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

Разумеется, эти выводы не окончательные. Относительно низкое пространственное разрешение изображений мозга не позволяет увидеть, какие именно нейроны реагируют на «ОтЕлЬ», «ОТЕЛЬ» и «отель»: одни и те же или разные. Совокупная активность, вызванная этими буквенными цепочками, может быть одинаковой, а задействованные нейроны – разными. Следовательно, идентичный паттерн активации не является доказательством того, что инвариантность относительно регистра реализуется именно в этом месте.

Эта проблема могла бы показаться неразрешимой, если бы не хитрая методика, позволяющая измерить реакцию мозга на пары слов, возникающих последовательно[147]. В каждом испытании участникам показывают два стимула друг за другом. Идея состоит в том, чтобы сравнить совокупную активность, вызванную одним и тем же словом, напечатанным в верхнем и нижнем регистре (например, «отель», за которым следует «ОТЕЛЬ»), и двумя разными словами (например, «радио», за которым следует «ОТЕЛЬ»). Из результатов опытов над животными мы знаем, что нейроны очень чувствительны к повторам. Они быстро адаптируются к возобновляющимся стимулам и при предъявлении во второй раз реагируют не так интенсивно. Новый образ, напротив, провоцирует мгновенную вспышку активности. Таким образом, сигнал МРТ, который сначала гаснет, а затем усиливается, косвенно сообщает нам, что нейроны заметили повтор стимула и его последующее изменение. Манипулируя формой объекта, мы можем установить, что считается повторением для данной конкретной области. Например, определяет ли она «отель» и «ОТЕЛЬ» как одно слово или как разные?

В идеале испытуемые не должны знать, что слова повторяются. В противном случае уровень внимания существенно падает. Поскольку это ведет к ослаблению сигнала МРТ, который распространяется на связанные со вниманием области, невозможно определить, что именно он отражает: локальную перцептивную инвариантность или глобальное изменение общего состояния внимания.

В своей экспериментальной работе я всеми силами старался предотвратить сознательное восприятие повторяющихся слов. Первое слово в каждой паре всегда появляется на очень короткий срок, составляющий не более 29 миллисекунд (чуть меньше продолжительности одного кинокадра). Это стандартные условия для подпорогового восприятия. Первое слово невидимо: оно зажато между двумя бессмысленными наборами геометрических фигур. Вместо него испытуемые воспринимают лишь краткое мерцание, а затем следует второе слово – единственное, которое они видят сознательно. Контрольные эксперименты подтверждают отсутствие какой бы то ни было информации о скрытом слове.

Удивительно, но замаскированное слово активирует часть нейронных цепей, отвечающих за чтение. В частности, область «буквенной кассы» реагирует на повторы слов – в этом случае ее активность уменьшается (рис. 2.12). Примечательно, что реакция ее одинакова независимо от того, в каком регистре напечатаны слова: в одном («ОТЕЛЬ» – «ОТЕЛЬ») или в разных («отель» – «ОТЕЛЬ»). В других областях мозга такой специфический эффект не наблюдается. Например, активность отделов затылочной доли, вовлеченных в низкоуровневую зрительную обработку, снижается, когда второй визуальный стимул является точной копией первого («ОТЕЛЬ» – «ОТЕЛЬ»), но сохраняется на прежнем уровне, если меняется регистр («отель» – «ОТЕЛЬ»). По всей вероятности, они кодируют только элементарные признаки, а потому интерпретируют любое изменение как новый зрительный объект, даже если на самом деле это одно и то же слово, только в разном виде. «Буквенная касса», напротив, выполняет более абстрактную операцию: она распознает, что «а» и «А» представляют собой один и тот же стимул. Таким образом, визуализация активности мозга показывает, что эта область одновременно вычисляет как пространственную, так и регистровую инвариантность[148].

Рис. 2.12. Письменные слова могут быть распознаны зрительной системой без участия сознания. В этом эксперименте первое слово предъявлялось в течение очень маленького промежутка времени (29 миллисекунд). Маскирующие фигуры, появлявшиеся непосредственно перед ним и сразу после него, делали слово невидимым. Тем не менее это неосознаваемое слово ускоряло реакцию испытуемых на его повтор, представленный позже в качестве сознательно видимой цели (вверху справа). Визуализация результатов сканирования показала, что за этот эффект подпорогового прайминга (предшествования) отвечает левая затылочно-височная область. При повторении слова ее активность уменьшалась, причем даже в тех случаях, когда его графическая форма менялась с верхнего регистра на нижний (по материалам статьи Dehaene et al., 2001). Адаптировано с разрешения Nature Neuroscience.