Прямо сейчас ваш мозг совершает подвиг. Как человек научился читать и превращать слова на бумаге в миры и смыслы

Нейрорадиолог Эйна Пьюс стала первым ученым, использовавшим чувствительность и высокое пространственное разрешение фМРТ для изучения зрительной «мозаики» у разных людей. Так, во время сканирования она показывала испытуемым лица и бессмысленные наборы букв, такие как «XGFST». В обоих случаях активировались две небольшие специализированные области: лица преимущественно стимулировали нижнюю часть веретенообразной извилины, в то время как слова возбуждали соседний участок в затылочно-височной борозде (рис. 2.7)[130]. Это неожиданный результат. Если каждая область коры действительно отвечает за определенную категорию, разделение труда должно носить бессистемный характер и случайным образом меняться от одного человека к другому. Но это не так – овладение чтением, по всей видимости, является крайне стабильным процессом, который систематически направляет информацию в одни и те же «горячие» точки мозга.

С другой стороны, степень специализации зрительной коры не следует переоценивать. Хотя некоторые участки, визуализируемые в рамках грубой пространственной шкалы фМРТ, демонстрируют выраженное предпочтение стимулов определенных категорий, они реагируют не только на них. Как впервые показал Джим Хаксби и его коллеги из Национального института здоровья, наша кора вовсе не разделена на отдельные зоны с четкими границами. Скорее зрительные области, обрабатывающие разные сигналы, накладываются друг на друга[131]. Зоны, которые наиболее интенсивно реагируют на лица, откликаются и на другие категории объектов – например, слова, инструменты или животных. Однако нельзя забывать, что размер вокселя (трехмерного пикселя), визуализируемого с помощью фМРТ, составляет два-три миллиметра с каждой стороны. По клеточным меркам это огромная площадь, охватывающая до миллиона нейронов и даже больше. По этой причине неудивительно, что не всем этим клеткам свойственны одинаковые предпочтения. При увеличении пространственного разрешения до одного миллиметра категориальная избирательность становится очевидной: некоторые участки коры реагируют исключительно на одну группу объектов, например на лица

[132]. В ходе экспериментов над животными ученым удалось записать активность отдельных нейронов внутри такого участка. Данные показывают, что подавляющее большинство из них действительно откликаются на лица[133].

Рис. 2.7. Визуализация мозга показывает области зрительной коры, специализирующиеся на распознавании лиц и буквенных цепочек. Показ чередующихся изображений лиц и бессмысленных наборов букв активирует разные участки левой вентральной зрительной коры. У пяти испытуемых эти области организованы одинаково – реакция на буквы всегда более латеральна, чем на лица (по материалам статьи Puce et al., 1996). Адаптировано с разрешения Journal of Neuroscience.

Обобщив результаты всех этих исследований, мы получим мозаику нейронов зрительной коры, каждый из которых специализируется на определенной категории форм. Нейроны с похожими предпочтениями склонны группироваться вместе, образуя так называемые кластеры. Поскольку зачастую они перемешаны с другими клетками, возникают зоны частичных предпочтений. Один участок реагирует на лица, другой – на предметы, третий – на цифры или буквы. Чтобы хоть как-то обозначить эти зоны, ученые называют их «область лица» или «область формы слова». Хотя в подобных ярлыках, безусловно, есть своя польза, помните: все, что мы видим на самом деле, – это пиковые реакции на лица или слова, а не сами нейроны. Пики, систематически обнаруживаемые в одном и том же месте у разных испытуемых, говорят одно, но на заднем плане всегда находятся и другие менее заметные вершины. Не исключено, что они играют не менее важную роль в процессе чтения или распознавания лиц. В конечном счете каждая закодированная визуальная категория представляет собой ландшафт из долин и холмов, который покрывает нижнюю поверхность двух полушарий и свидетельствует о невероятной сложности нашей системы зрения.

Насколько быстро мы читаем

Слова и лица предпочитают не только разные участки коры, но и разные полушария. В распознавании слов доминирующую роль играет левое полушарие, а лиц – правое. Хотя на начальных стадиях оба полушария стимулируются одинаково, через несколько десятков миллисекунд слова перенаправляются влево, а лица – вправо. Такая латерализация является еще одной неизменной и существенной особенностью чтения.

Если бы мы полагались только на ПЭТ и фМРТ, скорость этого процесса сортировки навсегда осталась бы для нас тайной. Оба метода, основанные на измерении кровотока и оксигенации, слишком медленны для визуализации мозговой активности в реальном времени. При активации коры кровоток усиливается только через несколько секунд. Подобно астроному, анализирующему свет, излученный звездами в далеком прошлом, фМРТ позволяет видеть мозговую активность, возникшую несколько секунд назад. Такие задержки сильно ограничивают наблюдения за работой мозга.