (připisovaná zpracovávání sémantických anomálií), P600 (připisovaná zpracovávání syntaktických vyšinutí a nejednoznačností, např. u vět s efektem slepé koleje, garden-path) a další (např. ✍Kaan(ová), 2000; ✍Kaan(ová) & Swaab(ová), 2003; ✍Kutas(ová) & Hillyard, 1980, ad.).

Nákladnou, ale v současnosti hojně používanou metodou výzkumu je zejména MEG. Největší počet studií z n. využívá fMRI. Na podobném principu pracují rovněž metody traktografické, které na základě měření difúze vody v mozkové tkáni umožňují vizualizovat svazky vláken bílé hmoty, tj. jednotlivé dráhy (např. DTI – difuzní tenzorové zobrazování). Analýzy funkční konektivity umožňují charakterizovat neur(on)ální interakce mezi jednotlivými oblastmi mozku během určitých úkolů. Morfometrické metody umožňují hodnotit povrch, objem a tloušťku mozkové kůry i bílé hmoty mozkové, tj. sledovat ontogenezi mozku, jeho stárnutí a plasticitu. Velmi slibné jsou novější stimulační metody, které využívají excitaci či inhibici mozkové tkáně a lokální aktivitu mozku nedetekují, ale spíše ji ovlivňují (např. přímá kortikální stimulace a transkraniální magnetická stimulace; viz zejm. Ojemannova skupina (✍Ojemann & Ojemann ad., 1989; ✍Ojemann, 2003), dále ✍Naeser(ová) & Martin(ová) ad., 2005, a další). Z metod optických se nejvíce využívá NIRS (near infrared spectroscopy). Jako nejužitečnější se jeví metody kombinované, které spojují výhody různých zmíněných technik a zpřesňují interpretaci získaných dat (např. ✍Devlin & Matthews ad., 2003; ✍Ruff & Driver ad., 2009, a další). Výhodnou kombinací je např. kombinace MRI a EEG. Všechny metody přispívají k celosvětové snaze o tzv. brain mapping, mapování různorodých, také jaz. funkcí mozku (Human Brain Project, viz ✍Koslow & Huerta, 1997). Cílem je vyvinout flexibilní výpočetní mozkové atlasy.

1.3 Aktuální pohled na reprezentaci jazyka v mozku: neuroanatomie a neurobiologie jazyka

Podkladem řeči i dalších kognitivních systémů (paměti, učení, pozornosti) je složité propojení různých anatomických struktur do tzv. neurokognitivních sítí velkého rozsahu, jak je známo už z výzkumů 90. let (✍Mesulam, 1990, a další). Překvapivě velké části mozku mohou podporovat zpracování jaz. a zároveň ani tradiční jaz. oblasti nejsou výlučně jazykové (✍Catani, 2007, a další). Lokalizace jaz. není geneticky zcela determinována. Součástí distribuovaných jaz. sítí velkého rozsahu jsou i významné uzly, k nimž patří např. tradiční jaz. centra. Každý z těchto uzlů se současně podílí na funkci různých sítí. Jaz. sítě lze rozdělit na jádrové, nutné a dostatečné (✍Price(ová) & Mummery(ová) ad., 1999; ✍Price(ová), 2010, a další) n. jinak na jazykově kritické a jazykově podpůrné oblasti. Lokalita absolutně nutná pro úspěšné splnění konkrétní jaz. úlohy nemusí být současně lokalitou dostatečnou. Stanovení priority dané oblasti tedy do budoucna bude pro n. ústřední.

1.4 Lateralizace mozkových funkcí

Distribuce jaz. funkcí je do velké míry lateralizovaná (tj. soustředěná do tzv. jazykově dominantní hemisféry). Homologní (paralelní) oblasti v nedominantní (často pravé) hemisféře jsou při zpracování jaz. spoluaktivní. Mezi funkce dominantní hemisféry patří zpracování prozodie, doslovného významu slov, velké části gramatiky a fonologie. Zpracovávání vizuálních a sluchových podnětů, emoční prozodie, pragmatiky, kontextového a diskurzivního významu, metajazyka a jazyka figurativního bývá lateralizováno vpravo. Integrativní funkce, včetně aritmetiky, lexikonu a sémantiky,  jsou spíše bilaterální. V lateralizaci korových řečových center a v její míře jsou demografické rozdíly a ve zpracování jaz. jako takovém panuje výrazná interindividuální variabilita. Kromě těchto pravo-levých distinkcí hrají v procesech zpracování jaz. významnou roli také vztahy předo-zadní. Např. nonfluentní projevy mají pacienti s anteriorními lézemi (lézemi v předních částech mozku) a fluentní projevy afatici s lézemi posteriorními (v zadních částech mozku); frontální oblasti jsou ústřední pro zpracování gramatiky, komplexních větných konstrukcí, řešení sémantických interferencí a rozhodování o gramatičnosti, zatímco temporální (zadní) oblasti zpracovávají, zhruba řečeno, sémantiku a lexikon. Je možné, že zpracování plnovýznamových slov probíhá spíše v posteriorní části perisylviánního (v okolí Sylviovy rýhy) asociačního kortexu (kortex je šedá kůra mozková), kam bývá lokalizován mentální lexikon, a zpracování slov funkčních v anteriorní části tohoto kortexu. Na zpracování jaz. se podílí v největší míře tzv. perisylviánní jazykový okruh (asociační kortex v okolí Sylviovy rýhy mozku). Mezi jádrové jaz. sítě patří tedy Wernickeova a Brocova oblast (či Brocův komplex; ✍Hagoort, 2003) v tomto regionu. Klasické rozložení funkcí mezi Brocovu oblast ve frontálním (čelním) kortexu a Wernickeovu oblast v temporálním (spánkovém) kortexu neznamená rozdělení na oblasti produkční vs. oblasti komprehenzní, jak se dříve soudilo. Levý inferiorní frontální kortex se významně podílí na zpracování syntaxe a sémantiky v průběhu porozumění a Wernickeova oblast je podstatná rovněž pro jazykovou produkci, minimálně na úrovni kódování slovních forem (✍Indefrey & Levelt, 2004). Každá z částí Brocova komplexu se podílí na poněkud odlišné části zpracování jaz. Brocově oblasti je obecně připisováno zpracování syntaxe, gramatiky a komplexní větné struktury. Přesto v interpretaci funkcí Brocovy oblasti nastal významný posun (✍Grodzinsky & Amunts(ová), 2006; ✍Hagoort, 2003, a další.); bylo zjištěno, že Brocův komplex není jazykově specifickou oblastí. Průlomový pohled na funkci Brocovy oblasti přišel spolu s hypotézou zrcadlového systému, jež předpokládá podíl zrcadlových neuronů, aktivních při provádění akcí i jejich pozorování, na zpracování jaz.; shledává totiž paralelu mezi zrcadlovým principem a vztahem mezi produkcí a porozuměním. Podobnou roli jako Brocova oblast plní ještě laterální prefrontální kortex, multimodální asociační kůra a regiony v okolí Brocovy oblasti, velké části temporálního a parietálního kortexu – tj. tzv. neperisylviánní oblasti. V souvislosti s pracovní pamětí (✍Baddeley & Hitch, 1974; ✍Baddeley, 1986, a další) nutnou pro jaz., a zejména pro zpracování na úrovni diskurzu je podstatné přiřadit do jaz. mapy ještě oblast mediálního prefrontálního kortexu. Podstatná pro náležité zpracování jaz. ale není jen oblast kortexu, nýbrž i subkortikální jazyková síť, která zajišťuje schopnost iniciovat a řídit řečovou aktivitu (tj. mozeček, thalamus, části bazálních ganglií a suplementární motorická oblast – nucleus caudatus, putamen a okolní bílá hmota).

2 Budoucnost neurolingvistiky

V posledních letech se významnou měrou na formování n. podílely výzkumy genetiky jaz. (tzv. jazykových genů, např. ↗FOXP2 – ✍Pinel & Fauchereau ad., 2012, a jiní), resp. studie zrcadlových neuronů (✍Rizzolatti & Arbib, 1998, a další) a jejich kritika (např. ✍Hickok, 2009, a další), teorie akční sémantiky a vtělení (✍Pulvermüller 2010, a jiní) a model dvojího (dorsálního a ventrálního) jaz. proudu a jeho modifikace (✍Hickok & Poeppel, 2004; ✍Hickok & Poeppel, 2007; ✍Hickok, 2012, a další). N. se posouvá od studia lokalit ke studiu aktivit, a to kortikálních i subkortikálních. Usiluje o zkonstruování biologicky adekvátního modelu jaz., který bude schopen zohlednit nejen místo a čas dílčích procesů zpracování jaz., ale také směr toku informací, interpretovat různé formy jaz. aktivace a propojit tyto poznatky s fylogenetickými, ontogenetickými a evolučními i obecně lingvistickými teoriemi. Dosavadní poznatky vedou k závěru, že zpracování jaz. je doménově obecné a propojené s ostatními kognitivními doménami, zejména pamětí (✍Baddeley, 1986, a další) a pozorností (✍Crosson, 2001, a jiní). K zapracování těchto poznatků do neurolingvistické teorie bude potřeba vyrovnat se s rozdílným teoretickým a konceptuálním aparátem jazykovědy a neurověd. Viz též ↗afázie, ↗agramatismus, ↗metody psycholingvistické, ↗kognitivní lingvistika, ↗biolingvistika.