Читать книгу "Поймать вавилонскую рыбку: Человеческий мозг, нейронные сети и изучение иностранных языков"

Неуникальный мозг

И еще немного о животных. Думаю, вас уже не удивит, что все эти сложнейшие структуры человеческого мозга не уникальны для нашего вида.

Так, совсем недавно ученые выяснили, что предшественник аркуатного пучка появился гораздо раньше, чем 5 млн лет назад. Эта датировка была сделана на основе того факта, что подобие аркуатного пучка есть у шимпанзе (хотя производить звуки, сходные с человеческой речью, они не могут). Поэтому ученые предположили, что структура начала развиваться у общего предка людей и человекообразных обезьян, а он жил около 5 млн лет назад.

Теперь же известно, что нервные волокна, соединяющие кору, которая управляет гортанью и языком, со слуховой корой, есть и у макак. Получается, что предпосылки для образования аркуатного пучка были еще у их общего предка с человекообразными обезьянами и людьми, а он жил, предположительно, 25 млн лет назад.

А еще нейрофизиологи обнаружили, что мозг собак распознает границы между словами в человеческой речи так же, как мозг младенцев. Чтобы выяснить это, ученые включали собакам аудиозаписи, состоявшие из множества незнакомых для них иностранных слов, и в это время изучали активность их мозга.

Здесь стоит отметить, что младенцы могут распознавать новые слова в потоке речи задолго до того, как узнают, что эти слова означают. Чтобы определить, где заканчивается одно слово и начинается другое, мозг маленьких детей производит сложные вычисления, отслеживая структуру слов. Те слоги, которые часто появляются рядом, вероятно, объединяются в слова, а те, которые вместе обычно не встречаются, словом не будут.

«Отслеживание закономерностей свойственно не только людям: многие животные учатся на таких закономерностях, встречающихся в окружающем мире. Это называется статистическим обучением. Что делает речь особенной, так это то, что ее эффективная обработка требует сложных вычислений, – комментирует Марианна Борос, одна из ведущих авторов исследования, сотрудник Будапештского университета. – Чтобы вычленить новые слова из потока речи, недостаточно просто подсчитать, как часто определенные слоги встречаются вместе. Гораздо эффективнее вычислить вероятность того, что эти слоги будут находиться рядом»[14]14
  Dogs Learn about Word Boundaries as Human Infants Do. EurekAlert.org. 2021. https://www.eurekalert.org/news-releases/932633


[Закрыть].

Именно так восьмимесячные младенцы рассчитывают статистическую вероятность следования одного слога за другим. До сих пор ученые не знали, могут ли другие млекопитающие делать то же самое, и решили проверить это на собаках. Процесс разбиения речи на слова сопровождается характерными изменениями работы мозга, по интенсивности которых можно определить, насколько быстро люди привыкают к звукам незнакомой им речи.

Ученые следили за активностью собачьего мозга с помощью специализированного магнитно-резонансного томографа и обычного электроэнцефалографа. Анализ результатов неожиданно подтвердил, что собаки действительно быстро учатся распознавать незнакомые слова, в том числе и их обрывки, а также умеют различать редкие и часто используемые комбинации звуков. Более того, данные МРТ показали, что эти навыки люди и собаки приобретают похожим образом: процесс затрагивает одни и те же глубинные области мозга и слуховой коры. Так что наша способность разбивать речь на слова, довольно затратная с точки зрения расходования ресурсов мозга, тоже не уникальна.

Надеюсь, мне удалось хотя бы частично показать сложность процессов и систем, которые отвечают за человеческую речь. На эту тему написана не одна научно-популярная книга, и вы вполне можете углубиться в изучение вопроса – поверьте, это очень увлекательно. Ну, а мы будем двигаться дальше, и в следующей главе поговорим о том, как наш мозг изменяется при изучении новых языков, что такое билингвизм и как владение несколькими языками влияет на развитие человека с точки зрения психики и физиологии.

ГЛАВА 3
Как изучение языков влияет на человека?

С тем, что учить иностранные языки полезно, сложно поспорить. Их знание может быть необходимым в работе, оно пригодится в заграничных путешествиях, позволит читать книги и смотреть фильмы в оригинале. Но знаете ли вы, что изучение языков полезно для здоровья? И что билингвы – люди, которые с младенчества владеют двумя языками, – по-другому воспринимают мир? В этой главе мы поговорим о том, как изучение иностранных языков меняет наш мозг и сознание.

Мозг умеет меняться

«Мозг – как мышца: чем чаще вы его тренируете, тем более развитым он становится», – подобные утверждения встречаются нередко. Обычно в качестве самых распространенных «гимнастик для ума» фигурируют изучение иностранных языков и игра на музыкальных инструментах. Эти и любые другие новые занятия – от вождения автомобиля до пения – действительно влияют на наш мозг. Он способен изменяться, создавая нейронные связи, – это свойство называется нейропластичностью.

В начале ХХ века считалось, что активно развиваться и строить новые нейронные связи может только детский мозг, а у взрослого человека неокортекс[15]15
  «Новая кора» мозга, которая отвечает за высшие нервные функции – сенсорное восприятие, выполнение моторных команд, осознанное мышление, речь.


[Закрыть] остается неизменным на протяжении всей жизни. Однако наука не стоит на месте, и сегодня ученые точно знают: мозг меняется в любом возрасте.

Чтобы лучше понять, какую роль нейропластичность играет в нашей жизни, поговорим о таксистах. В 2000 году была опубликована научная статья[16]16
  Maguire E. A., Gadian D. G., Johnsrude I. S., et al. Navigation-Related Structural Change in the Hippocampi of Taxi Drivers. PNAS. 2000. 97(8): 4398–4403. doi: 10.1073/pnas.07003959


[Закрыть], ставшая результатом классического исследования в сфере нейронаук, – ее часто цитируют, когда нужно проиллюстрировать пластичность мозга взрослого человека. Группа ученых из Университетского колледжа Лондона установила, что задняя часть гиппокампа лондонских таксистов имеет бóльшие размеры по сравнению с гиппокампом обычных людей. Гиппокамп (точнее, гиппокампы – это парный орган) – часть головного мозга, которая участвует в процессах перехода кратковременной памяти в долговременную, помогает формированию эмоций и пространственной памяти, необходимой для навигации в пространстве.

Почему исследовали именно таксистов? Чтобы стать водителем знаменитого черного кеба, необходимо пройти серьезнейшую подготовку. Минимальные требования включают в себя детальное знание Лондона в радиусе шести миль (чуть менее 10 километров) от Чаринг-Кросс – географического центра города. Водитель должен запомнить 320 основных маршрутов, проходящих через сотни улиц и улочек этой части Лондона, а также все основные достопримечательности, «включая площади, клубы, больницы, отели, театры, правительственные и общественные здания, железнодорожные вокзалы, полицейские участки, дипломатические здания, основные храмы и церкви, кладбища, крематории, парки и открытые пространства, спортивные и развлекательные центры, школы и университеты, рестораны и исторические здания. В набор знаний входит и такая информация, как, например, порядок театров на Шафтсбери-авеню или названия и порядок переулков и дорожных знаков, расположенных вдоль того или иного маршрута»[17]17
  How to Become a London Taxi Driver. https://www.how2become.com/careers/london-taxi-driver/


[Закрыть]. Водитель такси должен мгновенно реагировать на просьбы пассажира или изменившуюся ситуацию на дороге, а не смотреть на карту или обращаться за помощью к диспетчеру. Даже сегодня водители черных кебов не используют GPS-навигаторы – такова традиция (впрочем, иногда они все же могут свериться с бумажной или онлайн-картой). В среднем кандидату на получение лицензии таксиста требуется около 34 месяцев, чтобы пройти весь курс обучения; на то, чтобы сдать экзамен, ему дается 12 попыток. Разумеется, попасть в команду Uber или других сервисов такси гораздо проще, и желающих получить лицензию кебмена становится все меньше: если в 2011 году заявки подали 3484 человека, то в 2021 – только 221.

Но вернемся к эксперименту. В нем приняли участие 16 водителей такси в возрасте от 32 до 62 лет с опытом работы от полутора до 42 лет (средний стаж составил чуть более 14 лет). Ученые исследовали их мозг и сравнили его с мозгом обычных, не знающих наизусть улицы Лондона горожан.

Оказалось, что мозг таксистов отличался одной, но очень важной деталью: объем серого вещества в задней части их гиппокампа был существенно больше, чем у остальных людей. Так ученые поняли, что за хранение и использование пространственной информации об окружающем мире отвечает именно задняя часть гиппокампа. Увеличение ее объема стало ответом на огромное количество новых сведений о Лондоне, которые водители на протяжении долгих месяцев загружали в свои головы. А еще они продемонстрировали, что способностью активно меняться в ответ на внешние стимулы обладает мозг не только детей, но и взрослых. Позже оба этих вывода были подтверждены и другими исследованиями, которые проводились с участием животных и людей, в том числе представителей самых разных профессий.

Вы учите язык. Что происходит с мозгом?

Что же, с таксистами все понятно. Теперь давайте посмотрим, как именно меняется мозг при изучении иностранного языка. Одним из самых известных экспериментов, в котором исследовался этот процесс, стала работа шведских и немецких ученых – ее результаты были опубликованы[18]18
  Mårtensson J., Eriksson J., Bodammer N. C., et al. Growth of Language-Related Brain Areas after Foreign Language Learning. NeuroImage. 2012. 63(1): 240–244. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.06.043


[Закрыть] в 2012 году.

Участниками стали курсанты переводческой академии Вооруженных сил Швеции. Их учебная программа отличается невероятной интенсивностью: молодые люди занимаются с утра до вечера, без выходных и праздничных дней. Такая напряженная работа окупает себя сполна: курсанты начинают занятия с нулевым уровнем знания языка, но уже через 13 месяцев способны бегло на нем говорить.

В опыте приняли участие 14 человек, четверо из которых изучали арабский язык, двое – русский, восемь – дари (один из государственных языков Афганистана). В качестве контрольной группы выступили студенты медицинского факультета Университета Умео – эти молодые люди также очень напряженно учились, но не занимались иностранными языками. Обе группы студентов прошли через МРТ-исследования, которые делались до начала учебы, а затем спустя три месяца занятий.

Мозг студентов-медиков за этот небольшой период времени изменился незначительно, а вот некоторые области мозга студентов-переводчиков заметно выросли. Увеличился объем гиппокампа, кроме того, изменения произошли в верхней височной, а также в средней и нижней лобных извилинах (рис. 8).

Рис. 8. Диаграмма, показывающая, как изменился объем гиппокампа и толщины коры мозга у студентов, изучавших и не изучавших иностранные языки

Источник: Mårtensson J., Eriksson J., Bodammer N. C., et al. Growth of Language-Related Brain Areas after Foreign Language Learning. NeuroImage. 2012. 63(1): 240–244. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.06.043

Задняя часть верхней височной извилины – это уже хорошо знакомая нам область Вернике. В нижней лобной извилине находится зона Брока. Про среднюю же лобную извилину ученым известно следующее: она отвечает за навыки чтения, письма и арифметики, а также активируется при переключении с одного языка на другой. Кроме того, авторы исследования отметили, что чем большие успехи в освоении иностранного языка демонстрировали студенты, тем значительнее были изменения мозга.

Таким образом, шведские ученые впервые в мире исследовали изменения мозга взрослых людей при изучении абсолютно нового для них иностранного языка и показали, что это занятие действительно «прокачивает» мозг – во всех смыслах. Позднее это было подтверждено и другими работами.

Так, например, в июле 2015 года ученые показали: у билингвов объем серого вещества в лобной и теменной долях мозга больше, чем у тех, кто говорит только на одном языке. Лобную долю мы упоминали уже не раз, а чем же занимается теменная?

Она ответственна за всю деятельность, связанную с пространственной организацией: начиная от приобретенных с детства навыков (ходьба, одевание, умывание, умение есть ложкой) и заканчивая способностью узнавать предметы на ощупь. А еще – не самое очевидное применение навыков пространственного ориентирования – теменная доля хранит все артикуляционные умения человека, определяющие, как произносятся звуки. Это связано с тем, что каждый звук требует особого пространственного расположения мягкого неба, гортани, задней, средней и передней частей языка, его боковых краев, губ, щек и зубов.

Ученые решили убедиться, что подобное развитие мозга связано именно с владением двумя языками в целом, а не с тем, что у билингвов, например, вдвое больший словарный запас. Для этого они привлекли к экспериментам не только людей, говорящих на английском и испанском языках, но и тех, кто владел английским и жестовым языком амсленом. У испытуемых в обеих группах изменения в мозге были одинаковыми.

Получается, что умение говорить более чем на одном языке действительно дает человеку более «прокачанный» мозг. Но влияет ли увеличенный объем мозга на другие умственные способности человека? А на его здоровье? Есть ли разница, в каком возрасте выучен второй и последующий языки? Что вообще такое билингвизм и чем он отличается от простого «говорения на двух языках»? Пришло время разобраться с этими вопросами.

Что такое билингвизм?

Самое простое определение билингвизма может быть таким: это владение двумя языками. Но если вас интересует, где проходит граница между настоящим билингвизмом и обычным умением говорить на двух языках, мне придется вас разочаровать: определенного ответа на этот вопрос нет. Одни специалисты полагают, что билингвами можно называть только тех, кто освоил два языка в раннем детстве, считает оба этих языка родными и владеет ими на соответствующем уровне. Другие настаивают, что билингвы – те, кто в принципе способен изъясняться на двух языках, и уровень владения вторым не имеет значения.

Тем не менее в сознании очень многих билингвы – люди, говорящие на двух языках с детства. Как правило, это возможно в ситуациях, когда либо родители ребенка являются носителями разных языков и целенаправленно говорят с ним на этих языках, либо семья переезжает в другую страну и ребенку приходится учить местный язык. Но многие родители хотят «сделать» из ребенка билингва, отдав его в англоязычный детский сад, разговаривая с ним на другом языке, не будучи его носителем, пригласив няню-китаянку, и задаются вопросом: насколько эффективными будут такие меры? И вообще, до какого возраста у ребенка есть шанс стать «настоящим» билингвом (ведь пока мы уверены, что дети осваивают иностранные языки гораздо быстрее и эффективнее взрослых)?

Затея может увенчаться успехом, если ваш сын или дочь регулярно взаимодействуют с носителем второго языка. Если ребенок несколько лет будет ходить в детский сад, где все воспитатели и другие дети говорят на английском, он действительно легко и непринужденно заговорит на этом языке. Если к вашему ребенку ежедневно на протяжении нескольких лет приходит няня, разговаривающая с ним только на китайском, – все получится. Тем не менее важно понимать: если после нескольких лет активного использования второго языка эта практика прекратится, навык быстро утратится.

В начале 2000-х годов ученые провели интересный эксперимент. Его участниками стали 18 человек – этнических корейцев, которые в детстве жили в Корее и говорили на родном языке. В возрасте от 3 до 9 лет их усыновили и перевезли во Францию, где они общались на французском все последующие годы. Когда участникам опыта было от 22 до 36 лет, ученые проверили, как они воспринимали корейский язык. Интересно, что девять из 18 человек посещали Корею в течение последних четырех лет, их поездки длились от 10 дней до полугода.

Для эксперимента ученые попросили носителей корейского языка сделать аудиозаписи выдуманных слов, в которых содержались характерные звуки. В корейском языке согласные звуки [к], [п], [ч] и [т] произносятся тремя разными способами – они бывают обычными, взрывными и с придыханием. Кроме того, в сеульском диалекте звук [с] имеет два варианта произношения – обычный и напряженный. Как несложно догадаться, если человек не знает корейского, он попросту в большинстве случаев не уловит разницу между этими звуками.

Все испытуемые, а также участники двух контрольных групп (корейцы – носители языка и французы, не говорящие на корейском) прослушивали пары слов, которые отличались только характером описанных выше согласных звуков. Они должны были определять, одинаково звучат слова или по-разному и в чем заключается разница, если она есть. Оказалось, что корейский язык стал для этнических корейцев абсолютно чужим – мозг «не слышал» разницы в звуках и реагировал на них так же индифферентно, как и мозг этнических французов. Поездки в Корею также не сыграли никакой роли.

Отметим, что известны исследования, которые показали и прямо противоположные результаты. Так, в одном из них приняли участие 44 девочки в возрасте от 9 до 17 лет – их разделили на три группы. Участницы первой группы (12 человек) были билингвами (первый язык китайский, второй французский, начали осваивать его в возрасте от 0 до 36 месяцев), второй группы (11 человек) – монолингвами, носительницами французского языка. В третью группу (21 человек) попали носительницы китайского языка, которых удочерили французские семьи. На момент удочерения детям в среднем было 2,8 месяца, после переезда они говорили только на французском.

В этом опыте ученые также давали испытуемым послушать выдуманные китайские слова, а проверяли, как мозг подростков воспринимает тоны (мелодический рисунок слога, который характеризуется высотой голоса). Выяснилось, что мозг билингвов и тех, кого удочерили в детстве, воспринимает их примерно одинаково: в обработке информации принимала участие левая верхняя височная извилина, то есть «языковая» часть мозга. А вот реакция монолингвов-французов заметно отличалась – у них работало только правое полушарие. Это означает, что билингвы и переставшие ими быть воспринимали тоны как часть лингвистической информации, а монолингвы – только как звуки, не несущие «языковой» нагрузки. Поэтому авторы работы заключили, что бессознательное освоение языка в младенческом возрасте все-таки оставляет в мозге отпечаток, который хранится там долгие годы.

Впрочем, тот факт, что мозг продолжал опознавать тоны как часть лингвистической информации, никак не влияет на то, что с течением времени девочки перестали владеть китайским. Многие из нас имеют похожий опыт: если мы учили иностранный язык, а потом перестали заниматься и использовать его, то с каждым месяцем говорить становилось заметно сложнее.

А что, если оба родителя – носители одного языка, но один из них, хорошо (но не свободно) владеющий иностранным языком, решает общаться с ребенком только на нем? Теоретически такой ребенок может стать билингвом, но на практике важно, чтобы у него была реальная необходимость использовать второй язык для общения. Исследования показывают, что канадские дети гораздо чаще полноценно осваивают английский и французский (оба эти языка являются государственными языками Канады и используются в школах, государственных учреждениях и повседневной жизни), чем жители США – английский и испанский. Несмотря на то что испанский язык в этой стране достаточно распространен, он не является официальным, и говорить на английском считается более престижным. Поэтому испанский остается «домашним» языком, на котором дети общаются только с семьей и друзьями. Как следствие, владение им остается на более низком, по сравнению с английским, уровне.

Кстати, ученые предупреждают: если ваш ребенок растет в действительно двуязычной среде, не пугайтесь того, что он начнет говорить немного позже сверстников и его речевое развитие в целом будет слегка отставать. Как показывают исследования, детям требуется больше времени, чтобы научиться говорить на двух языках. Скорее всего, это связано с количеством языковой информации, которую мозг ребенка получает «на входе». Ее общий объем в любом случае примерно одинаков, но в билингвальной среде она будет распределена между двумя языками, соответственно, на каждый из них по отдельности придется меньше времени для практики.

До какого возраста можно стать билингвом?

Как следует из определения билингвизма, которое мы привели выше, теоретически стать билингвом можно в любом возрасте. Однако широко распространено мнение: чем старше человек, тем хуже ему дается изучение иностранных языков.

Что же на этот счет говорит наука? Такое мнение имеет право на существование, ведь наиболее быстро мозг ребенка меняется на протяжении первых трех лет его жизни, а значит, быстрее идет и процесс обучения. Кроме того, при раннем освоении языков гораздо проще избавиться от акцента. Общее количество звуков, которые используются во всех языках мира, составляет около 800. При этом в каждом отдельно взятом языке их гораздо меньше – обычно несколько десятков. Мозг младенца (до шести – восьми месяцев) обладает уникальной способностью различать абсолютно все звуки (а значит, ребенок способен научиться их произносить). Но постепенно она утрачивается – мозг начинает специализироваться только на тех звуках, которые постоянно слышит (и неважно, сколько это будет языков). Когда человек становится взрослым и берется за учебник, ему приходится учиться слышать и произносить новые звуки «с чистого листа», что совсем не просто. Но все это вовсе не значит, что после восьмимесячного возраста шанс стать билингвом утрачивается навсегда.

«Младенцы учат языки неявным образом – это их главное отличие от взрослых, – рассказала мне в интервью Нэрли Голестани, профессор Женевского и Венского университетов, руководитель исследовательского центра «Лаборатория по изучению мозга и языка». – Для младенца речь – поток звуков, он не знает, где заканчивается одно слово и начинается другое. Сначала мозг постепенно адаптируется к тому, что одни звуки встречаются вместе часто, а другие редко. Также младенцы постепенно начинают ассоциировать предметы со словами. Затем ребенок запоминает определенные речевые паттерны – и это один из механизмов освоения синтаксиса родного (или родных) языков».

По словам Нэрли, такое неявное обучение (без учебников и домашних заданий) больше полагается на процедурную, то есть долговременную, память. Это не просто запоминание новых слов из списка лексики, как обычно происходит у взрослых людей, – слова мы можем забыть через час. Но если взрослый человек поедет в другую страну и станет учить язык неявно, как младенец, просто слушая речь людей на улицах и пытаясь что-то повторять, то происходящие в мозге процессы на нейронном уровне будут такими же, как и у маленького ребенка. С той лишь разницей, что мозг младенца более пластичен, а значит, учится он гораздо быстрее.

Несмотря на это, в различных популярных статьях и книгах можно найти обратные утверждения. Откуда же они берутся? Например, в 2018 году были опубликованы результаты исследования, наделавшие много шума в средствах массовой информации. Для сбора данных американские ученые запустили в социальных сетях языковой тест, который проверял, насколько хорошо человек владеет английским языком. Вопросы касались как базовых знаний, так и более сложных грамматических конструкций, региональных особенностей лексики и тому подобного. В общей сложности тест прошли около 670 000 человек – носителей языка и тех, для кого он был неродным. При анализе результатов ученые учитывали этот и другие факторы (возраст, длительность изучения языка, уровень владения им).

После публикации этой статьи многие СМИ сообщили: чтобы освоить язык на уровне родного, его изучение надо начать до 10 лет; с 10 до 18 у вас также есть шанс на беглую речь, а вот после 18 лет языковые способности резко ухудшаются.

Как это часто бывает, выводы были сделаны в результате некорректной интерпретации полученных учеными данных. На самом деле тест показал: люди, начавшие знакомство со вторым языком в возрасте 20 лет и старше, после 8–10 лет его изучения вполне могут сравняться по уровню знаний с теми, кто приступил к урокам в раннем детстве.

С чем же связана «отсечка» на уровне 18 лет, после которой, согласно утверждению журналистов, языковые способности людей резко снижаются? Исследователи комментируют это так. В 18 лет с нашим мозгом не происходит ничего, что могло бы повлиять на способности к обучению. Дело, скорее всего, в том, что во многих странах мира молодые люди в 18 лет заканчивают обучение в школе, поступая в университет или начиная работать. Понятно, что времени на занятия иностранным языком в среднем становится гораздо меньше, чем раньше (обязательные школьные уроки также заканчиваются), а значит, снижается и скорость его освоения.

Что касается второй «магической» цифры – 10 лет, здесь объяснение также будет весьма простым. Если человек начинает изучать второй язык до этого возраста, то с большой долей вероятности его уроки заключаются не в том, чтобы два раза в неделю в течение 45 минут заниматься по учебнику. Скорее всего, он ходит в группу детского сада или начальную школу, где второй язык – основной язык общения. Соответственно, скорость его освоения в такой среде будет гораздо выше.

Есть и еще один обнадеживающий вывод, который сделали ученые на основе этого исследования. При изучении иностранных языков как нельзя лучше работает правило Парето: 80﹪ результата можно получить за 20﹪ времени, а вот оставшиеся 20﹪ результата (отделяющие хорошо говорящего на иностранном языке от его носителя) займут колоссальные 80﹪ времени обучения. Если вы не собираетесь быть шпионом, то вам вполне хватит пары лет активных занятий: как показывает практика, этого достаточно, чтобы научиться говорить и понимать чужую речь.