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

По всей вероятности, точное представление о нейронной архитектуре для чтения можно получить только одним способом: смоделировать формирование этого навыка на компьютере, строение которого напоминает структуру коры. Однако в настоящее время такая симуляция остается недостижимой мечтой. Чтобы воспроизвести воздействие тысяч часов чтения на миллионы нейронов в области «буквенной кассы», требуется суперкомпьютер, гораздо более мощный, чем любая из машин, существующих на сегодняшний день. Пока мы можем только надеяться, что прогресс в области вычислительной техники, наряду с появлением новых компьютеров, предназначенных для моделирования нейронных сетей, в результате позволит создать адекватную модель читающего мозга.

Тем временем стоит задуматься о том, как такая симуляция могла бы объединить огромное количество существующих систем письменности. В принципе архитектура мозга, читающего латинский алфавит, должна быть применима и к китайским иероглифам. Под влиянием китайского языка в нем должны развиться нейроны, настроенные на часто встречающиеся символы и их внутренние компоненты. В самом деле, большинство иероглифов содержат ограниченное количество семантических и фонетических маркеров, состоящих из нескольких стандартизированных штрихов – встроенного набора зрительных закономерностей, которые легко может уловить иерархический алгоритм обучения. Поведенческие эксперименты показывают, что чтение китайских символов основывается именно на такой иерархической и комбинаторной схеме[269]. Что касается китайских аналогов биграммных нейронов, то пока они не открыты.

Вероятно, что даже у читателей латинского алфавита нейроны со временем становятся чувствительны к единицам разного размера. Для языков с прозрачной орфографией, например итальянского, достаточно относительно скромного запаса детекторов букв и биграмм. Языки с непрозрачной орфографией, такие как английский или французский, напротив, требуют гораздо большего количества нейронов для кодирования таких больших и сложных орфографических единиц, как «ough», «tion» или «ould»[270]. Подобные зрительные закономерности, выходящие за пределы уровня букв, могут быть извлечены только на высших уровнях зрительной иерархии. Таким образом, наша модель предсказывает, что чтение на английском языке, в отличие от чтения на итальянском, должно задействовать области не только более обширные, но и расположенные ближе к передним отделам мозга. Именно это наблюдали Эральдо Паулесу и его коллеги (см. рис. 2.20)[271]. То же справедливо и для японского языка: различия в мозговой активности, вызванной словами на кандзи (требующей запоминания тысяч иероглифов) и кане (содержащей всего 46 слогов), могут быть объяснены заучиванием символов, размер и сложность которых разительно отличаются друг от друга[272]

.

Предпочтения нейронов и их роль в чтении

Хотя сегодня мы знаем, что процесс овладения чтением систематически задействует одну и ту же область коры, причина столь точной локализации до сих пор окутана тайной. Почему область «буквенной кассы» всегда расположена в левом полушарии и почему это верно для всех читателей и систем письменности? Что позволяет этой области обособиться от других зон, участвующих в распознавании объектов и лиц?

Хотя зрительная кора наделена значительной пластичностью, она не является «чистым листом», на котором отпечатываются результаты научения[273]. Сам факт того, что она организована в воспроизводимые субтерритории, расположение которых одинаково у всех людей, подразумевает, что она не эквипотентна. Что же формирует зрительный мозг читателя и объясняет стабильную локализацию процесса чтения? Очевидно, весь секрет в ранних предрасположенностях задействованных нейронов. По всей вероятности, будущим детекторам букв и биграмм изначально присущи особая зрительная чувствительность и проекции на речевые центры, делающие их особенно подходящими для овладения чтением.

Рис. 3.10.

Градиенты зрительной специализации объясняют, почему затылочно-височная область «буквенной кассы» находится в одном и том же месте у всех людей. Один такой градиент охватывает всю длину вентральной зрительной коры (вверху): латеральные области предпочитают изображения, представленные в центре сетчатки, или центральной ямке (показана темно-серым цветом), в то время как области ближе к срединной линии мозга выбирают изображения, отображаемые на периферии (показаны светло-серым цветом). Функции чтения и распознавания лиц, которые требуют тщательного анализа, реализуются корой, предпочитающей фовеальные зрительные стимулы (по материалам статьи Hasson et al., 2002). Использовано с разрешения Neuron.