Метафора приливной волны

Вероятно, самый простой способ описать то, как активация распространяется на десятки фрагментов смысла, рассеянных в мозге, – это сравнить ее с приливной волной. В некоторых реках во время прилива наблюдается любопытный феномен: дважды в день в устье скапливаются массы воды, образуя волновой фронт. При определенных условиях такая волна может пройти десятки миль вверх по течению. Соленая вода не проникает так далеко; бор – это резкое повышение уровня воды, которое синхронно распространяется по всей системе реки. Только вид с самолета или спутника может дать полную картину этого удивительного природного явления. В течение нескольких минут во всех рукавах одновременно поднимается уровень воды – только потому, что они впадают в одно и то же море.

По всей видимости, написанное или произнесенное слово активирует фрагменты смысла примерно так же, как приливная волна охватывает все речное ложе. Если вы сравните слово «молоко» с псевдословом «кромл», то единственное отличие будет заключаться в размере корковой приливной волны, которую они могут вызвать. Известное слово резонирует в сетях височных долей и генерирует поток синхронизированных колебаний, которая возбуждает миллионы нейронов. Эта приливная волна доходит даже до отдаленных областей коры, последовательно контактируя со многими ансамблями нервных клеток, каждый из которых кодирует фрагмент значения слова. Неизвестное слово, даже если оно проходит через первые стадии зрительного анализа, не находит отклика в коре, и вызванная им волна быстро распадается на бесформенную пену. [201]

Можно ли отследить мозговую приливную волну в реальном времени? В 1995 году я продемонстрировал поразительную скорость, с которой работает лексический доступ во время чтения[202]. В ходе эксперимента я показывал испытуемым цепочки букв, одновременно записывая электроэнцефалограммы с 64 электродов. Некоторые стимулы, например «PGQLST», состояли исключительно из согласных и, следовательно, нарушали основные правила правописания английского языка. Другие образовывали слова, относящиеся к четырем категориям: числа, имена собственные, животные и глаголы действия. Отслеживая изменения напряжения на поверхности черепа каждую миллисекунду, я смог определить продолжительность двух главных этапов чтения: орфографического фильтра, который отсеивает недопустимые буквенные цепочки, и семантического фильтра, сортирующего слова в зависимости от их значения. Чтобы отделить бессмысленные цепочки согласных от настоящих слов, требовалось всего 180 миллисекунд. Топография теста показала, что эта первичная фильтрация происходит в левой затылочно‑ височной области «буквенной кассы». Еще через 80 миллисекунд четыре категории слов активировали разные секторы коры. Получается, нужно всего четверть секунды, чтобы приливная волна достигла берегов смысла.

В настоящее время более продвинутые методы магнитоэнцефалографии позволяют отслеживать волну активации не только через череп, но и через саму поверхность коры. С помощью этой технологии можно снять фильм в замедленном темпе и выявить последовательность областей, с которыми контактирует слово. Панайотис Симос и его коллеги из Техасского университета проследили траектории, по которым движутся слова в коре. В ходе эксперимента участники произносили буквенные цепочки, которые относились к трем категориям:

• Псевдослова, такие как «trid» или «plosh», составленные в соответствии с орфографическими правилами английского языка. Все эти буквенные цепочки отсутствуют в ментальном лексиконе и могут быть произнесены только путем преобразования букв в звуки. Поскольку этот маршрут дает доступ к произношению без учета значения, они должны активировать верхние височные области, связанные со звуками речи, но не средние височные области, сопряженные со смыслом.

• Псевдоомофоны, такие как «hed» или «wimen», которые звучат как существующие слова, но написаны с ошибками. Как и стимулы первой группы, они требуют преобразования букв в звуки. Однако восстановленное произношение мгновенно дает доступ к смыслу. В этом случае логично ожидать, что первой «вспыхнет» верхняя височная область, после чего активность распространится на среднюю височную кору. [203]

• Реальные слова, такие как «have» или «eye», которые часто встречаются в английском языке, но не подчиняются правилам чтения. При их появлении соответствующие области должны активироваться в обратном порядке. Чтобы восстановить произношение, слово необходимо найти в ментальном лексиконе. Следовательно, приливная волна сначала охватит зоны, отвечающие за лексику и семантику, и только затем те, что кодируют речевые звуки. [204]

Результаты соответствовали ожиданиям. Первые 150–200 миллисекунд мозговая активность оставалась ограничена зрительной затылочной корой, после чего распространялась на левую область «буквенной кассы». До этого никаких заметных различий между тремя категориями стимулов не наблюдалось. Затем псевдослова и псевдоомофоны активировали верхнюю височную область, в том числе левую planum temporale, которая отвечает за репрезентацию произношения звуков речи. Иррегулярные слова активировали левую среднюю височную область, которая содержит семантическую «зону конвергенции», и только позже вызывали вторичную волну возбуждения в слуховых областях. Наконец, семантические области практически не реагировали на псевдослова, лишенные смысла, но срабатывали, хотя и с опозданием, на омофоны вроде «hed».

Результаты этого эксперимента прекрасно согласуются с данными огромного количества психологических исследований, посвященных чтению. Чтобы понять слово, его обязательно нужно произнести мысленно? Или же стадию проговаривания можно пропустить и перейти от буквенной цепочки сразу к ее значению? Возможно и то, и другое: все зависит от самого слова. Употребительные слова, а также те, которые пишутся не так, как произносятся, направляются прямо в лексические области средней височной доли – в эксперименте Симоса скорость ее активации служила надежным фактором скорости называния. Редкие и неизвестные слова, а также те, что произносятся так, как пишутся, испытуемые сначала проговаривают мысленно, задействуя слуховые области верхней височной доли, и лишь затем восстанавливают их значение. В эксперименте Симоса скорость называния таких слов определялась задержкой, с которой «вспыхивали» слуховые области.