Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия - Роб Десалл

Первый год жизни необходим для образования обширных связей в развивающемся мозге, и эти связи являются ключевыми в познании, поведении и общении. Позже, в процессе развития, они упрощаются, но количество образованных в первый год жизни связей имеет решающее значение. Так как дальше мозг шимпанзе, неандертальца и сапиенса развивается одинаково, скорее всего, подобный этап развития после первого года существовал у общего предка всех трех видов. Это также означает, что именно в нашей ветке проявилось нечто – новое или вторичное, и это проявление и стало тем фактором, который обусловил округление мозга в первый год развития. Похоже, что у неандертальцев не было тех нейронных связей, которые в результате эволюции развились у сапиенсов для познания и коммуникации, свойственных нашему виду. Есть предположение, что неандертальцы сильно отличались от нас тем, как они смотрели на мир и как обменивались информацией о нем. Эти исследования также показывают, что для возникновения языка необходимо не только анатомическое изменение структуры нашего голосового аппарата, но и соответствующая модификация нейронных связей, которая расширяет или по крайней мере меняет когнитивные способности нашего вида. Это изменение в структуре связей мозга включает в себя возможность эффективнее воспринимать и обрабатывать звук, когда мы слышим речь.

Исследователи секвенировали геномы нескольких вымерших неандертальцев и их близкого родственника, известного как денисовский человек. Ориентируясь на данные генома, ученые определили, были ли у неандертальцев генетические компоненты для языка. Примерно таким же образом было исследовано и цветное зрение у неандертальцев (см. главу 9). У геномного подхода есть две основные проблемы. Во-первых, вполне возможно, что язык – сложное генетическое явление (хотя у сапиенса и существует генетическая основа для языка). А во-вторых, в настоящее время у нас просто нет фактических генетических локусов, которые могут быть вовлечены в процесс, за исключением пары интересных, но слишком общих генетических феноменов. Фенотипическая сложность такого признака, как язык, становится серьезным препятствием на пути к пониманию его генетической основы. Мы уже обсуждали на страницах этой книги, как эта проблема проявляется относительно синестезических черт и шизофрении. Подобные признаки трудно определить с точки зрения фенотипа (даже с помощью хитрых тестов), и поэтому без хорошо продуманного представления о том, что это за черта, генетический анализ практически невозможен. Кроме того, даже если можно было бы определить фенотип, все же остается вероятность, что эта черта может быть вызвана сотнями генов и все они при этом немного отличаются. Исследователи обращаются к уникальным случаям из общей популяции, в которой встречается данный фенотип, и сосредоточиваются на семьях, где существует необычная его разновидность. Таким образом был изучен один «языковой» ген – FoxP2, который был обнаружен в семье, члены которой не понимали язык. Генетическая основа этого признака была подробно изучена, и, как выяснилось при сканировании генома, этот ген присутствует у неандертальцев. Детальный анализ последовательности гена FoxP2 показывает, что неандертальская версия гена и ген сапиенса идентичны на уровне последовательности ДНК. Это, однако, в лучшем случае косвенное доказательство того, говорили ли неандертальцы.

Анализ языка как феномена и его последующий эволюционный анализ были в центре внимания работы Йохана Болхуиса и его коллег. Они утверждают, что сам язык – это еще не все, что необходимо для общения. Указывая на то, что язык не может быть приравнен к общению (хотя и является его формой), они приходят к более точному определению, что же такое язык. Следовательно, эти ученые смогли взглянуть на феноменологию языка более точным и продуктивным образом. Язык для них – это способность объединять идеи и слова.

Язык не может существовать без явления, называемого слиянием. Слияние в его самой простой форме – это способность распознавать объекты и действия как исходящие от себя или от других, а также способность понять это и, что более важно, выразить это в символах. Вы сможете общаться и без этого, но вот языка у вас не будет. Понятно, что среди живущих видов слияние является уникальной характеристикой сапиенсов, потому что у шимпанзе оно отсутствует. Болхуис и его коллеги также утверждают, что способность к слиянию возникла у Homo sapiens примерно от 70 тысяч до 100 тысяч лет тому назад. И хотя есть мнение, что это слишком короткий период и в том, как он был установлен, не просматривается никакой логики, это время действительно имеет смысл, поскольку совпадает с распространением нашего вида по всему земному шару и нашим появлением в качестве доминирующей силы на этой планете.

Чтобы сделать обсуждение относительно полным, рассмотрим два аспекта языка – чтение и письмо. Грамотность – признак современного развития нашего вида. Вероятнее всего, письмо и чтение появились в последние 10 тысяч лет. Этот короткий период владения данными навыками оказал огромное влияние на нейробиологию наших чувств. Нейронная информация, необходимая для письма и чтения, поступает через сетчатку и, следовательно, через глаза. Конечно, читать могут и слепые, используя шрифт Брайля, но тактильные нейронные пути, по которым информация идет, когда человек читает такие книги, весьма отличаются от пути, необходимого для визуального чтения. Чтобы понять, как появилось чтение, нужен сравнительный подход. То, как люди учатся читать, можно проследить на примере детей. Чаще всего в качестве инструмента выбирают фМРТ, сравнивая продольные изображения мозга детей, обучающихся грамоте, в разном возрасте.

Как и в случае с любым сравнительным подходом, исследование нужно проводить осторожно, поскольку, если не учитывать возраст и уровень образования испытуемых, могут появиться ошибочные выводы. Детей определенного возраста нельзя напрямую сравнивать из-за возможных различий в школьном образовании, поэтому возраст нельзя считать отправной точкой для проведения сравнения. Сравнивать детей все равно что сравнивать яблоки с апельсинами, они абсолютно разные. Казалось бы, лучше всего сравнить тех взрослых, которые научились читать и писать на более поздних этапах жизни, с теми, кто еще не научился, и таким способом понять, как чтение влияет на мозг. Учитывая это пояснение о противоречивости результатов, ученые сделали очень интересные выводы о приобретении грамотности.

Как и в случае со всеми чувствами, когда исходные данные поступают в мозг через орган сбора информации (для навыков чтения и письма это сетчатка), при обучении грамотности происходит первичная быстрая обработка информации (рис. 18.3). Существуют небольшие различия между объектами в письме и чтении, поэтому мозг подавляет способность смешивать изображения, кажущиеся одинаковыми на первый взгляд, и начинает довольно четко различать явно повторяющиеся изображения. Если сравнить результаты исследования фМРТ грамотных и неграмотных взрослых, видно, что это подавление более заметно у тех, кто уже освоил грамоту. Эти сравнения также выявили более четкое разрешение визуальных путей нашего вида и различия между непохожими в культурном отношении системами письменности. Не забывайте, что информация из сетчатки на ранней стадии визуальной обработки проходит через несколько областей зрительной коры, в частности через пути, известные как V1, V2, V3 и V4. Мозг европейца во время письма использует пути V1 и V2 для определения и распознавания символов, необходимых для этого навыка. Однако те, кто пишет на китайском, распознает символы, задействуя пути V3 и V4. Очевидная причина этого различия заключается в том, что западная письменность требует знания довольно маленького числа компонентов алфавита. На английском языке это число составляет всего двадцать шесть бит информации, и столь небольшое количество единиц лучше всего обрабатывается V1 и V2. В китайском языке существуют тысячи иероглифов, которые лучше всего обрабатываются визуальными путями, распознающими формы V3 и V4. Кроме того, информация передается и в другие части мозга.