Atypical cerebral dominance for language in left-handed musicians. A language production approach,

Abstract

It is well known that typical cerebral dominance for language is lateralized to the left hemisphere (94- 96% of right-handers and 76-78% of left-handers). However, there are new significant findings that suggest that language lateralization can be modified by lesions or even be related to our experiences and practices in life. The brain of musicians has been found to have remarkably overlaps in its structural differences when compared to the differences present in the brain of atypically lateralized persons. Given these similarities, we tested whether musicianship could be related to a higher incidence of atypical lateralization of language among left-handed persons. We used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to register brain activity associated to language production, and we analyzed its hemispheric lateralization via a Region of Interest Bootstrap (ROI Bootstrap) analysis that calculated its Laterality Index (LI). We examined 125 healthy left-handed participants (59 musicians and 66 nonmusicians) ages 17-45. Language production paradigm used was the verb generation task, and our fMRI analyses focused in Brodmann areas: 9, 44, 45 and 46 (Broca’s area and dorsolateral frontal area). Results showed that there are significant differences in language lateralization incidence according to whether the person is a musician or not, being higher the percentage of atypically lateralized cases among musicians (37%) than non-musicians (15%). Also, it could be seen that the frontal language areas matched between typical and atypical language organizations, indicating that they do not differ despite the different hemispheric lateralization. In conclusion, our results suggest, as we hypothesized, that some brain factors predispose to both an atypical lateralization of language and musicianship in lefthanders. This study, thanks to its extended sample size, provides stronger support to the hypothesis of musicianship and language lateralization being related in the brain of left-handers.

Es bien sabido que la dominancia cerebral típica para el lenguaje está lateralizada al hemisferio izquierdo (94-96% de la gente diestra y 76-78% de los zurdos). Sin embargo, nuevos descubrimientos sugieren que la lateralización del lenguaje se puede modificar a partir de lesiones o incluso estar relacionada a nuestras experiencias y prácticas vitales. Se han encontrado en el cerebro de los músicos importantes solapamientos en sus diferencias estructurales cuando se comparan a las diferencias presentes en el cerebro de personas atípicamente lateralizadas. Viendo estas similitudes, comprobamos si la música podría estar relacionada con una incidencia mayor de lateralización atípica del lenguaje entre músicos zurdos. Utilizamos la resonancia magnética funcional (fRMN) para registrar la actividad cerebral asociada a la producción de lenguaje, y analizamos su lateralización hemisférica vía un análisis de la Region de Interés Bootsrap (ROI Bootstrap) con la que se calculó su Índice de Lateralización (IL). Examinamos a 125 participantes sanos (59 músicos y 66 no músicos) con edades comprendidas entre los 17 y 45. El paradigma de producción de lenguaje utilizado fue la tarea de generación verbal; nuestros análisis de fMRI se centraron en las áreas de Brodmann: 9, 44, 45 y 46 (Área de Broca y área frontal dorsolateral). Los resultados mostraron que hay diferencias significativas en la incidencia de lateralización del lenguaje según si la persona es músico o no, existiendo un mayor porcentaje de casos lateralizados atípicamente entre los músicos (37%) que entre los no-músicos (15%). Además, se pudo ver que las áreas frontales del lenguaje coinciden entre las organizaciones del lenguaje típicas y atípicas, indicando que estas áreas no cambiaron a pesar de la diferente lateralización. En conclusión, nuestros resultados sugieren, como hipotetizamos, que algunos factores cerebrales predisponen tanto a una lateralización atípica del lenguaje como a la musicalidad en personas zurdas. Este estudio, gracias a su mayor tamaño de muestra, da un mayor apoyo a la hipótesis de que la musicalidad y la lateralización del lenguaje están relacionados en el cerebro de las personas zurdas.