Язык и мозг. Нейробиология раскрывает главную тайну человека

11 апреля 1861 года в парижскую клинику Биситре доставили 51-летнего сапожника Леборна. С юности он страдал от эпилептических припадков. А в 30 лет начались проблемы с речью. Он произносил лишь tan (пора) и Sacre nom d… (чёрт возьми). Люди дали ему прозвище месье Тан. Затем парализовало его правую руку и ногу. Поль Брока (1824–1880) обследовал пациента и обнаружил, что месье Тан его понимает. Мускулы его языка и лица тоже были в полном порядке. Через неделю пациент умер. При вскрытии пациента Брока бросились в глаза размякшие вторая и третья извилины левой лобной доли. На следующий день он объявил перед Парижским обществом антропологии, что нашёл центр языка в мозге.

В этом же году к Брока поступил ещё один пациент с похожей проблемой. Месье Лелонг на протяжении девяти лет произносил только пять слов. Его вскрытие выявило поражение мозга меньшего размера, чем у месье Тана, но с более чёткими границами. Врач заключил, что в третьей лобной извилине слева находится центр речи[3].

Поль Брока законсервировал мозги обоих пациентов в спирте и передал их в Парижский музей. В 2007 году команда учёных под руководством Нины Дронкерс просканировала их в магнитно-резонансном томографе (МРТ). Оказалось, что мозг Леборна и Лелонга был повреждён сильнее, чем предполагал Брока.

Центр понимания речи обнаружил молодой немецкий врач Карл Вернике (1848–1905). 7 октября 1873 года он работал в больнице в Бреслау, куда доставили 75-летнюю пациентку. Медперсонал сначала принял её за глухую. Через несколько дней Вернике понял, что старушка всё же слышит, но не понимает речь. Говорила она какую-то белиберду – бессмысленную, но грамматически правильную речь. Через два месяца пациентка умерла. При вскрытии Вернике увидел вместо левой первой височной доли желтоватую кашу.

Центры производства и понимания речи получили имена открывших их исследователей – Брока и Вернике соответственно.

Первая модель языка в мозге

Чтобы понять, как работают сложные системы, учёные создают их упрощённые копии – модели. Они собирают данные, описывают, как происходит тот или иной процесс. Выдвигают гипотезы, что и как может ещё происходить. И проверяют их на моделях.

Самую первую модель обработки языка предложил Карл Вернике 140 лет назад. В 1874 году – на тот момент ему было всего 26 лет – он опубликовал диссертацию, в которой первым описал сенсорную афазию, обобщил и проанализировал свои наблюдения и находки Брока. Многое из того, что он предположил в своём труде, подтвердилось много лет спустя.

Вернике считал, что моторный и сенсорный центры речи соединяются друг с другом напрямую и обмениваются информацией через нервные пути. Благодаря этому ребёнок может повторять слова за взрослыми. Слово – это шаблон, состоящий из звуков, которые мы слышим, и движений для его произнесения. Зона Вернике сравнивает последовательность звуков с командами, которые хранит центр Брока, а также с их определённым значением. Центр Брока отправляет команды на произнесение слов в моторные зоны, управляющие движениями мускулов рта, губ, языка и других речевых органов. Он связывает звуковую форму с движениями.

Но где в мозге проходит этот путь? Первое предположение Вернике – через островковую долю, которая прячется внутри мозга. Позже оказалось, что эту задачу выполняет другой путь – дугообразый пучок – толстый канат из нервных волокон, проходящий сверху над зонами Брока и Вернике. Когда повреждён этот пучок, люди не могут повторять новые и незнакомые им слова.

Вернике понимал, что должен быть ещё один путь, который связывает звуки со значениями. И проходит он, скорее всего, через высшие когнитивные зоны. Молодой врач разделил мнение значимого в то время учёного Людвига Лихтгейма. В 1885 году Лихтгейм заявил, что концепт роза не лежит ни в одной части мозга. Потому что он состоит из суммы разных значений – например, красный, колючий, растение, романтика. Они рассеяны по разным частям мозга и связаны с языковыми центрами.

Рис. 1 Собственный чертёж К. Вернике центра Вернике. (Автор: Carl Wernicke – http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010945208001111MarcoCatani. The arcuate fasciculus and the disconnection theme in language and aphasia: History and current state. Cortex. Volume 44, Issue 8, September 2008, Pages 953–961., Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25229287)