За пределами «буквенной кассы»

 

Любое увиденное нами слово проходит через область «буквенной кассы», которая играет доминирующую и универсальную роль в распознавании письменной речи. Но что происходит дальше, после разбиения слов на буквы, графемы и морфемы? Куда идет эта информация? Какие пути позволяют нам определять произношение и смысл?

Проследить основные нервные волокна, передающие информацию от зрительной системы к остальной части мозга, нам поможет анатомия. Как показывает диффузионная МРТ, разные области коры соединены крупными пучками связей. В частности, недавно был визуализирован один из важнейших таких путей – нижний продольный пучок, проходящий через всю височную долю, от ее самой задней части до переднего полюса[170]. Его анатомия говорит о том, что он собирает информацию из всех областей мозга, связанных со зрением, включая «буквенную кассу», и передает ее дальше по височной доле. Помимо него, соседние височные области последовательно соединены локальными U‑образными волокнами, создающими петли обратной связи (рис. 2.16). Все эти нервные кабели, заключенные в биологический изолятор под названием миелин, обеспечивают быструю передачу письменных слов по всей височной доле.

 

Рис. 2.16. Левая затылочно‑височная область, расположенная в задней части мозга, анализирует написанные слова и передает информацию в другие отделы по крупным пучкам волокон, которые можно визуализировать с помощью диффузионной МРТ. На снимке показана реконструкция длинного анатомического пути – нижнего продольного пучка, который проецируется на передний отдел височной доли. Кроме того, по всей поверхности коры проходят многочисленные U‑образные волокна, последовательно соединяющие соседние области (по материалам статьи Catani et al., 2003). Использовано с разрешения Oxford University Press.

 

Однако нельзя забывать, что методы нейровизуализации позволяют нам видеть только крупные структуры человеческого мозга, не вдаваясь в более мелкие детали. Вполне вероятно, что некоторые важные связи не так плотно «упакованы» в макроскопические пучки, а потому современная аппаратура их просто не распознает. Чтобы увидеть устройство мозга во всех его подробностях, нужен микроскоп. Патологоанатомическое исследование, 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 «blood»[175], которые произносятся не так, как пишутся? Психологическая двухмаршрутная модель утверждает, что первые обрабатываются в рамках фонологического пути (от букв к звуку), тогда как вторые могут быть правильно прочитаны только после распознавания их ментальным лексиконом.

Второй метод, дополняющий первый, состоит в предъявлении человеку списка слов и различных заданий[176], акцентирующих информацию определенного характера. Так, в одном блоке испытаний участников просят определить наличие (или отсутствие) рифмы между словами. Это фонологическая задача, требующая перехода от графем к фонемам и мысленного проговаривания звуков речи. В другой серии испытаний участники должны решить, являются ли два слова синонимами. Это семантическая задача, привлекающая внимание к смыслу и предполагающая доступ к ментальному лексикону. Наконец, в третьем блоке испытуемых просят определить, заканчиваются ли два слова на одни и те же буквы, независимо от того, как они произносятся (например, «napkin» и «mountain»). Это орфографическая задача. В каждом случае ожидается усиление активности в областях, кодирующих информацию в соответствующем заданию формате.

В целом оба метода дают одинаковые результаты[177]. Два маршрута чтения действительно связаны с разными областями мозга (рис. 2.18). Поэтому можно утверждать, что за звук и смысл отвечают отдельные сети. По‑видимому, нейровизуализационные исследования подтверждают психологическую модель.

 

От букв к звукам

 

Маршрут, используемый для преобразования букв в звуки, главным образом задействует верхние отделы левой височной доли, играющие важную роль в анализе звуков речи. Кроме того, выраженная активность наблюдается в левой нижней префронтальной и прецентральной областях коры, участвующих в артикуляции. Однако именно в верхнем отделе височной доли буквы и звуки встречаются впервые. Чтобы в этом убедиться, ученые провели простой эксперимент (рис. 2.19)[178]. Во время фМРТ испытуемые либо видели буквы, либо слышали звуки речи, либо выполняли то и другое действие одновременно. При совместном представлении буква и звук могли быть конгруэнтны (совпадающими) – например, буква «о» и звук [о] – или инкогруэнтны (несовпадающими) – например, буква «a» и звук [о]. На буквы реагировала обширная зона в верхней височной доле, а на совместимые буквы и звуки – лишь небольшая подобласть, так называемая planum temporale, или височная площадка. «Правильные» пары «буква – звук» вызывали усиление ее активности, а конфликт между ними – ослабление. Благодаря магнитоэнцефалографии исследователи смогли точно установить время, которое на это требуется. Преобразование буквы в звук начинается через 225 миллисекунд после появления буквы на сетчатке, а ее совместимость с произносимым звуком распознается примерно через 400 миллисекунд[179].

Сразу несколько признаков указывают на то, что planum temporale является одной из важнейших областей для декодирования речи. Она асимметрична: большая часть ее поверхности расположена в левом полушарии. Многие исследователи рассматривают такое анатомическое строение как одну из вероятных причин латерализации речи в левом полушарии. Еще до рождения человека левая planum temporale является больше правой; в течение первых нескольких месяцев жизни мозг младенца асимметрично активируется в ответ на звуки речи[180]. В детстве эта область быстро учится обрабатывать релевантные речевые звуки и игнорировать ненужные[181]. Например, японцы не слышат разницу между [р] и [л], поскольку в их языке эти звуки не используются для различения слов. Такая своеобразная форма «лингвистической глухоты» зарождается в левой planum temporale и соседних областях, которые к концу первого года жизни окончательно теряют способность различать [р] от [л].

Будучи местом встречи зрительных и слуховых сигналов, planum temporale, несомненно, играет важную роль в формировании навыка чтения. Действительно, она идеально приспособлена для заучивания соответствий между буквами и звуками.

Когда ребенок учится декодировать буквы «б» и «а» в звук [ба], его planum temporale одновременно воспринимает и буквы, и речевые сигналы, а потому легко может установить контакт между ними. В дальнейшем связь между графемами и фонемами приобретает автоматический характер. Фактически этот процесс становится машинальным настолько, что буква «а» в паре с «неправильным» звуком [о] заставляет верхний отдел височной коры подавать сигнал о несоответствии.

 

Рис. 2.19. Верхняя часть височной области вносит важный вклад в преобразование букв в звуки. Нейровизуализация позволяет разграничить зрительные области, реагирующие на буквы, и слуховые области, которые активируются в ответ на звуки речи. Часть верхней височной коры (показана белым) мультимодальная. Это означает, что она отвечает как на звуковые, так и на зрительные сигналы. В пределах этих областей более мелкие секторы чувствительны к соответствию между буквой и звуком, сопровождающим ее (по материалам статьи van Atteveldt et al., 2004). Адаптировано с разрешения Neuron.

 

Точные пути, используемые для преобразования букв в звуки, пока изучены не до конца. В случае одной буквы верхняя часть височной доли, вероятно, получает информацию непосредственно из первичных зрительных областей. Цепочка букв требует более сложной обработки, включающей разбиение на графемы и слоги. Подобный процесс носит последовательный характер и, вероятно, задействует нижнюю часть теменной области, расположенную прямо над planum temporale [182]. Эта область, вместе с зоной Брока, создает фонологический контур, который активируется всякий раз, когда мы повторяем что‑то мысленно. Он принадлежит к артикуляционной или фонологической петле, отвечающей за сохранение информации (скажем, телефонного номера) в вербальной памяти[183]. По всей видимости, этот буфер необходим для произношения длинных слов – например, для расшифровки такой фармацевтической формулы, как ацетилсалициловая кислота (аспирин).

 

Доступ к смыслу

 

Система, анализирующая значение слов, сильно отличается от той, что преобразует буквы в звуки. Семантика задействует широкий спектр областей; некоторые из них показаны на рис. 2.18. Примечательно, что ни одна из них не специализируется исключительно на письменных словах. Все они, скорее, «срабатывают» в ответ на мысли о понятиях, передаваемых устными словами[184] или даже образами[185]. На самом деле их легко можно локализовать с помощью классического теста на ассоциации, при прохождении которого человека просят определить, какая из трех картинок лишняя – пирамида, пальма или молоток.

Некоторым из этих семантических областей присуща одна характерная особенность: они могут активироваться еще до того, как испытуемого попросят выполнить конкретное задание. Задняя височно‑теменная область, в частности, функционирует даже тогда, когда мы находимся в состоянии покоя в темноте. Как правило, она не увеличивает свою активность при прочтении письменных и устных слов, зато «деактивируется» ниже начального уровня при предъявлении бессмысленных псевдослов[186]. Почему? Как только мы просыпаемся, наш мозг мгновенно «включается» в работу и анализирует, что происходит вокруг. Поскольку данный процесс задействует семантическую сеть, манипулирующую словами и образами, многие области не отключаются даже тогда, когда мы находимся в состоянии покоя. Из‑за такой непрекращающейся фоновой работы фМРТ не имеет абсолютного нуля, который позволил бы идентифицировать активность, вызванную внешней стимуляцией. В некоторых зонах, таких как угловая извилина, чтение слов, имеющих смысл, вызывает такую же реакцию, что и непрерывный шум, а потому не приводит ни к каким дополнительным изменениям – можно подумать, будто эта область вообще не связана с чтением! Однако если стимул не наделен значением (как псевдослово «ларпик»), то спонтанная активность ненадолго ослабевает, из‑за чего аппарат фиксирует временную «деактивацию». Это явное свидетельство того, что эта область на самом деле участвует в чтении слов.

Поскольку даже в состоянии покоя уровень активности постоянно меняется, области мозга, кодирующие смысл, невозможно визуализировать непосредственно. Для их изучения требуются более тонкие экспериментальные методы. Об одном из них мы уже говорили – это метод прайминга. Возьмем слова «sofa» («софа») и «couch» («диван»). По сути они обозначают одно и то же, хотя и составлены из разных букв. Джо Девлин и его коллеги[187] предъявляли подобные синонимы в парах: первое слово испытуемые воспринимали на скрытом уровне, а второе видели осознанно. Как оказалось, семантическое сходство распознавала только левая средняя височная область. На два синонима эта зона реагировала слабее, чем на слова с несвязанными значениями, например «honey» («мед») и «couch» («диван»). В отличие от синонимов, которые активировали ее только один раз, пара обычных слов требовала кодирования двух разных смыслов, а, значит, и более длительного периода активности. С помощью аккуратных манипуляций Девлин и его коллеги продемонстрировали существенное различие в кодировании слов средними и вентральными отделами левой височной доли. Как я уже подробно объяснял выше, вентральная область «буквенной кассы» занимается только зрительным кодированием букв. Девлин обнаружил, что ее активность снижалась всякий раз, когда слова визуально выглядели похоже («hunt» и «hunter»[188]), причем даже в тех случаях, если их значения не имели ничего общего («horn» и «horny»[189]). Кроме того, эта область не воспринимала тот факт, что «sofa» и «couch» означают примерно одно и то же. Это неудивительно: именно так должен вести себя участок, сконцентрированный исключительно на буквах. Левая средняя височная кора, напротив, демонстрировала выраженную чувствительность к семантически связанным парам слов, таким как «sofa»/«couch» или «hunt»/«hunter», и не попадалась в ловушку внешне похожих пар вроде «horn»/«horny».

Другие исследования подтвердили, что левая средняя височная кора действительно специализируется на значении целых слов. У японских читателей это единственная область, способная распознать одно и то же слово на кандзи и на кане, хотя знаки этих двух систем письменности визуально никак не связаны между собой[190]. То же касается и семантических отношений между услышанными словами[191]. Очевидно, эта область кодирует фрагменты значения слов, причем независимо от того, как именно человек приходит к смыслу: это может быть изображение, устное слово или написанная буквенная цепочка.

Разумеется, смысловые сети мозга не ограничиваются простой обработкой отдельных слов. Зоны, лежащие ближе к передней части височной доли, судя по всему, отвечают за значения слов в предложении[192]. Другая область, расположенная спереди от нее, в нижней лобной коре, выбирает один смысл из нескольких возможных. В частности, она срабатывает вместе с височными областями, когда мы слышим предложения, содержащие сразу несколько многозначных слов[193], например «the shell was fired toward the tank»[194]. Только представьте, с чем приходится иметь дело этим участкам мозга, когда мы читаем такие двусмысленные газетные заголовки, как:

 

Некоторые вещи / фрагменты Рока Хадсона будут проданы на аукционе

Глухонемой, обвиняемый в убийстве, вновь предстанет перед судом / Глухонемой вновь обретет слух, если кого‑нибудь убьет

По словам судьи Ханг, двое преступников смогут избежать наказания / Двое преступников избежали наказания, судью повесили

Любители молока все чаще выбирают сухое молоко / Любители молока превращаются в пепел

В полдень продавцы автомобилей услышат ток‑шоу о машинах / В полдень продавцы автомобилей услышат, как машина заговорит

Сексуальное воспитание откладывается, учителям требуется тренировка / подготовка

Пеките печенье вместе с детьми / Используйте детей при выпечке печенья[195]

 

Несмотря на то, что исследователям удалось определить целый ряд задействованных областей, вопрос, как на самом деле кодируется значение слова в коре мозга, по‑прежнему остается открытым. Процесс, позволяющий нейронным сетям объединяться и «обретать смысл», практически не изучен. На сегодняшний день мы знаем одно: смысл не может быть ограничен несколькими областями и, вероятно, зависит от множества нейронов, распределенных по всей коре. При этом лобные и височные области, отмеченные на рис. 2.18, являются лишь верхушкой айсберга. Хотя эти зоны активируются всякий раз, когда мы получаем доступ к сути слова, похоже, они не хранят само значение, а лишь облегчают доступ к семантической информации, содержащейся в других частях коры. Согласно неврологу Антонио Дамасио[196], это своеобразные «зоны конвергенции», собирающие и посылающие сигналы в другие отделы. По всей вероятности, они объединяют разрозненные фрагменты смысла в структурированные совокупности нейронов, составляющие подлинную нейронную основу значения слова.

Возьмем глагол «кусать». Как только вы вспомните, что он означает, в вашем воображении мгновенно всплывут образы определенных частей тела (рта и зубов), их движения и даже, возможно, воспоминания о боли, вызванной укусом. Все эти фрагменты действий и ощущений объединены под единым заголовком – «кусать». Связь работает в обоих направлениях. С одной стороны, мы произносим это слово всякий раз, когда говорим о конкретной последовательности событий, а с другой – звук или вид этого слова вызывает в нашем разуме множество смыслов.

Латеральная височная область, по‑видимому, служит связующим звеном между формой слов и элементами, составляющими их значение. Эту зону можно разделить на подобласти, каждая из которых специализируется на определенной категории слов. Лица, люди, животные, инструменты, овощи – все эти категории соотносятся с частично обособленными участками мозга, собирающими фрагменты смысла из разных источников. Так, теменная доля отвечает за числа и части тела, затылочная область V4 – за цвета, область V5 – за движения, прецентральная и передняя теменные области – за действия и жесты, поле Бродмана 10 – за намерения и убеждения, височный полюс – за имена собственные.

Особую роль в изучении этого феномена играет анализ повреждений мозга. Допустим, инсульт нередко приводит к частичной потере тех или иных узкоспециализированных знаний. Некоторые больные, например, утрачивают все знания о животных. Они не узнают их на картинках[197] и не могут ответить на такие элементарные вопросы, как: «Где живет лев? Какого цвета слон?» При этом знания во всех прочих сферах, например о глаголах, инструментах или известных людях, сохраняются. У других больных «выпадают» не животные, а какая‑то другая категория. Такие категориально‑специфические нарушения, как правило, связаны с очагами поражения, локализованными в разных местах левой височной и лобной долей[198]. Функциональная визуализация подтверждает: каждый раз, когда мы думаем о существительных или глаголах, животных или инструментах, «вспыхивают» разные области коры[199].

Более тонкие семантические различия практически не исследованы. Недавно Фридман Пульвермюллер и его коллеги сравнили реакцию мозга на слова, которые принадлежали к глаголам действия, но имели разное содержание. Некоторые глаголы, такие как «кусать» или «целовать», вызывали движения рта, другие – рук («писать», «бросать»), третьи – ног и ступней («пинать», «ходить»)[200]. Наблюдалась удивительная фрагментация смысла: глаголы разных типов активировали разные участки премоторной коры в строгом соответствии с «моторным гомункулом», или корковой картой нашего тела. Таким образом, можно утверждать, что значение слова буквально заключено в наших мозговых сетях. Последовательность букв имеет смысл только в том случае, если в течение нескольких сотен миллисекунд вызывает множество признаков, рассеянных в сенсорных, моторных и абстрактных картах мозга.

Пытаясь связать каждое слово с его семантическими признаками, иерархические связи височной доли решают так называемую проблему моделирования смыслов. Как подчеркивает Фердинанд де Соссюр, формы и значения согласованы произвольно: любая буквенная цепочка может представлять любое понятие. Однако когда мы учим язык, эта случайность исчезает. Мы не можем не видеть животное за словом «лев» и не можем прочесть слово «жираф» как глагол – благодаря связям височной доли, каждое из этих слов закреплено за множеством нейронов, распределенных в коре и придающих ему смысл.

 

Метафора приливной волны

 

Вероятно, самый простой способ описать то, как активация распространяется на десятки фрагментов смысла, рассеянных в мозге, – это сравнить ее с приливной волной. В некоторых реках во время прилива наблюдается любопытный феномен: дважды в день в устье скапливаются массы воды, образуя волновой фронт. При определенных условиях такая волна может пройти десятки миль вверх по течению. Соленая вода не проникает так далеко; бор – это резкое повышение уровня воды, которое синхронно распространяется по всей системе реки. Только вид с самолета или спутника может дать полную картину этого удивительного природного явления. В течение нескольких минут во всех рукавах одновременно поднимается уровень воды – только потому, что они впадают в одно и то же море.

По всей видимости, написанное или произнесенное слово активирует фрагменты смысла примерно так же, как приливная волна охватывает все речное ложе. Если вы сравните слово «молоко» с псевдословом «кромл», то единственное отличие будет заключаться в размере корковой приливной волны, которую они могут вызвать. Известное слово резонирует в сетях височных долей и генерирует поток синхронизированных колебаний, которая возбуждает миллионы нейронов. Эта приливная волна доходит даже до отдаленных областей коры, последовательно контактируя со многими ансамблями нервных клеток, каждый из которых кодирует фрагмент значения слова. Неизвестное слово, даже если оно проходит через первые стадии зрительного анализа, не находит отклика в коре, и вызванная им волна быстро распадается на бесформенную пену.[201]

Можно ли отследить мозговую приливную волну в реальном времени? В 1995 году я продемонстрировал поразительную скорость, с которой работает лексический доступ во время чтения[202]. В ходе эксперимента я показывал испытуемым цепочки букв, одновременно записывая электроэнцефалограммы с 64 электродов. Некоторые стимулы, например «PGQLST», состояли исключительно из согласных и, следовательно, нарушали основные правила правописания английского языка. Другие образовывали слова, относящиеся к четырем категориям: числа, имена собственные, животные и глаголы действия. Отслеживая изменения напряжения на поверхности черепа каждую миллисекунду, я смог определить продолжительность двух главных этапов чтения: орфографического фильтра, который отсеивает недопустимые буквенные цепочки, и семантического фильтра, сортирующего слова в зависимости от их значения. Чтобы отделить бессмысленные цепочки согласных от настоящих слов, требовалось всего 180 миллисекунд. Топография теста показала, что эта первичная фильтрация происходит в левой затылочно‑височной области «буквенной кассы». Еще через 80 миллисекунд четыре категории слов активировали разные секторы коры. Получается, нужно всего четверть секунды, чтобы приливная волна достигла берегов смысла.

В настоящее время более продвинутые методы магнитоэнцефалографии позволяют отслеживать волну активации не только через череп, но и через саму поверхность коры. С помощью этой технологии можно снять фильм в замедленном темпе и выявить последовательность областей, с которыми контактирует слово. Панайотис Симос и его коллеги из Техасского университета проследили траектории, по которым движутся слова в коре. В ходе эксперимента участники произносили буквенные цепочки, которые относились к трем категориям:

• Псевдослова, такие как «trid» или «plosh», составленные в соответствии с орфографическими правилами английского языка. Все эти буквенные цепочки отсутствуют в ментальном лексиконе и могут быть произнесены только путем преобразования букв в звуки. Поскольку этот маршрут дает доступ к произношению без учета значения, они должны активировать верхние височные области, связанные со звуками речи, но не средние височные области, сопряженные со смыслом.

• Псевдоомофоны, такие как «hed» или «wimen», которые звучат как существующие слова, но написаны с ошибками. Как и стимулы первой группы, они требуют преобразования букв в звуки. Однако восстановленное произношение мгновенно дает доступ к смыслу. В этом случае логично ожидать, что первой «вспыхнет» верхняя височная область, после чего активность распространится на среднюю височную кору.[203]

• Реальные слова, такие как «have» или «eye», которые часто встречаются в английском языке, но не подчиняются правилам чтения. При их появлении соответствующие области должны активироваться в обратном порядке. Чтобы восстановить произношение, слово необходимо найти в ментальном лексиконе. Следовательно, приливная волна сначала охватит зоны, отвечающие за лексику и семантику, и только затем те, что кодируют речевые звуки.[204]

 

Результаты соответствовали ожиданиям. Первые 150–200 миллисекунд мозговая активность оставалась ограничена зрительной затылочной корой, после чего распространялась на левую область «буквенной кассы». До этого никаких заметных различий между тремя категориями стимулов не наблюдалось. Затем псевдослова и псевдоомофоны активировали верхнюю височную область, в том числе левую planum temporale, которая отвечает за репрезентацию произношения звуков речи. Иррегулярные слова активировали левую среднюю височную область, которая содержит семантическую «зону конвергенции», и только позже вызывали вторичную волну возбуждения в слуховых областях. Наконец, семантические области практически не реагировали на псевдослова, лишенные смысла, но срабатывали, хотя и с опозданием, на омофоны вроде «hed».

Результаты этого эксперимента прекрасно согласуются с данными огромного количества психологических исследований, посвященных чтению. Чтобы понять слово, его обязательно нужно произнести мысленно? Или же стадию проговаривания можно пропустить и перейти от буквенной цепочки сразу к ее значению? Возможно и то, и другое: все зависит от самого слова. Употребительные слова, а также те, которые пишутся не так, как произносятся, направляются прямо в лексические области средней височной доли – в эксперименте Симоса скорость ее активации служила надежным фактором скорости называния. Редкие и неизвестные слова, а также те, что произносятся так, как пишутся, испытуемые сначала проговаривают мысленно, задействуя слуховые области верхней височной доли, и лишь затем восстанавливают их значение. В эксперименте Симоса скорость называния таких слов определялась задержкой, с которой «вспыхивали» слуховые области.