 |
Чтение и эволюция. Читающая обезьяна. О людях и обезьянах
|
|
|
|
Чтение и эволюция
Универсальные характеристики областей мозга, отвечающих за чтение, вновь возвращают нас к вопросу об их происхождении. Как наш мозг обрел нейронные цепи, специализирующиеся на чтении? Почему зрительное распознавание слов всегда задействует одну и ту же область мозга у всех читателей, с разницей всего в несколько миллиметров? Благодаря какому невероятному совпадению эта зона обладает всеми необходимыми для эффективного чтения свойствами, включая пространственную инвариантность, развитые связи с другими речевыми областями и способность заучивать абстрактные формы букв? Разве эти свойства не означают, что наш мозг заведомо предрасположен к чтению? Вовсе нет. Неопровержимая логика подсказывает, что это невозможно. Чтение – слишком позднее изобретение, чтобы наш геном успел приспособиться к нему. За сотни тысяч лет, в течение которых происходило медленное становление нашего вида, в нашем мозге могли развиться специфические устройства для речи и социального общения, но не для чтения, которое насчитывает всего несколько тысяч лет.
Если мы используем для чтения зрительную систему, присущую всем приматам, организация мозга других животных заслуживает самого пристального внимания. Какие функции у макаки выполняют те области, которые у человека отвечают за чтение? Каким образом нам удалось перепрофилировать эти зоны на такую новую культурную деятельность, как распознавание письменных слов?
Читающая обезьяна
Чтение основывается на примитивных нейронных механизмах зрения приматов, приобретенных в ходе эволюции. Исследования на животных показывают, что в мозге обезьяны имеется целая иерархия нейронов, реагирующих на фрагменты зрительных сцен. В совокупности эти клетки содержат элементарные фигуры, комбинации которых могут закодировать любой зрительный объект. Некоторые нейроны макак даже реагируют на пересечения линий, напоминающие латинские буквы (например, T, Y и L). Эти формы представляют собой полезные инварианты для распознавания объектов. Согласно гипотезе нейронного рециклинга, во время обучения чтению часть существующей нейрональной иерархии переориентируется на новую задачу распознавания букв и слов.
|
|
|
Человек в своем высокомерии мнит себя величайшим творением, достойным промежуточного положения божества. Более скромные, и я в том числе, убеждены, что правильнее считать его произошедшим от животных.
ЧАРЛЗ ДАРВИН, ЗАПИСНЫЕ КНИЖКИ, 1838
Мне глубоко чужда мысль, будто Человек так же далек от шимпанзе, как Ornithorhynchus[208] от лошади; интересно, что бы сказал на это шимпанзе?
ЧАРЛЗ ДАРВИН, ПИСЬМО ГЕКСЛИ, 1863
Никто не отстаивал эволюционные истоки когнитивных способностей человека более настойчиво и горячо, чем Чарлз Дарвин. В своих трудах «Происхождение человека»[209] (1871) и «О выражении эмоций у человека и животных»[210] (1872) он собрал сотни наблюдений, свидетельствующих о животном начале человеческого поведения. Даже речь, утверждал он, подчинена этому правилу: «…человек обладает инстинктивным стремлением говорить, судя по лепету наших маленьких детей». Дарвин стал первым ученым, который провел систематическое сравнение между овладением речью и развитием певческого поведения у птиц.
Несмотря на высшие интеллектуальные способности, социальные эмоции, нравственное сознание и культурные изобретения, отличающие наш вид, Дарвин ясно дает понять: ключ к разгадке тайны нашего происхождения следует искать среди шимпанзе и других приматов.
|
|
|
Теории Дарвина применимы и к чтению. Нейронные цепи, отвечающие за чтение, будут полностью поняты только тогда, когда мы исследуем цепи, которые другие приматы используют для зрения и которые принципиально ничем не отличаются от человеческих. Исследования, что ведутся вот уже 100 лет, наконец‑ то позволили вскрыть нейронные механизмы, позволяющие видеть всем приматам, включая человека. Может быть, они же и хранят секрет нашей уникальной способности читать? Наделен ли наш грамотный мозг нейронами, которые специализируются на буквах, слогах и целых словах? Какой тип нейронного кода запечатлевается в нашем мозге во время формирования навыка чтения?
О людях и обезьянах
В 1930‑ х годах в Чикаго бихевиорист Генрих Клювер и нейрохирург Пол Бюси объединили свои усилия, чтобы провести ряд важных исследований, посвященных изучению травм мозга и их специфического влияния на поведение макак[211]. После двустороннего повреждения височных долей подопытные обезьяны демонстрировали странный набор симптомов, известный сегодня как синдром Клювера – Бюси. Масштабные изменения наблюдались в зрительном, пищевом, социальном и сексуальном поведении. Макаки вели себя так, будто больше не узнавали своих собратьев‑ обезьян, предметы или продукты питания. Они исследовали окружающий мир бессистемно, преимущественно ртом, а также пытались глотать все подряд и совокупляться с неподходящими для этого объектами. Эту разновидность слепоты Клювер и Бюси, вслед за немецким неврологом Генрихом Лиссауэром (1890), назвали «психической». Животные не были по‑ настоящему слепы, но по какой‑ то таинственной причине переставали узнавать формы.
Спустя 20 лет нейрофизиологи Карл Прибрам и Мортимер Мишкин точно определили области мозга, ответственные за зрительные нарушения у обезьян[212]. Они установили, что «психическую слепоту» вызывают повреждения вентральной височной доли обоих полушарий (рис. 3. 1). Обезьяны с такими нарушениями больше не могут различать объекты, а также не способны усвоить, что пищу систематически прячут под красным кубом, а не под полосатой зеленой сферой. Исследователи обнаружили, что даже после сотен тренировочных испытаний обезьяны продолжали выбирать один из двух предметов наугад. Кроме того, они отметили, что животные вовсе не были слепыми: они не только абсолютно нормально перемещались в пространстве, но и без труда находили и хватали предметы вокруг себя.
|
|
|
Рис. 3. 1. Затылочно‑ височная область, отвечающая за чтение у людей, играет общую роль в распознавании объектов и лиц у всех приматов. Несмотря на выраженные различия в поверхности коры, многочисленные сходства в микроорганизации ее клеточных слоев указывают на систематическое соответствие между отделами мозга человека и обезьяны.
Еще в 1890 году Генрих Лиссауэр описал аналогичный феномен у людей. Он обратил внимание, что после инсульта в левой височной области некоторые пациенты теряли способность распознавать объекты зрительно, хотя по‑ прежнему могли обращаться с ними должным образом. Во всем остальном их острота зрения не выходила за рамки нормы[213]. Это нарушение, которому Лиссауэр дал название «психическая слепота» («зрительная агнозия»), стало первым документально подтвержденным свидетельством того, что за визуальное распознавание объектов у людей и приматов отвечают особые нейронные пути.
У людей височные области, отвечающие за распознавание объектов, занимают нижнюю часть мозга. У макаки они располагаются немного сбоку и простираются к переднему краю височной доли (рис. 3. 1). Вероятно, это различие в форме можно объяснить увеличением человеческих ассоциативных областей, имеющих отношение к обработке речи и связанных с семантическими сетями, особенно в передних и латеральных отделах височных долей.
Расширение ассоциативных областей, по всей видимости, привело к тому, что зрительное распознавание переместилось в нижнюю часть мозга, однако четкое сходство, обусловленное общим происхождением, по‑ прежнему роднит наш мозг с мозгом других приматов. В 1910 году, после тщательного изучения микроорганизации коры и кластеризации ее нейронов в четкие слои, анатом Корбиниан Бродман предложил классификацию корковых структур, которая используется до сих пор. Анатомия показывает, что одни и те же участки мозга обнаруживаются, хотя и с некоторыми различиями, как у макак, так и у людей. В частности, области, которые Бродман обозначил как 20[214] и 37[215], присутствуют у обоих видов и участвуют в зрительном распознавании. Примечательно, что «буквенная касса», которая активируется во время чтения, находится как раз в пределах поля Бродмана 37. Таким образом, за чтение отвечает вовсе не новая область мозга, свойственная исключительно человеку. Мы распознаем письменное слово, используя нейронные сети, которые развились с течением времени и на протяжении последних 10 миллионов лет специализировались на зрительной идентификации объектов. По своему расположению «буквенная касса» совпадает с зоной, повреждения которой вызывают «психическую слепоту».
|
|
|
|
|
|
