Текст книги "Рождение слова. Проблемы психологии речи и психолингвистики"

Задача исследования функционирования мозговых структур с одновременной регистрацией их локализации решается в наши дни с применением техники так называемого мозгового картирования. В последние десятилетия разработаны томографы, совмещенные с компьютерной регистрацией данных, позволяющие выявлять мозговые области, включающиеся при протекании психического процесса. Приобретение такого рода техники в силу ее высокой стоимости доступно немногим научным учреждениям нашей страны. На Западе ее использование активно развивается, что проявляется, в частности, в большой популярности темы мозгового картирования в исследованиях различного типа психических процессов.

Ранней предтечей исследований мозгового картирования явилась работа Т. Н. Ушаковой, Н. Е. Свидерской, Л. А. Шустовой (1983), выполненная с использованием метода академика М. Н. Ливанова. В экспериментах воспроизводились речевые акты, регулируемые по их конкретному содержанию и измеряемые по времени протекания. Одновременно регистрировалась активация областей целостного интактного мозга здорового испытуемого.

Метод, разработанный в лаборатории М. Н. Ливанова в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, основывается на регистрации биопотенциалов мозга со многих участков поверхности черепа человека и выявлении зон высокой когерентности колебаний электрических волн. Зоны высокой синхронизации в соответствии с данными школы Ливанова оцениваются как находящиеся в состоянии активности. Соответствующая обработка записей позволяет, таким образом, диагностировать зоны мозга, приходящие в состояние активности при выполнении человеком психологических операций (Ливанов, 1972). Метод дает возможность визуализации работы интактного мозга (brain imaging) во время протекания психической деятельности человека.

Для использования описанной техники применительно к вербальному акту в Институте психологии РАН в лаборатории психологии речи и психолингвистики была разработана адекватная психологическая методика. Она направлена на то, чтобы обеспечить достаточную длительность исследуемого вербального процесса, возможность определения временных границ входящих в него операций, вероятную адресацию этих операций к разным зонам мозга.

В своей технической части психологическая методика определялась предварительной инструкцией на выполнение человеком экспериментальных заданий. На экран, находящийся перед испытуемым, проецировалось в графической форме слово; испытуемый должен был произвести из него два однокоренных слова и составить из полученных трех слов предложение, проговорить его про себя, а потом вслух. Пример: предъявляемое слово – барабан, производные слова – барабанщик, барабанит, создаваемое предложение – Барабанщик барабанит в барабан. При выполнении данной инструкции человек производит следующие операции: воспринимает и опознает предъявляемое слово, выполняет грамматические преобразования воспринятого слова и составления предложения, включает деятельность артикуляторных органов при проговаривании. По исходной гипотезе, эти психологические операции протекают с включением различных мозговых структур. Время выполнения каждой названной операции тщательно хронометрировалось и служило основанием для трактовки электроэнцефалографических данных. Восприятие и опознание слова – 600–800 мс, поиск производных слов и создание предложения – 1700–1800 мс, произнесение предложения про себя и вслух – около 3000 мс. Во время выполнения вербальных заданий испытуемый располагался в кресле в экранированной камере, на поверхности его черепа размещалось 48 электродов для отведения биопотенциалов в том порядке, какой показан в пояснениях к представленным ниже рисункам.

В другой экспериментальной серии, служащей целям сравнения, испытуемый производил наглядные операции: составлял целое изображение из заданных элементов (например, фигуру гриба из заданных шляпки и ножки).

В экспериментах приняли участие 20 здоровых человек в возрасте 18–35 лет.

Полученные электрофизиологические данные подверглись трудоемкой по возможностям техники своего времени обработке, направленной на выявление зон когерентной синхронизации биопотенциалов. Часть полученных демонстративных материалов в наглядной форме представлена на рисунке 3.15.

Рис. 3.15. Динамика активации мозговых структур на различных стадиях вербального процесса

Примечание: Овалы изображают поверхность головы, откуда отводились показатели биопотенциалов; слева – левое полушарие, справа – правое; по краю овала – обозначение исследуемой зоны первой буквой ее латинского названия; каждый ряд соответствует одному из этапов исследуемого процесса; черным показаны зоны активности.

Наиболее общие выводы из полученных данных состоят в следующем:

– Сложный психологический процесс, содержащий вербальные и зрительный операции, обеспечивается динамической системой включения различных зон коры головного мозга человека.

– Динамика системы отличается подвижностью: на протяжении коротких отрезков времени, измеряемых сотыми долями секунды, обнаруживается порой многократная смена паттернов активации.

– В той или иной мере вся кора головного мозга включается в протекание исследуемых психических процессов своими различными локусами.

– Примененная техника позволила выделить некоторые специфические психофизиологические паттерны, связанные с вербальными и наглядными операциями.

– На ранних стадиях вербального процесса проявляется доминирование левых фронтальных и темпоральных зон. Активны также центральные и постпариетальные области. Общий характер активности – преимущественно (но не целиком) «левополушарный». На поздней стадии процесса проявляется меньшая массивность, большая мозаичность включения различных участков работающего мозга. Левополушарность выявляется в минимальной степени.

– Во время деятельности наглядного плана на ранней стадии характерна активность окципитальных зон, на более поздних стадиях – окципитальных и фронтальных. Динамика имеет более правополушарный характер (см.: Ушакова, Свидерская, Шустова, 1983).

Поиск связи языка и его материального носителя у человека составляет часть более общей темы отношения души и тела. Много веков назад вопрос состоял в том, чтобы найти, где «обитает душа», с какой частью тела она связана (Гиппократ, Гален). Наиболее ранняя естественнонаучная попытка систематического сопоставления психических функций с частями мозга была предпринята крупным анатомом Фрэнсисом Галлем (начало XIX в.). Он считал, что задатки человека достаточно точно локализованы на поверхности его головного мозга. Разрастаясь, они образуют выпуклости на черепе, по которым можно определить выраженность способностей у различных личностей. Были широко распространены френологические карты Галля, хотя, их основным недостатком оставалась фактическая необоснованность.

Идея локализации психических функций в мозге получила в дальнейшем поддержку в работах неврологов-клиницистов. Стали накапливаться факты, свидетельствующие о связи языка и речи с мозговыми структурами. В 1861 г. французский хирург Поль Брока обнаружил во время операции на мозге одного из своих пациентов большую кисту в его левом полушарии. Этот больной страдал глубоким нарушением речи в форме невозможности произнесения слов. Данный случай оказался не единственным, из чего Брока сделал заключение, что управление произнесением речи реализуется областью левого полушария в нижней части лобной доли над Сильвиевой бороздой.

Несколько позднее врач К. Вернике выявил локализацию болезни у пациентов, страдавших другой формой афазии – потерей смысла высказываний, трудностями с припоминанием названий объектов. У этих больных пораженными оказались области мозга, находящиеся в задней части височной доли. Кроме названных случаев, в ходе дальнейшего накопления фактов были найдены различные промежуточные варианты повреждений мозговых структур, соотносимые с различными формами речевых нарушений, афазий. В конце XIX в. произошел всплеск находок и публикаций неврологов, указывающих на «центры» мозга, ответственные за осуществление разнообразных, порой очень сложных психических функций: письма, чтения, счета и др. Далеко не все данные однозначно указывали на зоны мозга, имеющие отношение к организации речевых процессов. Тем не менее, даже современные диагностические пробы, связанные с использованием новой техники, указывают на связь речевого процесса с активностью областей левого полушария.

В отечественной науке рассматриваемая тема изучалась в рамках нейропсихологии, фактический материал которой также составляли клинические случаи травм, опухолей и кровоизлияний головного мозга (А. Р. Лурия, Е. Д. Хомская, Л. С. Цветкова). Психическое состояние больного характеризовалось на основе комплекса разработанных тестов. В результате анализа выявлялись области мозга, ответственные за организацию психического процесса. В нейропсихологических работах уточнено понятие локализации функций, которая понимается как констелляция совместно работающих зон мозга (Лурия, 1962, с.76), сложные психические процессы (восприятие, речь, письмо, счет) рассматриваются как функциональные системы (там же, с. 73), нейропсихологические данные дополнены нейрофизиологическими представлениями о механизмах работы мозга.

Новый интерес к проблеме возник в рамках исследований функциональной специализации мозговых полушарий. На развитие этой области оказало влияние введение методики оперативного расщепление мозга больного человека. Методика была предложена калифорнийской школой медиков для лечения тяжелых форм эпилепсии. В результате наблюдения за поведением человека с расщепленным мозгом сделано много любопытных наблюдений: с левым полушарием были связаны разные формы речевой деятельности (чтение, счет, абстрактное мышление), с правым – опознание изображений предметов, лиц, эмоций (Сперри, Газзанига и др.).

Один из подходов к исследованию межполушарных отношений состоит в использовании метода электросудорожной терапии (Л. Я. Баллонов, В. Л. Деглин). Нанесение удара тока на больное полушарие приводит к его временному выключению, что дает возможность в течение нескольких минут проводить наблюдение за работой другой, оставшейся активной гемисферы. Существует так называемая техника Вада, состоящая во временном выключении одного из полушарий путем введения раствора барбамила в каротидную артерию (фармакологическая хемисфероктомия). Тогда оказывается, что при «спящем» правом полушарии пациент может говорить, при временно отключенном левом полушарии речь невозможна.

Большое исследование функциональной роли частей мозга проведено в 1950-х годах Монреальской школой нейрохирургов и нейрофизиологов (У. Пенфильд, Л Джаспер, Э. Робертс и др.). В этом коллективе разработан ряд новых приемов для исследования мозга человека. Работа проводилась на открытом мозге пациентов. Поскольку мозг не имеет болевых рецепторов, во время операции не требовалось отключать сознание пациентов, они могли общаться с хирургом, отвечать на вопросы, сообщать о своих ощущениях. Проводилась электростимуляция отдельных точек мозга с помощью слабого импульсного тока, временно отключались отдельные локусы мозга посредством охлаждения, поляризации и др. Показана сложность возникающих у людей субъективных состояний, связанных с речевыми, слуховыми, зрительными представлениями, целостными картинами, памятными событиями. Сделан вывод о том, что в коре левого полушария находятся три речевые зоны, действующие как единый речевой механизм. Из трех выделенных зон две практически совпадают с областями Брока и Вернике; третья, ранее неизвестная, локализуется в верхней части премоторной извилины. Речевые зоны выполняют, по сути, одинаковые функции, различаясь по степени значимости их участия в речевом процессе. Наиболее важная из них – зона Вернике и прилегающие к ней структуры, их поражение вызывает самые тяжелые нарушения речи. Следующая по значимости – зона Брока, затем – верхняя речевая область. По мысли У. Пенфильда, речевые зоны, независимо от право– или леворукости пациента, всегда располагаются в левом полушарии, за исключением тех случаев, когда левое полушарие поражается в совсем раннем возрасте.

Особо важную роль в деятельности речевого механизма У. Пенфильд отводит подкорковым образованиям, прежде всего задним ядрам таламуса. Будучи сторонником центрэнцефалической системы, он считает, что речевые зоны коры взаимодействуют через таламус, являющийся главным интегрирующим центром. Здесь, по его мнению, формируются разного рода речевые единицы: слуховые при слушании речи, зрительные при чтении, моторные при произнесении и письме.

Отметим, что сохраняющийся в наше время интерес к исследованию речевых областей во многом подтверждает данные канадской школы. Высказывается мнение, что зоны Брока и Вернике, располагающиеся в непосредственной близости к так называемой Сильвиевой борозде (расщелине, отделяющей лобную долю от остального мозга) образуют в левом полушарии область, целиком связанную с организацией речевого процесса, и не разделяется на отдельные функциональные островки (Пинкер, 2004, с. 369). Газзанига с соавт. разработали технику на основе использования срезов мозга, которая позволила как бы развернуть кору мозга на плоскости. Им удалось показать, что речевые зоны действительно примыкают друг к другу, образуя тем самым единый речевой орган мозга.

Поиск связи психических процессов с мозговыми структурами сопровождается многими исследовательскими и теоретическими трудностями. Поэтому идеи и подходы данного направления многократно подвергались критике. Видные авторы прошлого представили свидетельства ошибочности самой идеи дробной локализации психических функций в мозге человека, поскольку мозг работает как единое целое. Нарушения отдельных сторон психики могут быть связаны с массой пострадавшего мозгового вещества, экстенсивностью его поражения. Это точка зрения получила наименование эквипотенциализма, наиболее крупными представителями которого были Флуранс, Лешли, Гольдштейн.

Шаткими оказывались порой сами факты соответствия психического явления и его мозговой локализации. Накапливались клинические данные, обнаруживающие необязательность психических нарушений при поражении соответствующих мозговых областей. Особенно сильную критику вызвали данные П. Брока. Невролог Мари и его коллеги представили большое количество клинических случаев, когда при изолированном повреждении зоны Брока речевая патология не обнаруживалась и, напротив, встречались больные, страдавшие моторной афазией без повреждения этой зоны.

Один из самых серьезных упреков в адрес локализационизма состоит в том, что поиск локализации психической функции в мозге оставляет без внимания само изучаемое психофизиологическое явление. Тогда получается, что вместо выявления отношения психики с мозгом на первый план ставится анатомический принцип, что связано с возможностью ошибочного понимания данных. Так, например, по мнению К. Джексона, локализация повреждения, нарушившего психическую функцию, не дает основания для заключения о локализации самой функции. Исследование лишенного речи больного обнаруживает, что он способен думать на основе словесных понятий, бессознательно использует слова. Полного выпадения речевой функции при афазии не происходит.к. Джексон обосновал идею сложной организации психических функций, многоуровневой их представленностью в мозге человека. При повреждении высшего уровня возникает не только эффект выпадения, но и высвобождения нижележащих уровней.

Значимость физиологического подхода к проблеме мозговой локализации функций подчеркивал И. М. Сеченов. Он писал о необходимости внести в описание центральных нервных явлений физиологическую систему вместо анатомической, поставить на первый план не топографическую обособленность органов, а сочетание центральных процессов в естественные группы (Сеченов, 1952, с. 11).

И. П. Павлов одним из оснований своей работы поставил принцип приурочения функции к структуре (Павлов, 1949, с. 364). Он разработал концепцию анализаторных структур мозга, где каждый анализатор содержит ядро, осуществляющее высший синтез и анализ сигналов, и периферию с элементарным анализом и синтезом. Локализационизм рассматривает отношение мозг – психическая функция вне динамики, по природе динамические психофизиологические процессы соотносятся со статичной анатомической структурой.

Критику в адрес локализационизма высказывает Н. П. Бехтерева, считая это направление в науке теоретически неполноценным (Бехтерева, 1974, с. 6).

К настоящему времени достигнут прогресс в исследованиях отношений мозга и психики, все более настоятельно встает проблема функционирования мозга во время выполнения психических функций. Мозговая ткань, взятая с ее анатомической стороны, сама по себе не создает продукт в форме того или другого психологического состояния, подобно тому, как печень продуцирует желчь. В выявляемых мозговых областях протекают специфические процессы – именно они составляют непосредственное основание психических актов и состояний. Исследование нервных процессов, обеспечивающих психические процессы, в настоящее время привлекает внимание нейронаук.

К этой теме подключаются лингвисты, выдвигающие свои требования к объяснениям, предлагаемым естественниками. В лингвистических кругах активно обсуждается вопрос о том, является ли вербальная способность человека особой функцией, имеющей свои анатомически и нейрофизиологически обособленные мозговые отделы, которые могут работать как независимые модули, образуя в мозге человека «языковый орган». Этот вопрос смыкается с темой генетически опосредованного возникновения языка, его предположительной обусловленности возникшей мутацией (Хомский, Бикертон, Пинкер). Такого рода мутация привела, как полагают, к возникновению «универсальной грамматики», а вернее грамматики мышления вообще, частным случаем которой является и грамматика языка. Грамматика имеет свою локализацию в мозге, однако развивается на основе опыта и воспринимаемой информации.

Специалисты в области исследования интеллекта и языка отрицательно высказываются по поводу внезапного, на основе мутации возникновения вербальной способности. Автор теории развития интеллекта Ж. Пиаже высказал убеждение в бесполезности и даже вредности ссылки на мутацию как объяснительный принцип возникновения языка. Принцип, предлагаемый Пиаже, – прослеживать детерминированное становление, конструирование, интеллектуально-языкового развития.

Идея «языкового органа» не поддерживается многими нейрофизиологами, считающими, что в вербальный процесс включается вся нейронная сеть, распределенная по разным мозговым зонам. Работа ассоциативной памяти составляет основную часть этого процесса. По характеристике Т. В. Черниговской, в этой связи вновь становятся актуальными идеи Хебба, активно обсуждаемые еще в 1950-х годах (Черниговская, 2003, с. 153). Согласно данной модели, функционирование когнитивных единиц, таких, как слова, их комбинации, зрительные образы и др., происходит на основе образования специфических клеточных ансамблей, которые объединяют нейроны разных областей коры мозга. Один и тот же объект может стать компонентом нескольких ассоциативных блоков. По множеству петель нейронного ансамбля циркулирует и реверберирует волна возбуждения, активируя различные его элементы.

Отмечается, что слабую сторону теории Хебба составляет трудность ее эмпирической верификации. Более конкретные и во многом эмпирически верифицируемые данные о мозговых процессах, составляющих основу психической деятельности, накапливаются в современных исследованиях в области нейронаук.

Анализ деятельности нейронов, обеспечивающих сложные психические процессы, выполнен Е. Н. Соколовым (Соколов Е. Н., 2004). Показано, что реакция на комплексные раздражители осуществляется нейронами, организованными в виде иерархической нейрональной структуры, пирамиды. Вершину пирамиды образуют гностические единицы, формирующие целостное восприятие сложного стимула (гештальт-детекторы). В основании пирамиды – нейроны-предетекторы, ответственные за восприятие простых признаков. Набор «гештальт-пирамид» образует нейронный модуль, отвечающий за такие гностические функции, как, например, идентификация лиц, различение лицевых экспрессий, анализ пространственных отношений и др. Элементарные акты опознания (например, детекция положения бровей, губ и т. п. при прочтении выражения лица) производят нейроны-детекторы, лежащие в основании пирамиды. Сложные целостные, в том числе осознаваемые акты, требуют включения вершинных нейронов, в том числе специальных «нейронов сознания». В круг последних входят не все, а лишь иерархически высшие единицы.

Протекание сложных психических процессов требует включения множества параллельно действующих независимых модулей. Это обусловливает мозаичность локализации текущего процесса по пространству мозга, что обнаруживается порой в случаях мозговой патологии, а также при проведении мозгового картирования.

В контексте рассматриваемой темы – отношения языка и мозга – специальный интерес представляют данные о так называемых «нейронах интенций» (там же, с. 10). Интенциональное основание речи представляет собой важнейшую ее сторону. Она проявляется как в ходе речевого онтогенеза, так и при функционировании речи взрослого человека. Функции нейронов интенций состоят в том, что «они активируются при определенной комбинации следа объекта и подготовки к воздействию на этот, еще не появившийся объект и селективны в отношении комбинаций „представление – программа действия“» (Соколов Е. Н., 2004, с. 10).

Деятельность нейронов интенций связывается с выполнением подражательных действий, чем обусловлено их название «зеркальных нейронов». Они были обнаружены Ризолатти (Rizolatty, 1998) у обезьяны при совершении жеста, воспроизводящего движение ее сородича (там же, с. 10). Отмечается, что активация «зеркальных нейронов» наступает до начала реализации движения, которое происходит вслед за этой активацией при подключении премоторных и моторных нейронов. Значение обнаруженной связи нейронов интенций с функцией подражания открывается в том, что подражание является важнейшим элементом речевого развития и функционирования, и оно получает свое объяснение со стороны его механизма.

В анализе Е. Н. Соколова уделено внимание нейронному обеспечению конкретных языковых элементов. Приводятся данные Крейцфельда (Creutzfeldt, 1993), согласно которым в онтогенезе формируются нейрональные детекторы фонем, а также нейроны, избирательно реагирующие на слоги, слова, сочетания слов. Если эти единицы имеют структуру нейронов интенций, т. е. включают ассоциацию элемента восприятия (фонемы, слога, слова) и элемента произнесения, артикулирования воспринятого объекта, то такая структура на нейронном уровне дает объяснение экспрессивной природы речи.

Хотя способность оперировать семантикой составляет важнейшую сторону вербальной деятельности, эта способность довольно трудно поддается сколько-нибудь объективному анализу, вследствие чего наблюдается большой разнобой в представлениях и формулировках. Тем не менее некоторые подходы к теме нащупывает нейронаука. В цитированной публикации предполагается, что семантические структуры функционируют по принципу иерархических пирамид, а семантическое содержание речевого сигнала определяется набором нейронов долговременной памяти, которые активизируются семантическим нейроном на экране памяти по принципу «сверху-вниз» (там же, с. 11). Эта общая схема нуждается, видимо, в дополнении и даже предварении некоторым психологическим представлением о феноменологии семантических актов. Например, следует различать семантику экспрессивную, состоящую в выражении говорящим некоторого содержания его мысли, впечатления, эмоции и др., и семантику импрессивную, т. е. понимание воспринимаемой речи.

Схема активации семантическим нейроном нейронов долговременной памяти «сверху-вниз» для экспрессивной семантики достаточно адекватна. Однако она вряд ли подходит, если рассматривается случай восприятия и понимания речи другого человека. При этом в обоих случаях понятие «семантический нейрон» остается в известной мере загадочным и представляется необходимым очертить круг ситуаций «семантического характера», к которым прилагается нейрофизиологическая гипотеза.

Интересен произведенный Е. Н. Соколовым переход от структурной организации и взаимодействия нейронов к анализу внутриклеточных механизмов сознания. Высказывается гипотеза, согласно которой одним из возможных внутриклеточных механизмов сознания могут служить квантовые процессы когерентных излучений в цитоскелете нейрона.