Универсальность чтения

Ключевую роль, которую играет в чтении область зрительной формы слова, подтвердил и другой, более гибкий метод визуализации, в значительной степени вытеснивший ПЭТ‑ сканирование. Это функциональная магнитно‑ резонансная томография, или сокращенно фМРТ. По сравнению с ПЭТ, фМРТ имеет два ключевых преимущества: она доступна в любой больнице и абсолютно безвредна, поскольку не требует введения в организм радиоактивных веществ. Аппарат фМРТ регистрирует сигнал магнитного резонанса, создаваемый колебаниями уровня кислорода в крови. Клетки крови содержат большое количество гемоглобина – молекул, отвечающих за транспортацию кислорода. Грубо говоря, если молекула гемоглобина не несет кислород, она ведет себя как маленький магнит и нарушает локальное магнитное поле, тем самым ослабляя сигнал, принимаемый аппаратом фМРТ. И наоборот, молекула гемоглобина, содержащая кислород, в магнитном поле становится прозрачной. Это изменение воспринимается устройством как небольшое, но измеримое усиление резонансного сигнала.

Каким же образом колебания уровня кислорода в крови позволяют измерять активность мозга? Кровеносные сосуды и нейроны тесно связаны между собой. Всякий раз, когда активируется та или иная область, ее кровеносные сосуды расширяются, и через одну‑ пять секунд она получает приток крови, насыщенной кислородом. Измеряя оксигенацию[120] крови, фМРТ показывает, насколько увеличилась нейронная активность в предыдущие несколько секунд. Более того, она позволяет получить трехмерное изображение любой части мозга. Мой французский коллега Дени Ле Биан, один из самых известных специалистов по магнитному резонансу, сравнивает этот метод со слежкой за садовником. Не зная, где он посеял семена, мы все же можем предугадать, где они прорастут – достаточно подсмотреть, какое место он поливает каждый день. Отслеживание кровотока представляет собой косвенный, но очень чувствительный способ мониторинга работы нейронов.

Главное преимущество заключается в быстрой работе фМРТ. За одно обследование можно получить несколько тысяч последовательных изображений всего мозга с пространственным разрешением в несколько миллиметров. Функциональная МРТ делает общий снимок каждые две‑ три секунды, а ПЭТ – каждые 12 минут. Как уже говорилось ранее, фМРТ необычайно чувствительна, поэтому нет никакой необходимости усреднять результаты сканирования, полученные за длительный период времени или от десятков испытуемых. Одного письменного слова достаточно, чтобы спровоцировать вспышку активности в области «буквенной кассы». Данных, собранных за несколько минут, хватит, чтобы составить точную карту интенсивной мозговой активности, вызванной письменными словами в левой вентральной зрительной коре любого человека.

Благодаря этому удивительному инструменту визуализации мы можем измерить индивидуальные вариации в нейронных сетях, отвечающих за чтение. Если проанализировать снимки мозга всех людей, прошедших сканирование, мы обнаружим, что область зрительной формы слова всегда локализована в одном и том же месте вентральной части зрительной системы. Точное расположение незначительно варьируется от одного человека к другому: детали отдельных складок коры уникальны, как уникальны два смятых листа бумаги. Тем не менее все мы имеем область «буквенной кассы», которая неизменно обнаруживается примерно в одном и том же месте.

При составлении карты коры головного мозга ученые полагаются на две системы. В рамках первой из них, разработанной на основании результатов вскрытий, собранных за 200 лет, были выявлены и обозначены основные ориентиры – своеобразные «лунные кратеры» мозга. С этой точки зрения область «буквенной кассы» всегда расположена в пределах латеральной затылочно‑ височной борозды – складки, идущей вдоль всей веретенообразной извилины (рис. 2. 4)[121]. Вторая система, менее зависимая от сложных анатомических ярлыков, была изобретена французским хирургом Жаном Талерашем и позднее усовершенствована исследователями Монреальского неврологического института. Это геометрическая система позиционирования, очень похожая на GPS. Она состоит из трех перпендикулярных осей, нормализованных с учетом размера мозга. В этом случае различия в расположении области «буквенной кассы» как между разными людьми, так и между разными экспериментальными лабораториями составляют не более пяти миллиметров[122]. Даже мозг китайцев и японцев, как мы увидим позже, обладает областью, отвечающей за чтение, причем находится она приблизительно там же, где и у нас[123]. Обратите внимание, что направление, в котором мы читаем (слева направо или справа налево), по всей видимости, не влияет на ее расположение в левом полушарии. Область «буквенной кассы» локализована в определенном месте, на краю левой затылочно‑ височной борозды[124], и у людей, читающих слева направо, и у людей, читающих справа налево.

Рис. 2. 4. Функциональная магнитно‑ резонансная томография (фМРТ) позволяет всего за несколько минут локализовать участки мозга, участвующие в чтении. Участники эксперимента читали слова, предъявляемые с произвольными интервалами. После каждого слова в областях, задействованных в чтении, наблюдалось характерное усиление МР‑ сигнала, достигавшего пика примерно через пять секунд. Активная сеть варьируется в зависимости от конкретной задачи и характера контрольного состояния. Тем не менее она всегда включает в себя область зрительной формы слова («буквенной кассы» мозга). Она локализована в левой латеральной области затылочно‑ височной борозды, рядом с веретенообразной извилиной.

Тот факт, что у всех людей «буквенная касса» расположена идентично, может показаться странным. Чтение – это когнитивная, социальная и культурная деятельность, насчитывающая 5000 лет. Ее поверхностные формы, конечно же, отличаются от одной культуры к другой. Точно так же варьируются и индивидуальные навыки чтения – все зависит от того, как именно человек учился читать. Некоторые часами бормотали слоги, соединяя звуки с буквами; другие занимались по системе Монтессори и щупали шершавые буквы; третьи мучились с так называемым методом целых слов. Удивительно, но, несмотря на столь существенные различия, за распознавание письменной речи у всех нас отвечает одна и та же область.