Язык и мозг. Нейробиология раскрывает главную тайну человека

Как же образуются первые нейронные сети слов? Мама много раз показывает малышу мячик и произносит слово. Малыш пытается повторить за мамой. В его мозге в этот момент одновременно зажигаются нейроны в зрительной коре, слуховой, моторной и зоне Брока. Малыш искренне радуется игрушке и общению. В эту сеть подключаются ещё и нейроны из эмоциональных центров. Все эти нейроны связываются в одну крепкую сеть слова «мячик».

Основные нейроны слов сидят в зонах вокруг Сильвиевой борозды, которые обрабатывают звуковые формы слов и артикуляторные движения. Какие ещё нейроны войдут в ансамбль, зависит от значения слова. На рисунке можно увидеть, где расположены нейроны абстрактных слов, слов обозначающих цвета, формы, инструменты, числа и предлоги.

Слова, обозначающие движения, – глаголы – получают дополнительные нейроны в моторных областях мозга. Как раз там, откуда уходит команда мышцам на выполнение этого действия. Испытуемые, находясь в МРТ-сканере, читали на экране слова, обозначающие движения руками, ногами и лицом. Экспериментаторы зафиксировали при этом активность зрительной коры, зоны Брока и Вернике – что вполне ожидаемо. И дополнительно к ним слово лизать активировало моторную зону губ, слово срывать – руки, бить – зону ноги[20].

Рис. 11 Активация зон мозга при чтении слов, обозначающих движения разными частями тела. Языковые зоны вокруг Сильвиевой брозды; Семантические зоны (хабы); Эффекты семантических категорий; Категориальные семантические сети.

Pulverm"uller, F. (2013, September). How neurons make meaning: Brain mechanisms for embodied and abstract-symbolic semantics. Trends in Cognitive Sciences. https://doi.org/10.1016/j.tics.2013.06.004Copyright © 2013 Elsevier Ltd. under the license)

Человечек в мозге

В пятидесятые годы XX века канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд проводил операции на открытом мозге у людей, страдающих эпилепсией. Пациенты при этом находились в сознании. Они не чувствовали боли, но могли разговаривать и выполнять просьбы врача. Он касался электродами под безопасным напряжением разных точек в мозге, а пациенты описывали свои ощущения. Таким образом врач определял зоны в мозге, которые он ни в коем случае не должен был задеть. На основе полученных данных он составил карту моторной и сенсорной коры, где каждый орган нашёл своего нейронного двойника. Такую карту называют гомункулусом. Вот как она выглядит.

Рис. 12 Сенсорный гомункулус в коре. (Автор: OpenStax College, under CC 3.0 license,https://en.wikipedia.org/wiki/File: Sensory_Homunculus-en.svg)

Органы представлены на карте непропорционально их настоящим размерам. Дело в том, что чем активнее мы используем какую-то часть тела, чем больше движений выполняем этим органом, тем больше становится его нейронное отражение в коре. Вот так выглядел бы человек в соответствии с картой Пенфилда. Нетрудно догадаться, какие части самые активные.

Рис. 13 Трехмерная модель сенсорного гомункулуса. (Автор: Mpj29, under CC 4.0 license, https://en.wikipedia.org/wiki/File: Front_of_Sensory_Homunculus.gif)

Слова, обозначающие эмоции, – радость, печаль, ликование, горе – не обозначают никакого предмета или действия. Где же их нейронные довески? В системе, отвечающей за эмоции, и в моторных зонах рук и лица. Если с центром эмоций всё относительно логично, то при чём здесь моторные зоны? Оказывается, значения эмоций зашифрованы в движениях. Когда люди радуются, они улыбаются, уголки губ подняты, смеются. Когда печалятся, голова и плечи опущены, слёзы льются из глаз. Так дети узнают значения эмоциональных слов.

Корица. Ваниль. Чеснок. Уверена, что при прочтении этих слов вы почувствовали их запах. Участники эксперимента читали в МРТ-сканере эти и другие слова-запахи. При этом у них в обоих полушариях мозга возбуждались нейроны в зонах запаха и правой амигдале, которая говорит нам, противный запах или нет. Цветные слова – красный, синий – активируют визуальные зоны, отвечающие за обработку цвета.