проведенное анатомами из Лозанны (Швейцария), показало: нейроны вентральной части височной доли передают информацию в центры, расположенные гораздо дальше друг от друга, чем предполагали эксперименты на обезьянах [171]. Поскольку эти редкие проводники практически невидимы при магнитно-резонансной томографии, ученые, проводившие исследование, были вынуждены ждать особого стечения обстоятельств. По чистой случайности один из их пациентов умер через три недели после инсульта, произошедшего в правой затылочно-височной области. Анатомы обработали его мозг специальным химическим раствором, который окрасил нервные окончания, погибшие недавно. Это позволило выявить все прямые связи, исходящие из очага поражения. Оказалось, что правая зрительная область проецирует информацию на самые разные участки коры, в том числе и на левое полушарие. Хотя связи были обнаружены практически везде, их плотность достигала максимума в речевых центрах, особенно в зоне Брока (нижняя лобная кора) и области Вернике (задняя часть верхней височной коры).
Если строение мозга симметрично, можно с уверенностью утверждать, что левая затылочно-височная область посылает сопоставимое количество проекций в оба полушария. Таким образом, краткий обзор коннективности мозга позволяет предположить, что «буквенная касса» выполняет функцию своеобразного коммутатора в сети, отвечающей за чтение. Идущие из нее волокна веером распространяются во всех направлениях и передают данные о внешнем виде слова множеству других областей одновременно. [172]
Прямое доказательство такой параллельной передачи информации было получено Ксенией Маринкович, Андерсом Дейлом, Эриком Халгреном и их коллегами из Массачусетского технологического института. Они первыми проследили путь, который совершает письменное слово внутри мозга. Но главное – им удалось это сделать в режиме реального времени [173]. При помощи современной 204-канальной системы исследователи измеряли крошечные магнитные поля, генерируемые синхронными разрядами множества нейронов. Они также разработали новое программное обеспечение, которое превращало эти сигналы в фильм. Таким образом ученые смогли наблюдать последовательную активацию различных участков коры, то есть основные стадии процесса чтения (рис. 2.17). Конечно, получившиеся изображения были лишь реконструкцией, а не настоящими снимками коры, но на сегодняшний день это самая реалистичная картина того, какой маршрут проходит слово в мозге.
Рис. 2.17. Вне зависимости от того, каким образом слово попадает в мозг (по зрительным или слуховым путям), активность охватывает одну и ту же совокупность речевых областей. Изображения, полученные с помощью магнитоэнцефалографии, представляют собой моментальные снимки задействованных участков коры спустя разное время после появления слова. Для облегчения визуализации складки коры сглажены с помощью специального компьютерного алгоритма. При чтении слов (справа) первые признаки активности регистрируются через 100 миллисекунд, на затылочном полюсе. Спустя 170 миллисекунд она распространяется на левую затылочно-височную область, «буквенную кассу» мозга, которая извлекает зрительную форму слова. После этого «вспыхивают» височные и лобные области левого полушария, большинство из которых также участвуют в обработке устной речи (слева) (по материалам статьи Marinkovic et al., 2003). Использовано с разрешения Neuron.
Как и ожидалось, первым активировался затылочный полюс, участвующий в первичной зрительной обработке. Примерно через 170 миллисекунд активность смещалась в левое полушарие, непосредственно в область «буквенной кассы». Через 250 миллисекунд после появления слова «вспыхивали» и другие участки коры. Стимуляция распространялась на височные доли, активируя верхнюю, среднюю и нижнюю височные области обоих полушарий. Наконец, через 300 миллисекунд в левом полушарии «включались» височный полюс, передняя островковая доля и зона Брока. Этот паттерн активации сохранялся в течение нескольких сотен миллисекунд с дальнейшим распространением в лобные зоны и неожиданным возвратом в задние зрительные области.
На мой взгляд, самое интересное в этом эксперименте то, что примерно через 250 миллисекунд активные зоны уже не ограничивались только зрительным восприятием – все они одинаково хорошо реагировали на устное слово. Следовательно, в цепной реакции, сопровождающей чтение, «буквенная касса» – последняя область, отвечающая за исключительно визуальную обработку слова. Зрительные области, лежащие за ее пределами, работают в тесной связи с сетями, отвечающими за устную речь.
Звук и смысл
Как мы знаем из главы 1, психологи приняли двухмаршрутную модель чтения. Они утверждали, что мозг включает два параллельных пути, которые могут использоваться одновременно, в зависимости от того, что нужно прочитать:
• Редко употребляемые слова и неологизмы движутся по фонологическому пути, который преобразует буквенные цепочки в звуки речи.
• Часто используемые слова, а также те, что пишутся не так, как произносятся, распознаются с помощью ментального лексикона, обеспечивающего доступ к их идентичности и значению.
Эта теория была положена в основу целой серии нейровизуализационных исследований, в рамках которых ученые пытались установить, какие области мозга преимущественно отвечают за произношение, а какие определяют значение слова.
Для проверки этой модели можно использовать две стратегии. Первая состоит в измерении мозговой активности во время чтения буквенных цепочек разных типов. Хотя сама задача фиксирована, стимулы подобраны таким образом, чтобы задействовать один из двух путей. Например, в ходе некоторых экспериментов исследователи сравнивали чтение реальных слов, таких как «house» («дом») или «pants» («брюки»), с чтением псевдослов, например «houts» или «panse» [174]. Области, интенсивно реагирующие на настоящие слова, считаются частью лексического маршрута, а зоны, «вспыхивающие» при прочтении псевдослов, – частью прямого фонологического пути. Это логично: поскольку в непосредственном ментальном лексиконе слово «houts» отсутствует, такая буквенная цепочка может быть прочитана только посредством преобразования букв в звуки.
Рис. 2.18. Два маршрута чтения, обеспечивающие доступ к значению и звукам речи, задействуют разные области мозга. Повторный анализ множества экспериментов показывает, что после этапа общей зрительной обработки (вверху слева) за доступ к значению слова (вверху справа) и декодирование букв в звуки речи (внизу) отвечают два набора нейронных цепей в коре. Эти цепи переплетаются и иногда сходятся в одной анатомической области. Например, в нижней лобной коре, по-видимому, сосуществуют отдельные области, отвечающие за определение смысла и артикуляции (по материалам статьи Jobard, Crivello, & Tzourio-Mazoyer, 2003). Использовано с разрешения Neuroimage.
Ученые попытались ответить и на другие вопросы. Например, влияет ли популярность слов на активацию мозга, в результате чего малоупотребительные слова, например «секстант» или «потир», ведут себя как псевдослова и следуют по пути от букв к звуку? Различает ли мозг слова, произношение которых соответствует написанию (например, «bloom»), и слова вроде
