Язык и мозг. Нейробиология раскрывает главную тайну человека - Инна Воробей

В 1770 году Иоганн Геснер написал в своей работе, что при афазии человек не может найти правильные слова для своих мыслей и представлений из-за поражения мозга инфекционной болезнью.

Пальма первенства в обнаружении языка в мозге принадлежит французскому неврологу Полю Брока в 1861 году. Но предположения о возможном местонахождении языка выдвигали уже за 30 лет до него. В 1836 году французский врач Марк Дакс обнаружил, что нарушения речи вызваны повреждениями левого полушария мозга. Он представил своим коллегам на конгрессе медицинские случаи людей с повреждениями левой лобной доли и проблемами с речью. Однако на них никто не обратил внимания. Имя Марка Дакса так бы и кануло в Лету, если бы не его сын Густав, который опубликовал работы отца. В 1848 году Жан-Баптист Буйо – тоже врач, который искал речь в мозге – во время жарких дебатов в Королевской академии медицины в Париже пообещал 500 франков тому, кто приведёт пример тяжёлого нарушения в передней части мозга без нарушений речи.

11 апреля 1861 года в парижскую клинику Биситре доставили 51-летнего сапожника Леборна. С юности он страдал от эпилептических припадков. А в 30 лет начались проблемы с речью. Он произносил лишь tan (пора) и Sacre nom d… (чёрт возьми). Люди дали ему прозвище месье Тан. Затем парализовало его правую руку и ногу. Поль Брока (1824–1880) обследовал пациента и обнаружил, что месье Тан его понимает. Мускулы его языка и лица тоже были в полном порядке. Через неделю пациент умер. При вскрытии пациента Брока бросились в глаза размякшие вторая и третья извилины левой лобной доли. На следующий день он объявил перед Парижским обществом антропологии, что нашёл центр языка в мозге.

В этом же году к Брока поступил ещё один пациент с похожей проблемой. Месье Лелонг на протяжении девяти лет произносил только пять слов. Его вскрытие выявило поражение мозга меньшего размера, чем у месье Тана, но с более чёткими границами. Врач заключил, что в третьей лобной извилине слева находится центр речи[3].

Поль Брока законсервировал мозги обоих пациентов в спирте и передал их в Парижский музей. В 2007 году команда учёных под руководством Нины Дронкерс просканировала их в магнитно-резонансном томографе (МРТ). Оказалось, что мозг Леборна и Лелонга был повреждён сильнее, чем предполагал Брока.

Центр понимания речи обнаружил молодой немецкий врач Карл Вернике (1848–1905). 7 октября 1873 года он работал в больнице в Бреслау, куда доставили 75-летнюю пациентку. Медперсонал сначала принял её за глухую. Через несколько дней Вернике понял, что старушка всё же слышит, но не понимает речь. Говорила она какую-то белиберду – бессмысленную, но грамматически правильную речь. Через два месяца пациентка умерла. При вскрытии Вернике увидел вместо левой первой височной доли желтоватую кашу.

Центры производства и понимания речи получили имена открывших их исследователей – Брока и Вернике соответственно.

Чтобы понять, как работают сложные системы, учёные создают их упрощённые копии – модели. Они собирают данные, описывают, как происходит тот или иной процесс. Выдвигают гипотезы, что и как может ещё происходить. И проверяют их на моделях.

Самую первую модель обработки языка предложил Карл Вернике 140 лет назад. В 1874 году – на тот момент ему было всего 26 лет – он опубликовал диссертацию, в которой первым описал сенсорную афазию, обобщил и проанализировал свои наблюдения и находки Брока. Многое из того, что он предположил в своём труде, подтвердилось много лет спустя.

Вернике считал, что моторный и сенсорный центры речи соединяются друг с другом напрямую и обмениваются информацией через нервные пути. Благодаря этому ребёнок может повторять слова за взрослыми. Слово – это шаблон, состоящий из звуков, которые мы слышим, и движений для его произнесения. Зона Вернике сравнивает последовательность звуков с командами, которые хранит центр Брока, а также с их определённым значением. Центр Брока отправляет команды на произнесение слов в моторные зоны, управляющие движениями мускулов рта, губ, языка и других речевых органов. Он связывает звуковую форму с движениями.

Но где в мозге проходит этот путь? Первое предположение Вернике – через островковую долю, которая прячется внутри мозга. Позже оказалось, что эту задачу выполняет другой путь – дугообразый пучок – толстый канат из нервных волокон, проходящий сверху над зонами Брока и Вернике. Когда повреждён этот пучок, люди не могут повторять новые и незнакомые им слова.

Вернике понимал, что должен быть ещё один путь, который связывает звуки со значениями. И проходит он, скорее всего, через высшие когнитивные зоны. Молодой врач разделил мнение значимого в то время учёного Людвига Лихтгейма. В 1885 году Лихтгейм заявил, что концепт роза не лежит ни в одной части мозга. Потому что он состоит из суммы разных значений – например, красный, колючий, растение, романтика. Они рассеяны по разным частям мозга и связаны с языковыми центрами.

Рис. 1 Собственный чертёж К. Вернике центра Вернике. (Автор: Carl Wernicke – http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010945208001111MarcoCatani. The arcuate fasciculus and the disconnection theme in language and aphasia: History and current state. Cortex. Volume 44, Issue 8, September 2008, Pages 953–961., Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=90212)

Первое предположение Вернике о пути через островковую кору оказалось забытым его последователями. Почему, остаётся только гадать. Возможно, потому что он сам неверно понял его роль в языке. Возможно, это связано с американским неврологом Норманом Гешвиндом (1926–1984), который в 60-е годы XX века развил модель Вернике – Лихтгейма и оставил второй путь без внимания.

Последующие модели обработки языка строили вокруг дугообразного пучка. У людей он сильнее развит, чем у обезьян, поэтому считается решающим эволюционным отличием людей, и ему отвели центральную роль в языке.

Рис. 2 Классическая модель Вернике – Лихтгейма – Гешвинда. Из: Hagoort, P. (2013). MUC (memory, unification, control) and beyond. Frontiers in Psychology, 4(JUL). https://doi.org/10.3389/fpsyg.2013.00416. 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.)