Графемы и фонемы: проблема курицы и яйца

 

На сегодняшний день мы плохо представляем себе причинно‑следственную цепочку, которая связывает приобретение зрительных и лингвистических навыков. Ребенок сначала разбивает речевые сигналы на фонемы и только потом понимает смысл букв? Или, наоборот, ребенок понимает природу буквенного кода до того, как обнаруживает, что речь состоит из фонем? По всей вероятности, это очередная проблема курицы и яйца. Эти два типа навыков настолько тесно связаны между собой, что невозможно сказать, что появляется первым: графема или фонема. Очевидно, обе они возникают одновременно и акцентируют друг друга.

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что дошкольники, которым легко даются фонологические игры, такие как рифмовка, учатся читать быстрее[328]. Более того, манипулирование речевыми звуками в раннем возрасте повышает как фонематическую осведомленность, так и скорость чтения. В связи с этим многие исследователи убеждены, что фонематическая осведомленность является необходимым условием формирования навыка чтения. Другими словами, открытие фонем предшествует выявлению графем.

Однако не так давно Энн Каслс и Макс Колтхарт[329] заметили, что причинно‑следственная связь между фонематической осведомленностью и овладением чтением не так однозначна, как кажется. Большинство экспериментов в этой сфере были проведены с участием детей, которые уже выучили некоторые буквы, а потому могли использовать эти знания для сегментации речи. Кроме того, Каслс и Колтхарт подчеркнули важную роль, которую играет орфография в фонематической обработке. Если вы спросите детей, сколько звуков они слышат в слове «rich», они скажут три (r‑i‑ch), а в слове «pitch» – четыре (p‑i‑t‑ch). Хотя оба слова на самом деле состоят из четырех фонем, письменный код оказывает существенное влияние на их восприятие[330]. Аналогичным образом, если вы попросите девятилетнего ребенка убрать звук [n] в таком слове, как «bind», должно быть, он произнесет [bid], а не правильный вариант [bide]. Это еще одна ошибка, связанная с орфографией[331]. Вкратце, решая задачи на фонематическую осведомленность, дети автоматически задействуют знания письменного кода. Эксперимент с неграмотными взрослыми (носителями китайского языка) – прямое доказательство того, что без специального обучения алфавитному коду сознательного управления фонемами не возникает.

Судя по всему, в основе связи между освоением графем и фонем лежит постоянное обоюдное взаимодействие, или «спиральная причинность». Освоение букв привлекает внимание к звукам речи, а анализ звуков речи улучшает понимание букв, и так по бесконечной спирали, обеспечивающей одновременное формирование графемного и фонемного кодов.

Непосредственно отследить развитие двух кодов позволяют ошибки, которые допускают при чтении дети. Во всех языках фонологическая стадия характеризуется так называемыми ошибками регуляризации. Ребенок, который только учится читать, может преобразовать несколько букв в звуки, но обычно терпит неудачу, если слово читается не так, как пишется. Например, слово «key» он произнесет [kay], а не [ki: ][332].

Другой признак – эффект сложности слогов. Многие первоклассники с легкостью читают простые слоги с согласной, за которой следует гласная (СГ), но не слоги с несколькими согласными подряд (СГС, ССГС и так далее). Сложные слова, такие как «strict» (СССГССС), вообще не могут быть расшифрованы начинающим читателем[333].

Эти наблюдения свидетельствуют о том, что процесс овладения чтением предполагает постепенный переход от простых правил к сложным. Сначала ребенок учится читать буквы – такие как «b» или «k», – произношение которых следует четким правилам. Затем он учится расшифровывать более сложные и редкие графемы. Он обнаруживает приемлемые комбинации согласных, например «bl», «str», а также запоминает особые их сочетания, например суффикс – tion, читающийся как [ʃən]. Опытный читатель – это прежде всего человек, который имплицитно знает большое количество префиксов, корней и суффиксов и без труда связывает их как с произношением, так и со значением.

 

Орфографическая стадия

 

Когда ребенок достигает определенного уровня компетенции, начинается третья, орфографическая стадия. Шаг за шагом формируется обширный лексикон зрительных единиц разных размеров, содержащий огромный пласт информации о частотности не только самих этих единиц, но и их «соседей». На этом этапе скорость чтения уже не определяется главным образом длиной слова или сложностью графем. Она зависит скорее от того, как часто встречается слово: редкие слова ребенок читает медленнее. Другим важным фактором является количество соседей. Например, слово «моль», окруженное такими употребительными соседями, как «соль» и «боль»[334], читается с меньшей скоростью. Все это отражает постепенное становление второго пути чтения – лексического маршрута, дополняющего декодирование букв в звуки.

Вероятно, наиболее очевидная особенность орфографической стадии заключается в том, что длина слова перестает играть свою роль. На фонологической стадии дети расшифровывают слова медленно и последовательно, по одной букве зараз. Соответственно, чем больше букв в слове, тем ниже скорость чтения[335]. На орфографической стадии, когда чтение становится более беглым, эффект длины постепенно исчезает. Именно поэтому у взрослых он практически отсутствует: мы обрабатываем все буквы слова одновременно, по крайней мере в коротких словах (до восьми букв).

Таким образом, для орфографической стадии характерны возрастающий параллелизм и эффективность. Появляется более компактный код, репрезентирующий всю буквенную цепочку за один «снимок». Этот нейронный анализ, организованный подобно иерархическому дереву, может быть без труда передан областям мозга, вычисляющим значение и произношение.

 

Мозг юного читателя

 

Психология предполагает три основные фазы формирования навыка чтения, но их церебральные аналоги пока не определены. Есть ли у каждой стадии своя собственная характеристика мозга? Иными словами, уникален ли набор областей, активных на каждом этапе развития чтения?

Гипотеза нейронного рециклинга утверждает, что специализация зрительной системы происходит постепенно. Отсюда следует, что на первой, графической стадии, когда дети воспринимают слова как картинки, четкой специализации быть не должно: в чтении задействованы оба полушария. С опытом активная зона должна постепенно смещаться к левой затылочно‑височной области «буквенной кассы», отвечающей за зрительное распознавание слов у опытных взрослых.

Если бы мы могли увидеть отдельные нейроны или корковые колонки, мы бы обнаружили масштабные изменения в нейронном микрокоде. Согласно гипотезе рециклинга, каждый урок чтения приводит к нейронной реконверсии: одни зрительные нейроны, ранее связанные с распознаванием объектов или лиц, теперь участвуют в идентификации букв; другие – частых биграмм; третьи – префиксов, суффиксов или повторяющихся слов. Параллельно с этим меняется и нейронный код для устной речи. По мере формирования фонематической осведомленности код трансформируются в более утонченную структуру, в которой фонемы представлены явно. Наконец, если бы мы могли проследить за ростом нервных волокон и рассортировать их в зависимости от функции, мы бы увидели регулярную, похожую на расческу проекцию, которая связывает каждую зрительную единицу с соответствующим ей произношением.

Прежде чем мы двинемся дальше, я должен подчеркнуть, что современные инструменты визуализации не позволяют нам отслеживать развитие навыка чтения непосредственно в мозге ребенка. Вероятно, пройдет еще много лет, прежде чем это станет возможным. Хотя первые снимки детского мозга были получены с помощью функциональной МРТ в конце 1990‑х годов, визуализация развития этого органа до сих пор остается сложной задачей.

Проблема не в этике – в детских больницах МРТ используется уже более 20 лет, даже с новорожденными. Никаких побочных эффектов до сих пор не обнаружено. Ниже хорошо известного порога воздействие магнитных полей безопасно (при условии, конечно, что в зону действия магнита не попадают металлические предметы). Во время испытаний на безопасность некоторые виды животных находились всю жизнь под влиянием очень сильных магнитных полей, и каких‑либо неблагоприятных последствий для их биологического развития не было выявлено[336].

Настоящая проблема с визуализацией развития носит методологический характер. Получить чистые данные в миллиметровом масштабе из мозга маленького ребенка за те полчаса, которые длится сканирование, чрезвычайно трудно. Во всем мире на такой подвиг способны лишь несколько лабораторий. Как правило, во время первого визита дети изучают макет сканера, привыкают к его шуму, примеряют наушники и очки. Кроме того, они должны научиться лежать совершенно неподвижно. Коллеги из Института Саклера в Нью‑Йорке изобрели устройство, которое воспроизводит любимые мультфильмы детей, но тут же выключается, как только они двигают головой. Проникнувшись своей миссией, малыши охотно забираются в «космический корабль» (сканер) и участвуют в МРТ‑экспериментах.

Немногочисленные результаты, полученные на сегодняшний день, показывают, что у человека в возрасте семи лет вид текста активирует нормальную сеть для чтения[337]. Область «буквенной кассы» в левой затылочно‑височной коре расположена там же, где и у взрослых. Активны и латеральные височные области. К сожалению, такого рода исследования дают только один моментальный снимок и не позволяют отследить формирование навыка чтения от начала до конца. Чтобы проследить эволюцию этих активаций во времени, необходимы лонгитюдные исследования, предполагающие многократное сканирование одних и тех же детей. Такие испытания пока не проводились: родители неохотно соглашаются участвовать в проектах, рассчитанных на несколько лет и требующих ежемесячных визитов в лабораторию.

В настоящее время единственные достоверные данные получены в рамках «кросс‑секционных» исследований. Подобные эксперименты заключаются в тестировании детей разных возрастных групп. Как оказалось, возраст и скорость чтения соотносятся с активностью мозга. За последние 10 лет Беннетт и Салли Шейвиц из Йельского университета в сотрудничестве с Кеном Пью, ныне работающим в лаборатории Хаскинса, обследовали сотни юных читателей. Полученные ими результаты позволили выявить четкую динамику. По мере совершенствования навыка чтения активация левой затылочно‑височной области возрастает в том самом месте, где у взрослых расположена «буквенная касса»[338]. Активность этой зоны сильнее коррелирует со скоростью чтения, чем с возрастом ребенка. Это значит, что она представляет собой подлинную корковую основу овладения этим навыком, а не просто предопределенный эффект созревания мозга.

В небольшой группе детей, менее однородной по возрасту, исследователь из Джорджтаунского университета Гвиневер Иден не обнаружила усиления активности левой затылочно‑височной области при формировании навыка чтения. Однако она заметила явное снижение активности правой затылочно‑височной области – зеркального двойника «буквенной кассы» в правом полушарии[339]. Это наблюдение согласуется с гипотезой о том, что научение включает в себя процесс выборочного прунинга[340]. Изначально письменные слова, как и любой другой зрительный образ, вызывают паттерн двусторонней активации. Затем зона активности начинает сужаться и постепенно приобретает более ограниченный фокус, который представляется оптимальным. Нечто подобное прогнозировал Сэмюэль Ортон, отец‑основатель психологии чтения и дислексии. Еще в 1925 году он утверждал, что «процесс научения чтению влечет за собой исключение из фокуса внимания образов памяти недоминантного [правого] полушария»[341].

Усиление строгой локализации функции чтения наиболее отчетливо прослеживается в записях электрической и магнитной активности детского мозга[342]. До начала обучения чтению вид написанного слова не приводит к быстрой активации левого полушария, которая наблюдается у взрослых примерно через 170–200 миллисекунд и отражает стабильное распознавание буквенных цепочек. По всей видимости, на самых ранних стадиях овладения чтением за разграничение слов и буквенных цепочек отвечает правая затылочно‑височная область. Эта модель правосторонней активации вполне может составлять нейрональную основу «логографической» стадии Уты Фрит. В течение этого периода ребенок запоминает «моментальные снимки» знакомых слов и распознает их по общей форме подобно тому, как взрослый человек узнает знакомые лица. Через несколько лет печатные слова начинают вызывать гораздо большую активность, чем бессмысленные ряды геометрических фигур[343]. Паттерн активации свидетельствует о том, что в чтении задействована большая часть зрительной системы в обоих полушариях. Латерализованный ответ из области левой «буквенной кассы» впервые появляется примерно в возрасте восьми лет[344], но специализация еще далека от завершения[345]. Даже у 10‑летних детей отрицательный сигнал, возникающий примерно через 170 миллисекунд после предъявления слова, регистрируется только в том случае, если оно употребляется часто и хорошо известно ребенку. Реакция на псевдослова, составленные по всем правилам правописания, например «молтоко» или «коша»[346], отсутствует (в отличие от взрослых). Полной зрелости область «буквенной кассы» достигает только в начале подросткового возраста – при условии, конечно, что ребенок читает регулярно.

Овладение чтением не просто меняет реакцию зрительной коры на письменные слова. Томография показывает масштабные изменения и в речевых областях левого полушария. Выраженные модификации наблюдались в верхней височной борозде и левой нижней префронтальной коре (зоне Брока), связанной с восприятием фонем и артикуляцией. Активация возрастает прямо пропорционально развитию фонематической осведомленности[347], то есть способности мысленно управлять элементарными звуками языка. В системе, отвечающей за устную речь, эти две области, вероятно, служат главными точками опоры для чтения.

 

Неграмотный мозг

 

Грамотность кардинально меняет мозг! Как показывает одно увлекательное исследование, мозговая активность грамотных и неграмотных людей абсолютно разная. Хотя этот эксперимент не имеет прямого отношения к развивающемуся мозгу, он позволяет оценить влияние грамотности на нейронные связи и тем самым проливает косвенный свет на приобретение навыка чтения. В этом случае мозг взрослого помогает понять мозг ребенка.

Чтобы визуализировать основные трансформации, происходящие при формировании навыка чтения, Александр Кастро‑Кальдас и его коллеги сравнили мозг грамотных и неграмотных взрослых[348]. Основная трудность при проведении таких исследований заключается в отборе участников. Неграмотность может быть следствием социальной изоляции, а также генетических или неврологических заболеваний, которые сами по себе могут вызывать глубокие изменения в церебральной активности. В идеале исследователь должен сравнить двух здоровых и в остальном идентичных субъектов – умеющего и не умеющего читать. Чтобы найти неграмотных добровольцев, происходивших из одной социальной и культурной среды, Кастро‑Кальдас воспользовался ситуацией, которая раньше была довольно распространенной в Португалии. В 1930‑е годы родители из бедных слоев населения не могли отправить всех своих детей в школу. По этой причине старшая дочь обычно оставалась дома, чтобы заботиться о младших детях. Сравнив двух сестер из таких семей, мы можем оценить влияние школьного обучения и грамотности на организацию мозга.

В рамках международного сотрудничества в Каролинский институт в Стокгольме прилетели 12 португальских женщин. Половина из них были неграмотными. Во время анатомической МРТ и ПЭТ‑сканирования их просили повторять португальские слова и псевдослова. Результаты показали, что, несмотря на схожий словарный запас, неграмотные испытуемые хуже справлялись с задачей, связанной с псевдословами. Вместо того чтобы добросовестно повторять бессмысленные стимулы, они часто путали их с настоящими словами – например, произносили «capeta» как «cabeza» («голова») или «travata» как «gravata» («галстук»). Такое поведение подтверждает гипотезу о том, что чтение повышает фонематическую осведомленность. Осваивая алфавит, мы приобретаем новую способность раскладывать речь на элементарные составляющие и осознавать отдельные фонемы в устном потоке. Для начитанных взрослых характерен универсальный фонемный код, облегчающий запоминание речевых звуков, даже если они бессмысленны. Неграмотные, у которых этот аналитический код отсутствует, вынуждены полагаться только на грубые аналогии уже знакомых им слов. Такая стратегия сильно ухудшает память на псевдослова.

Визуализация мозга неграмотных испытуемых показала, что за пределами правой префронтальной области, задействованной в извлечении воспоминаний, разница между восприятием на слух слова и псевдослова была минимальна. Это означало, что псевдослова отождествлялись с настоящими словами. Грамотным женщинам была свойственна совсем иная реакция. Наиболее значительные изменения наблюдались в переднем островке – области, расположенной очень близко к зоне Брока и активной у детей во время обучения чтению. Другие различия касались всего левого полушария. Судя по всему, грамотный мозг задействует гораздо больше ресурсов левого полушария, чем неграмотный – даже когда мы просто слушаем речь.

Удивительно, но уровень грамотности не только менял активность мозга во время выполнения заданий по слушанию речи – он вел к трансформациям в самой его анатомии. Так, задняя часть мозолистого тела, соединяющего теменные области обоих полушарий, у грамотных испытуемых была толще, чем у безграмотных[349]. Это макроскопическое наблюдение не только подразумевает значительное усиление обмена информацией между двумя полушариями, но и объясняет увеличение объема вербальной памяти у образованных людей.

В «Федре» Платон пересказывает воображаемый диалог между египетским царем Тамусом и Тевтом, богом с головой ибиса, который изобрел письмо. Тевт говорит: «Эта наука, царь, сделает египтян более мудрыми и памятливыми, так как найдено средство для памяти и мудрости». Царь Тамус возражает:

 

В души научившихся им [письменам] они вселят забывчивость, так как будет лишена упражнения память: припоминать станут извне, доверяясь письму, по посторонним знакам, а не изнутри, сами собою. Стало быть, ты нашел средство не для памяти, а для припоминания. Ты даешь ученикам мнимую, а не истинную мудрость. Они у тебя будут многое знать понаслышке, без обучения, и будут казаться многознающими, оставаясь в большинстве невеждами, людьми трудными для общения; они станут мнимомудрыми вместо мудрых[350].

 

Спустя 4000 лет психологические исследования доказали правоту Тевта и опровергли доводы Тамуса и Платона: научение чтению заметно улучшает вербальную память. Неграмотные люди могут запомнить суть рассказов и стихов, но их вербальная рабочая память (временный буфер, в котором мы храним инструкции, рецепты, имена и телефонные номера) значительно уступает нашей. Хотя более точные методы визуализации позволили распространить мозговые корреляты неграмотности, открытые Кастро‑Кальдасом, на более широкую группу испытуемых, он первым продемонстрировал, что школьное обучение и грамотность трансформируют врожденные возможности нашего мозга. Образно говоря, школа прививает нам вирус чтения. Он быстро распространяется на речевую систему и расширяет объем вербальной памяти. Дети, которые учатся читать, возвращаются из школы «буквально изменившимися». Их мозг уже никогда не будет прежним.

 

Что мы теряем

 

Безусловно, основное влияние грамотности на мозг носит положительный характер: обучение чтению дает нам выраженное когнитивное преимущество. Однако если гипотеза нейронного рециклинга верна, то у грамотности есть своя цена. Чтение оккупирует нейронные цепи, предназначенные для другой цели, и, вероятно, приводит к потере некоторых когнитивных способностей, которые человек приобрел в ходе эволюции.

Этот аргумент основан на следующем наблюдении: на определенном уровне реорганизация коры – это «игра с нулевой суммой». За редким исключением, количество корковых нейронов фиксировано. Те, что будут посвящены распознаванию слов, уже не смогут выполнять другие функции. Таким образом, приобретение навыка чтения, скорее всего, ведет к сужению коркового пространства, доступного для иных видов умственной деятельности. Гипотеза нейронного рециклинга заставляет нас задуматься о том, не обладали ли наши неграмотные предки зрительными навыками, которые мы утратили?

Прежде чем я продолжу, я бы хотел подчеркнуть, что эта гипотеза носит спекулятивный характер и не имеет экспериментального обоснования. Все имеющиеся данные об утрате мозговых компетенций в результате обучения чтению неоднозначны и крайне скудны. Во‑первых, до сих пор точно не установлено, действительно ли корковая оболочка фиксирована и не способна к развитию. Хотя число нейронов имеет свой предел, синапсы определенно пластичны. Даже в мозге взрослого человека научение может радикально трансформировать нейронные связи. Дерево дендритов и аксонов, определяющих количество клеток, которые взаимодействуют с определенным нейроном, корректируется в зависимости от сложности окружающей среды. Подобные колебания открывают целую вселенную пластичности, границы которой пока неизвестны. Научение едва ли является подлинной игрой с нулевой суммой: внешняя стимуляция нередко приводит к значительному увеличению плотности нейронных связей.

Помимо этого, мы не уверены, что один нейрон не может выполнять несколько функций одновременно. Как показывают исследования, «ассоциативные» нейроны в префронтальной, височной и теменной коре участвуют в разных нейронных ансамблях. Нейрон теменной коры, например, может реагировать на определенное количество объектов, а также на движение – то есть осуществлять две, казалось бы, не связанные между собой операции[351].

Научение уточняет нейронный код. Нетренированному мозгу присуща значительная избыточность, причем многие клетки выполняют одну и ту же функцию грубой дискриминации. Научение приводит к более точным репрезентациям, когда каждый нейрон реагирует на узкий диапазон стимулов. Когда обезьяна, например, осваивает задачу на мануальное распознавание, ее нейроны начинают реагировать на более тонкую полосу кожи. Карта коры, представляющая тактильные сигналы от соответствующих пальцев, расширяется и становится точнее. Занятия музыкой влияют на людей аналогичным образом. Пианистам и скрипачам свойственны более обширные и точные корковые карты левых рук, особенно если они начали играть в раннем детстве.

Во время тактильной тренировки карта пальцев вторгается на близлежащие территории, обычно отвечающие за плечо или лицо. Хотя это может отрицательно сказаться на восприятии других частей тела, верно и обратное: занятия могут привести к положительному переносу. То, что нейроны усвоили для функции А, может оказаться полезным для функции Б. Мануальная ловкость скрипачей, вероятно, повышает их способность к обучению печатному делу или шитью.

Итак, мы пока не знаем, является ли суммарный эффект научения всегда положительным, или возможны случаи, когда он окажется отрицательным. Вернемся к чтению. Распознавание букв, вероятно, повышает остроту зрения. И действительно, образованные люди лучше воспринимают геометрические фигуры, чем безграмотные[352]. В настоящее время такие сравнения позволили выявить только положительные следствия грамотности. До сих пор не было проведено ни одного серьезного исследования, которое дало бы ответ на следующий вопрос: может ли чтение негативно влиять на когнитивные функции, и если да, то на какие? Многие фундаментальные вопросы, связанные с корковыми предшественниками чтения, по‑прежнему остаются без ответа. За что отвечала наша «буквенная касса» до того, как мы научились читать? Играла ли эта область важную роль в эволюции? Есть ли у нее изначальная и четко определенная функция, которая исчезает у опытных читателей?

Антропологи, изучающие амазонских, новогвинейских и африканских охотников‑собирателей, не устают удивляться способности аборигенов читать мир природы. С какой удивительной легкостью они расшифровывают следы животных! Тщательный осмотр сломанных веток или едва заметных отпечатков на грязи подсказывает им, какое животное здесь побывало, его размеры, направление, в котором оно двигалось, а также целый ряд других подробностей, важных для охоты. В большинстве своем мы «неграмотны» в отношении всех этих естественных подсказок. Вполне возможно, что расшифровка следов животных и есть корковый предшественник чтения. Если эволюция сумела изобрести такие вещи, как орлиный глаз или прыжок леопарда, то, несомненно, могла модифицировать и зрительный мозг охотника. Интенсивное избирательное давление, обусловленное миллионами лет взаимодействия между хищником и добычей, вероятно, заставило участок коры головного мозга специализироваться на считывании следов животных.

Мои размышления подтверждает китайская историческая традиция. Согласно легенде, на изобретение китайской письменности людей вдохновили следы животных. Во время правления императора Хуан‑Ди (около 2600 года до нашей эры) один из его министров, Цан Цзе, счел, что следы разных видов птиц представляют собой набор легко узнаваемых форм, и использовал их для создания первых китайских иероглифов.

Эта легенда напоминает мистическую метафору книги Природы, захватившую воображение многих богословов и ученых, включая Галилея. Возможно, мы медленно учимся расшифровывать природный мир, как если бы он был открытой книгой, написанной Богом. Луис де Гранада, богослов, писатель и проповедник XVI века, в своем «Введении в символ веры» писал:

 

Что есть весь этот видимый мир, если не большая и чудесная книга, которую ты, Господь, написал и поднес к глазам народов всего мира?.. Что же тогда представляют собой все творения этого мира, столь прекрасные и совершенные, как не богато освещенные буквы, провозглашающие изящество и мудрость их автора?

 

Аналогичные убеждения высказывает сэр Томас Браун, английский писатель XVIII века:

 

Перст Божий оставил надпись на всех своих произведениях, не графическую или составленную из букв, но из их различных форм, составов, частей и операций, которые удачно соединяются вместе, образуя одно слово, выражающее их природу.

 

Спустимся с этих мистических высот и вернемся к реальной жизни, в лабораторию. Как можно проверить гипотезу о корковой конкуренции между чтением слов и распознаванием следов животных? В первую очередь необходимо отобрать ряд естественных изображений, таких как лица, человеческие тела, животные, следы, деревья, растения, минералы, реки и облака. Затем мы должны изучить паттерны активности, которые они вызывают на поверхности зрительной коры. Проблема с этим экспериментом заключается в том, что он требует выполнения двух условий: а) сравнения двух групп людей одного возраста – грамотной и неграмотной; б) жесткого контроля всех остальных аспектов их зрительной среды.

Хотя это трудно осуществить, игра стоит свеч. Такое исследование точно покажет, нарушает ли усвоение навыка чтения существовавшую ранее мозаику зрительной активации. По мере формирования реакции на письменные слова некоторые участки коры могут смещаться, сужаться или вообще исчезать. Не исключено, что навык чтения приводит к заметному ослаблению реакции на следы животных, а также к ее смещению в сторону правого полушария или даже полному уничтожению.

На момент написания книги ни одна из этих идей не была проверена экспериментально. Хотя моя исследовательская группа надеется восполнить этот пробел в ближайшие несколько лет, главное препятствие будет заключаться в выявлении популяции неграмотных субъектов, доступных для сканирования с учетом всех этических соображений. Тем временем понятие корковой конкуренции, обусловленной нейронным рециклингом, может быть изучено на примере других областей мозга. Все мы знаем людей, увлеченных той или иной категорией визуального опыта, например автомобилями или птицами, и готовых тратить на них столько же времени, сколько некоторые из нас посвящают чтению. Что, если мозг любителя автомобилей, способного мгновенно отличить Studebaker Gran Turismo от Alfa Romeo Giulietta, тоже реорганизован? Ведут ли знания о десятках разновидностей таких птиц, как шилоклювка и вальдшнеп, к развитию совершенно новой области мозга? Наконец, имеет ли экспертность такого рода свою когнитивную цену?

Некоторые из этих вопросов в настоящее время изучаются структурой «экспертов по экспертам» под руководством канадского психолога Изабель Готье и ее коллег. Помимо специалистов по автомобилям и птицам, они привлекли к исследованию несколько оплачиваемых добровольцев. Последние часами изучали забавные виртуальные фигурки «greebles», бросающие вызов системе зрительного распознавания.

 

 

Томография головного мозга показала, что все три разновидности узкоспециализированных знаний усиливают затылочно‑височные реакции на соответствующие объекты. Зрительный мозг автолюбителя лучше реагирует на машину Studebaker, чем на шилоклювку. В мозге орнитологов, естественно, происходит прямо противоположное[353].

Готье и Майкл Тарр пришли к выводу, что экспертные знания систематически вторгаются в области коры, ранее отвечавшие за обработку лиц. В итоге между лицами и автомобилями (или птицами) возникает конкуренция, поскольку и те, и другие обрабатываются в одной «экспертной» области[354]. Как показывают данные, реакция на лица заметно снижается при соперничестве этой категории с репрезентацией других объектов, будь то автомобили или смоделированные фигурки[355]. Во время теста на восприятие лиц эксперты по машинам и птицам теряли несколько баллов, если эффективность распознавания лица измерялась путем оценки способности мозга объединять его части в однородное целое («холистическое» восприятие).

Хотя эти результаты неокончательны, они наводят на мысль, что в идее корковой конкуренции, являющейся прямым следствием гипотезы нейронного рециклинга, может быть зерно истины. Посвящая время чтению или орнитологии, мы «торгуем» корковым пространством. Очевидно, это уменьшает ресурсы мозга, доступные для других навыков. В первую очередь страдает наша способность распознавать лица.

 

Разноцветные буквы

 

А – черно, бело – Е, У – зелено, О – сине, И – красно… Я хочу открыть рождение гласных.

Артюр Рембо, «Гласные» [356]

 

Гипотезу, согласно которой овладение чтением конкурирует с уже существующими корковыми репрезентациями, подтверждают данные из весьма неожиданного источника. Некоторые люди, например французский поэт Артюр Рембо, убеждены, что буквы «А», «Е» или «У» – разноцветные. Ощущения такого рода называются синестезией. Синестезия – это причудливое сочетание сенсорных модальностей, которое служит еще одним доказательством нейронного рециклинга[357].

У синестетов пять чувств не разделены, но, по всей видимости, активируют друг друга. Синестезия может принимать разные формы. Один человек видит цвет и движение всякий раз, когда слышит голос или музыку. Другой наблюдает цветной ореол вокруг букв или цифр. Третий убежден, что числа занимают фиксированное положение на внутреннем континууме, который изгибается в двух или трех измерениях[358].

Эти странные заявления – не просто плод воображения поэта. Большинство синестетов вовсе не чудаки, а вполне уравновешенные люди. В их числе – известные деятели искусства (Кандинский, Мессиан, Набоков), ученые (Ричард Фейнман, Никола Тесла) и великое множество самых обычных людей. Каждый настаивает на том, что он просто так видит. Говорят, сам Рембо однажды признался своему другу Эрнесту Делаэ, что написал свое знаменитое стихотворение «Гласные» не просто так: «Мне кажется, иногда я тоже так вижу и чувствую, и я прямо об этом говорю, я рассказываю об этом, ибо нахожу это столь же любопытным, как и все остальное».

Недавние эксперименты показывают, что синестезия сродни перцептивной иллюзии. Описывая буквы, синестеты всегда выбирают одни и те же оттенки, тогда как несинестеты через некоторое время называют оттенки, отличающиеся от тех, которые они озвучивали изначально. Кроме того, синестеты обладают и другими талантами, которые невозможно симулировать[359]. Если среднестатистический человек с трудом находит цифру 2 среди огромного количества цифр 5, так как их формы похожи, то синестеты видят ее сразу, ведь их цвета отличаются (рис. 5.1).

По всей вероятности, важную роль в синестезии играет научение. Синестет видит цветными не все объекты и фигуры – в большинстве случаев это касается только букв и цифр. Именно эти символы усваиваются в позднем детстве. Известны случаи синестезии и во многих других категориях человеческой культуры, таких как устные слова, звуки речи, симфонии, музыкальные инструменты… даже вкус блюд.

Тот факт, что эта особенность возникает исключительно в отношении усвоенных культурных объектов, предполагает тесную связь с природой нейронного рециклинга. Моя гипотеза гласит, что каждый новый культурный объект должен найти свою «нейрональную нишу» на поверхности коры. В ходе этого процесса он вынужден конкурировать с уже существующими репрезентациями. Это нейрональное соперничество может создать временную путаницу на кортикальном уровне[360]. В случае чтения активация, вызванная письменными словами, изначально рассеянна. Она блуждает по зрительной системе, пока окончательно не сконцентрируется в левой затылочно‑височной области «буквенной кассы». Как только это произойдет, остальная часть мозга «сообразит», что нейронные сигналы, поступающие из этой области, теперь кодируют слова, а не цвета. Однако у синестетов, как я предполагаю, нейроны никак не могут «решить», чему себя посвятить: буквам или цветам.

 

Рис. 5.1. Синестезия – перекрестное взаимодействие сенсорных модальностей – может быть связана с частичным сбоем в нейронном рециклинге. Некоторые синестеты утверждают, что видят цифры и буквы разноцветными – например, «а» имеет красный цвет, «е» – синий и так далее. Тесты показывают, что это не смутное субъективное ощущение, а подлинная зрительная иллюзия: синестеты без труда различают цифры 2 и 5, поскольку видят их в разных цветах. У таких людей вид цифр или букв активирует не только левую затылочно‑височную область «буквенной кассы», но и соседнюю область V4, связанную с цветовым зрением. Это ведет к нейронному коду, в котором буквы и цвета смешаны. Другие синестеты видят числа в пространстве – ассоциация, которая может быть связана с частичным пересечением теменных областей, отвечающих за количество и пространство. Использовано с разрешения Эда Хаббарда.

 

С помощью МРТ Эдвард Хаббард смог подтвердить часть этого сценария. Он просканировал несколько взрослых синестетов, которые ассоциировали буквы с цветами, и заметил необычную модель активации[361]. Обычно вид букв возбуждает четко очерченную область коры, задняя часть которой лежит очень близко к другой зрительной области, так называемой зоне V4. Она играет центральную роль в восприятии цвета. Классический способ изолировать зону V4 состоит в том, чтобы сравнить реакции на картинки, составленные из множества цветных прямоугольников, как у голландского художника Пита Мондриана, с