גמגום התפתחותי הוא ליקוי בשטף הדיבור המשפיע על כ-5% מהילדים ו-1% מהמבוגרים. הבסיס המוחי של גמגום התפתחותי עדיין אינו ידוע, אף שקיימות עדויות להבדלים בתפקודי המוח ברשת שלמה של אזורים המעורבים בשמיעה ובהפקת דיבור. המחקר הנוכחי נועד לבחון את ההבדלים בין מבנה רקמת המוח הנקראת "החומר הלבן" במבוגרים בעלי גמגום התפתחותי לעומת כלל האוכלוסייה. הבדיקה התמקדה במסלולים תנועתיים (מוטוריים) ושפתיים. מטרה נוספת של המחקר הייתה לאפיין את הקשר בין מבנה המסלולים המוחיים לבין מדדים התנהגותיים, במבוגרים בעלי גמגום התפתחותי לעומת קבוצת ביקורת. למחקר גויסו 25 מבוגרים מגמגמים ו-19 נבדקי ביקורת שאינם מגמגמים. כל הנבדקים עברו אבחון התנהגותי מדוקדק, שכלל אפיון וכימות של שטף הדיבור וכן מספר גדול של מדדים תפיסתיים, שפתיים ותנועתיים. לאחר מכן השתתף כל נבדק בסריקת MRI שבה אספנו מדדים של מבנה קישוריות מוחית (dMRI) ומדדים של תפקוד מוחי (fMRI). המחקר הניב כמה תגליות חדשות. ראשית, בדקנו את המסלול המוחי הנקרא "אסלנט פרונטלי", וגילינו הבדל מובהק בין התכונות המבניות שלו במגמגמים לבין תכונותיו בנבדקי ביקורת. כמו כן, במגמגמים נמצא קשר מובהק בין התכונות המבניות של מסלול זה לבין קצב הדיבור, בעוד שבנבדקי הביקורת לא נמצא קשר כזה. הבדלים מובהקים בין הקבוצות נמצאו גם במסלולי שפה מסוימים בהמיספרה (המחצית) השמאלית ובהמיספרה הימנית של המוח, המקשרים בין אזורי הפקת דיבור לאזורי שמיעה. נמצאו גם הבדלים מבניים בתכונות המסלולים העוברים דרך כפיס המוח (הקורפוס קלוסום) ומקשרים בין אזורי הפקת השפה בהמיספרה השמאלית ובהמיספרה הימנית של המוח. במדידות תפקודיות נמצאה הפעלת-יתר של אזורי השפה בהמיספרה הימנית של המוח במגמגמים. הדגם הכולל של הממצאים תומך ברעיון שגמגום מאופיין במעורבות-יתר של מסלולים בהמיספרה הימנית של המוח, וכן בהסתמכות-יתר על משוב שמיעתי בזמן הפקת הדיבור – כלומר, האדם המגמגם מגיב במידה רבה מהרגיל על צלילי הדיבור שלו-עצמו ו"מתקן" לפיהם את הפקת הדיבור. מבחינה טיפולית, הבנה טובה יותר של הבסיס המוחי של גמגום תוכל להביא לאפיון מדויק יותר של המערכת המוחית בילדים ובמבוגרים הסובלים מגמגום התפתחותי, ולהתאמת שיטות טיפול לפרופיל הנוירוקוגניטיבי של כל אחד ואחד מהם. בדרך זו יהיה אפשר אפוא לשפר את הטיפול.