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

Как мы увидим далее, метафора культурной эпидемии отлично подходит для письменности: первичные источники инфекции возникли в Плодородном полумесяце (древний Шумер), Китае и Южной Америке, а избирательные периоды распространения чередовались с длительными периодами застоя. Если чтение сумело завладеть человеческим разумом настолько, что теперь составляет характерную особенность нашей грамотной культуры, то это потому, что оно нашло свою естественную нишу в затылочно-височной коре и ее связях. Способность этой области распознавать слова и передавать информацию о них другим отделам мозга – результат эволюционного процесса, протекавшего в два этапа:

• Первый этап: медленное формирование эффективных механизмов инвариантного распознавания объектов в ходе эволюции млекопитающих.

• Второй этап: быстрая культурная адаптация систем письменности к этой корковой нише в ходе культурной эволюции за последние 5000 лет.

Согласно этой точке зрения, область «буквенной кассы» развилась для распознавания естественных образов, но не букв и слов. Тем не менее эволюция наделила ее способностью учиться, благодаря которой она может превращаться в считывающее устройство. Все существующие системы письменности фактически используют элементарные формы, которые способна репрезентировать эта область.

Итак, кора вовсе не формировалась специально для письма – для этого не было ни времени, ни достаточного эволюционного давления. Скорее, это письменность развивалась с целью соответствовать особенностям коры – так, чтобы даже мозг примата мог с легкостью ее усвоить.

Нейроны для чтения

Если нейронные сети, изначально предназначенные для зрительного распознавания объектов, адаптируются к овладению чтением, то нам по-прежнему нужно убедительное описание того, как клетки в области «буквенной кассы» распознают написанные слова менее чем за одну пятую доли секунды. Какой тип нейронного кода записан в коре опытного читателя? Присваиваются ли каждой букве, слогу и слову свои собственные нейроны? Как эти клетки располагаются на поверхности коры?

Детальная карта нейронов, отвечающих за чтение, пока не составлена. В настоящее время средства визуализации человеческого мозга не могут распознать отдельные клетки. Однако наши обширные знания о мозге других приматов позволяют строить предположения о природе нейронного кода для чтения. Хотя большинство теоретических моделей сильно недооценивают истинную сложность нервной системы, они могут послужить основой для новых экспериментальных работ и привести к изобретению новых методов нейровизуализации. Исходя из этого, я и мои коллеги предложили предварительную модель нейронной архитектуры для чтения (рис. 3.9)[250].

В основу нашей модели положен хорошо известный факт, что вентральная зрительная система организована в виде иерархии, охватывающей область от затылочного полюса в задней части мозга до передних отделов височной доли. Как я уже объяснял, при переходе с одного иерархического уровня на следующий размер рецептивного поля нейронов увеличивается в два-три раза. Это означает, что они реагируют на все более крупные участки сетчатки. Параллельно с этим возрастает и сложность элементов, вызывающих возбуждение нейронов, а также их стабильность относительно размера, положения и освещения.

Рис. 3.9. Гипотетическая модель нейронной иерархии, поддерживающей зрительное распознавание слов. На каждом следующем уровне нервные клетки учатся реагировать на сочетание реакций нейронов предыдущего, более низкого уровня. В нижней части пирамиды, обеспечивающей распознавание слов и изображений, клетки обнаруживают локальные контрасты и ориентированные полосы. По мере того как мы поднимаемся выше, специализация нейронов возрастает. Они обнаруживают буквы, пары букв (биграммы), затем морфемы и маленькие слова. На каждой стадии рецептивное поле расширяется в два-три раза. Клетки начинают реагировать независимо от положения слова и деталей изображения (по материалам статьи Dehaene et al., 2005). Использовано с разрешения Trends in Cognitive Science.