Язык и мозг. Нейробиология раскрывает главную тайну человека

Воробей Инна

Рис. 2 Классическая модель Вернике – Лихтгейма – Гешвинда. Из: Hagoort, P. (2013). MUC (memory, unification, control) and beyond. Frontiers in Psychology, 4(JUL).Fig.1 (Copyright © 2013 Hagoort. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in other forums, provided the original authors and source are credited and subject to any copyright notices concerning any third-party graphics etc.)

Идея о втором пути

выжила в нейроанатомии и психолингвистике. Анатомические исследования подтвердили, что через этот участок мозга проходит путь, который тоже соединяет языковые центры. Исследователи языка Грегори Хиккок (Gregory Hickok) из университета Калифорнии и его коллега Дэвид Поппель (David Poeppel) из Нью-Йоркского университета в 2000 году возродили идею Вернике о двух путях, соединяющих языковые центры [4] . Но об этом позже.

Модель Вернике – Гешвинда позволяет объяснить семь видов афазий – нарушений речи. Очевидно, что всё намного сложнее, чем она описывает.

4

 https://www.spektrum.de/magazin/das-zweiwegemodell/1122964

Глава 2. Знакомьтесь, мозг!

Как работает мозг? Где в нём прячутся сознание, мышление, память, чувства? Ответить на эти вопросы – значит узнать, кто мы, люди, есть, почему мы именно такие, чем мы отличаемся или, может быть, не отличаемся от животных. Наш богатый духовный мир, которым мы так гордимся, – результат работы мозга. Поняв его, мы поймём себя.

Как узнать, как устроен и как работает какой-то предмет или устройство? Точный ответ знают дети и учёные. Интересующий предмет сначала надо разобрать, а потом снова собрать. На разборку и сборку мозга нейроучёные сегодня получают баснословные суммы. Например, на крупнейший в истории европейский «Проект человеческий мозг» (The Human Brain Project) получают с 2013 по 2023 годы 1,6 миллиарда долларов. Более трёх миллиардов долларов уйдут в американский проект Brain Initiative. Есть ещё японские, корейские, китайские проекты с немалыми бюджетами.

Амбициозная цель исследователей – создать точную работающую модель человеческого мозга. Объём данных, которые содержатся в нашем мозге, поражает воображение – 10²⁴ – йотабайты данных, километры связей между нейронами. Обработать столько информации пока никому не под силу. Для расчёта одной секунды активности человечекого мозга К-компьютеру – четвертому в мире по мощности супер-компьютеру – требуется сорок минут [5] , [6] .

5

 https://naked-science.ru/article/top/10-fastest-supercomputers

6

https://nplus1.ru/material/2018/04/03/govorun-PC

Нейроучёные уже добрались до микроскопического уровня хромосом, ДНК, генов мозга. Но не нашли там ни памяти, ни мышления, ни внимания, ни языка. Как, разобрав компьютер, мы не найдём там ни Windows, ни iOS, а только платы и микросхемы. Учёные уже много знают, что происходит в той или иной части мозга. Они расставляют флажки на карте мозга. Здесь – принятие решений, здесь – движения рук, а здесь – страх, а там – память. Следующий шаг в исследованиях – ответить, почему эта способность находится именно тут.

Как устроен мозг

Желеообразный грецкий орех в нашем черепе состоит из двух половинок – больших полушарий. Они соединены между собой перемычкой – мозолистым телом, которая на латыни красиво называется Corpus callosum. Через него они обмениваются друг с другом информацией.

Своим сходством с грецким орехом мозг обязан бороздам и извилинам. Самые крупные из них учёные используют как ориентиры, чтобы выделить доли – лобную, височную, теменную и затылочную. И ещё одну невидимую

снаружи – островковую, которую можно увидеть, раздвинув лобную и височную доли. Каждая доля отвечает за определённый набор задач. Если грубо упростить, то височная доля обрабатывает звуки, речь, отвечает за память. Лобная – за логику, мышление, принятие решений.

Рис. 3 Доли головного мозга. (Автор: Cherttod – Собственная работа на основе: Brain diagram without text.svg, CC BY– SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23162257

Основные лингвистические процессы разыгрываются вокруг Боковой или Сильвиевой борозды.

Рис. 4 Сильвиева борозда. (Автор: Jimhutchins из английской Википедии, CC BY– SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=804984

Под большими полушариями притаились подкорковые структуры – базальные ганглии, гиппокамп, миндалевидное тело, гипоталамус, гипофиз, таламус, а также мозжечок и ствол (они уже не относятся к подкоковым структурам). Вернёмся к ним позже.

Если разрезать мозг по высоте – коронарный срез, то мы чётко сверху увидим тонкую серую кайму в 2–4 миллиметра. Это новая кора, или неокортекс. У млекопитающих она отвечает за познавательные функции, память, внимание, мышление, сложные движения. Площадь коры у человека в среднем составляет 2200 см³. Её основная часть спряталась в извилинах. В процессе эволюции кора мозга человека постепенно увеличивалась в размерах, чего не происходило с черепом. Поэтому ей не оставалось ничего другого, как смяться.

Главные клетки коры – нейроны – у человека уложены в шесть слоёв, в каждом – разные виды и с разной плотностью. Вертикально нейроны образуют колонки примерно по 80—120 штук. Они заняты одним видом работы.

В формалине белёсо-розоватые тела нейронов становятся серыми. Отсюда и происходит второе имя коры – серое вещество. Под ним белое вещество – отростки нейронов – как провода, соединяющие разные отделы мозга друг с другом. В формалине нейронные хвосты белеют из-за жировой обёртки, которой их окутывают глиальные клетки-помощники.

Левый мозг

Чтобы точно определить, где у конкретного человека находятся центры речи и памяти, и не повредить их при нейрохирургических операциях – обычно при эпилепсии или опухолях, проводят тест Вада [7] . В сонную артерию справа или слева вводят амитал натрия (барбитурат) – успокоительное средство. Около 10 минут он действует как анестетик – человек не чувствует органы своего тела на противоположной стороне тела и не может ими двигать. Например, если барбитурат попадает в правое полушарие, то он обездвиживает левую половину тела. В это время человеку задают вопросы, и если его речевые центры находятся с парализованной стороны, то он не ответит. У 96 % правшей и у 70 % левшей речевые зоны находятся в левом полушарии [8] .

7

По имени автора теста Джун Вада.

8

Bear M.F., Connors B.W., Paradiso M.A. (2009). Neurowissenschaften: ein grundlegendes Lehrbuch f"ur Biologie, Medizin und Psychologie. Heidelberg: Spektrum Akad. Verl., 980 S. – S. 700.