Что мы теряем

Безусловно, основное влияние грамотности на мозг носит положительный характер: обучение чтению дает нам выраженное когнитивное преимущество. Однако если гипотеза нейронного рециклинга верна, то у грамотности есть своя цена. Чтение оккупирует нейронные цепи, предназначенные для другой цели, и, вероятно, приводит к потере некоторых когнитивных способностей, которые человек приобрел в ходе эволюции.

Этот аргумент основан на следующем наблюдении: на определенном уровне реорганизация коры – это «игра с нулевой суммой». За редким исключением, количество корковых нейронов фиксировано. Те, что будут посвящены распознаванию слов, уже не смогут выполнять другие функции. Таким образом, приобретение навыка чтения, скорее всего, ведет к сужению коркового пространства, доступного для иных видов умственной деятельности. Гипотеза нейронного рециклинга заставляет нас задуматься о том, не обладали ли наши неграмотные предки зрительными навыками, которые мы утратили?

Прежде чем я продолжу, я бы хотел подчеркнуть, что эта гипотеза носит спекулятивный характер и не имеет экспериментального обоснования. Все имеющиеся данные об утрате мозговых компетенций в результате обучения чтению неоднозначны и крайне скудны. Во‑ первых, до сих пор точно не установлено, действительно ли корковая оболочка фиксирована и не способна к развитию. Хотя число нейронов имеет свой предел, синапсы определенно пластичны. Даже в мозге взрослого человека научение может радикально трансформировать нейронные связи. Дерево дендритов и аксонов, определяющих количество клеток, которые взаимодействуют с определенным нейроном, корректируется в зависимости от сложности окружающей среды. Подобные колебания открывают целую вселенную пластичности, границы которой пока неизвестны. Научение едва ли является подлинной игрой с нулевой суммой: внешняя стимуляция нередко приводит к значительному увеличению плотности нейронных связей.

Помимо этого, мы не уверены, что один нейрон не может выполнять несколько функций одновременно. Как показывают исследования, «ассоциативные» нейроны в префронтальной, височной и теменной коре участвуют в разных нейронных ансамблях. Нейрон теменной коры, например, может реагировать на определенное количество объектов, а также на движение – то есть осуществлять две, казалось бы, не связанные между собой операции[351].

Научение уточняет нейронный код. Нетренированному мозгу присуща значительная избыточность, причем многие клетки выполняют одну и ту же функцию грубой дискриминации. Научение приводит к более точным репрезентациям, когда каждый нейрон реагирует на узкий диапазон стимулов. Когда обезьяна, например, осваивает задачу на мануальное распознавание, ее нейроны начинают реагировать на более тонкую полосу кожи. Карта коры, представляющая тактильные сигналы от соответствующих пальцев, расширяется и становится точнее. Занятия музыкой влияют на людей аналогичным образом. Пианистам и скрипачам свойственны более обширные и точные корковые карты левых рук, особенно если они начали играть в раннем детстве.

Во время тактильной тренировки карта пальцев вторгается на близлежащие территории, обычно отвечающие за плечо или лицо. Хотя это может отрицательно сказаться на восприятии других частей тела, верно и обратное: занятия могут привести к положительному переносу. То, что нейроны усвоили для функции А, может оказаться полезным для функции Б. Мануальная ловкость скрипачей, вероятно, повышает их способность к обучению печатному делу или шитью.

Итак, мы пока не знаем, является ли суммарный эффект научения всегда положительным, или возможны случаи, когда он окажется отрицательным. Вернемся к чтению. Распознавание букв, вероятно, повышает остроту зрения. И действительно, образованные люди лучше воспринимают геометрические фигуры, чем безграмотные[352]. В настоящее время такие сравнения позволили выявить только положительные следствия грамотности. До сих пор не было проведено ни одного серьезного исследования, которое дало бы ответ на следующий вопрос: может ли чтение негативно влиять на когнитивные функции, и если да, то на какие? Многие фундаментальные вопросы, связанные с корковыми предшественниками чтения, по‑ прежнему остаются без ответа. За что отвечала наша «буквенная касса» до того, как мы научились читать? Играла ли эта область важную роль в эволюции? Есть ли у нее изначальная и четко определенная функция, которая исчезает у опытных читателей?

Антропологи, изучающие амазонских, новогвинейских и африканских охотников‑ собирателей, не устают удивляться способности аборигенов читать мир природы. С какой удивительной легкостью они расшифровывают следы животных! Тщательный осмотр сломанных веток или едва заметных отпечатков на грязи подсказывает им, какое животное здесь побывало, его размеры, направление, в котором оно двигалось, а также целый ряд других подробностей, важных для охоты. В большинстве своем мы «неграмотны» в отношении всех этих естественных подсказок. Вполне возможно, что расшифровка следов животных и есть корковый предшественник чтения. Если эволюция сумела изобрести такие вещи, как орлиный глаз или прыжок леопарда, то, несомненно, могла модифицировать и зрительный мозг охотника. Интенсивное избирательное давление, обусловленное миллионами лет взаимодействия между хищником и добычей, вероятно, заставило участок коры головного мозга специализироваться на считывании следов животных.

Мои размышления подтверждает китайская историческая традиция. Согласно легенде, на изобретение китайской письменности людей вдохновили следы животных. Во время правления императора Хуан‑ Ди (около 2600 года до нашей эры) один из его министров, Цан Цзе, счел, что следы разных видов птиц представляют собой набор легко узнаваемых форм, и использовал их для создания первых китайских иероглифов.

Эта легенда напоминает мистическую метафору книги Природы, захватившую воображение многих богословов и ученых, включая Галилея. Возможно, мы медленно учимся расшифровывать природный мир, как если бы он был открытой книгой, написанной Богом. Луис де Гранада, богослов, писатель и проповедник XVI века, в своем «Введении в символ веры» писал:

Что есть весь этот видимый мир, если не большая и чудесная книга, которую ты, Господь, написал и поднес к глазам народов всего мира?.. Что же тогда представляют собой все творения этого мира, столь прекрасные и совершенные, как не богато освещенные буквы, провозглашающие изящество и мудрость их автора?

Аналогичные убеждения высказывает сэр Томас Браун, английский писатель XVIII века:

Перст Божий оставил надпись на всех своих произведениях, не графическую или составленную из букв, но из их различных форм, составов, частей и операций, которые удачно соединяются вместе, образуя одно слово, выражающее их природу.

Спустимся с этих мистических высот и вернемся к реальной жизни, в лабораторию. Как можно проверить гипотезу о корковой конкуренции между чтением слов и распознаванием следов животных? В первую очередь необходимо отобрать ряд естественных изображений, таких как лица, человеческие тела, животные, следы, деревья, растения, минералы, реки и облака. Затем мы должны изучить паттерны активности, которые они вызывают на поверхности зрительной коры. Проблема с этим экспериментом заключается в том, что он требует выполнения двух условий: а) сравнения двух групп людей одного возраста – грамотной и неграмотной; б) жесткого контроля всех остальных аспектов их зрительной среды.

Хотя это трудно осуществить, игра стоит свеч. Такое исследование точно покажет, нарушает ли усвоение навыка чтения существовавшую ранее мозаику зрительной активации. По мере формирования реакции на письменные слова некоторые участки коры могут смещаться, сужаться или вообще исчезать. Не исключено, что навык чтения приводит к заметному ослаблению реакции на следы животных, а также к ее смещению в сторону правого полушария или даже полному уничтожению.

На момент написания книги ни одна из этих идей не была проверена экспериментально. Хотя моя исследовательская группа надеется восполнить этот пробел в ближайшие несколько лет, главное препятствие будет заключаться в выявлении популяции неграмотных субъектов, доступных для сканирования с учетом всех этических соображений. Тем временем понятие корковой конкуренции, обусловленной нейронным рециклингом, может быть изучено на примере других областей мозга. Все мы знаем людей, увлеченных той или иной категорией визуального опыта, например автомобилями или птицами, и готовых тратить на них столько же времени, сколько некоторые из нас посвящают чтению. Что, если мозг любителя автомобилей, способного мгновенно отличить Studebaker Gran Turismo от Alfa Romeo Giulietta, тоже реорганизован? Ведут ли знания о десятках разновидностей таких птиц, как шилоклювка и вальдшнеп, к развитию совершенно новой области мозга? Наконец, имеет ли экспертность такого рода свою когнитивную цену?

Некоторые из этих вопросов в настоящее время изучаются структурой «экспертов по экспертам» под руководством канадского психолога Изабель Готье и ее коллег. Помимо специалистов по автомобилям и птицам, они привлекли к исследованию несколько оплачиваемых добровольцев. Последние часами изучали забавные виртуальные фигурки «greebles», бросающие вызов системе зрительного распознавания.

Томография головного мозга показала, что все три разновидности узкоспециализированных знаний усиливают затылочно‑ височные реакции на соответствующие объекты. Зрительный мозг автолюбителя лучше реагирует на машину Studebaker, чем на шилоклювку. В мозге орнитологов, естественно, происходит прямо противоположное[353].

Готье и Майкл Тарр пришли к выводу, что экспертные знания систематически вторгаются в области коры, ранее отвечавшие за обработку лиц. В итоге между лицами и автомобилями (или птицами) возникает конкуренция, поскольку и те, и другие обрабатываются в одной «экспертной» области[354]. Как показывают данные, реакция на лица заметно снижается при соперничестве этой категории с репрезентацией других объектов, будь то автомобили или смоделированные фигурки[355]. Во время теста на восприятие лиц эксперты по машинам и птицам теряли несколько баллов, если эффективность распознавания лица измерялась путем оценки способности мозга объединять его части в однородное целое («холистическое» восприятие).

Хотя эти результаты неокончательны, они наводят на мысль, что в идее корковой конкуренции, являющейся прямым следствием гипотезы нейронного рециклинга, может быть зерно истины. Посвящая время чтению или орнитологии, мы «торгуем» корковым пространством. Очевидно, это уменьшает ресурсы мозга, доступные для других навыков. В первую очередь страдает наша способность распознавать лица.