Рита Картер - Как работает мозг

Мы появляемся на свет с потенциальной возможностью освоить любой язык, но если мы слышим звуки только одного наречия, наши возможности вскоре сужаются, потому что нейронные связи, необходимые для распознавания звуков, атрофируются, если не стимулировать их в раннем детстве. Поэтому люди, которые обучаются иностранному языку уже будучи взрослыми, редко говорят без акцента. Например, японцам, изучающим английский, не даются английские звуки [l] и [r], потому что таких звуков в японском языке нет. Взрослые англоязычные люди, в свою очередь, не могут освоить некоторые японские фонемы 35.

Информация, связанная с родным и неродным языком, обрабатывается в разных отделах речевых зон 36. Именно поэтому люди, перенесшие инсульт, поразивший лишь очень небольшой участок мозга, иногда забывают родную речь, сохраняя при этом способность говорить на языке, выученном, когда они уже были взрослыми.

Пятьдесят — сто тысяч лет назад произошло весьма загадочное событие. Данные палеонтологической летописи отрывочны, но, судя по всему, у древних людей быстро развился мозг, по размерам уже не отличающийся от нашего. Но это резкое увеличение размеров не проявилось сразу, в виде заметных культурных изменений. Они отмечены несколько десятков тысяч лет спустя, когда наши предки за небольшой промежуток времени научились создавать массу разнообразных артефактов, от орудий труда и музыкальных инструментов до наскальных рисунков.

Что-то должно было произойти в промежутке между физическими изменениями в строении мозга и культурными проявлениями этих изменений. Большинство современных лингвистов доказывают, что этим чем-то было развитие языка. Я уверен, что наши предки каким-либо образом общались друг с другом задолго до того, как стали по-настоящему компетентны в области лингвистики. Поэтому, может быть, в самом языке есть нечто, что привело к столь резкому ускорению развития культуры.

Но не может ли быть, что все было наоборот?

Не могли ли как раз культурные изменения вызвать развитие языка?

Череп гоминид принял свою нынешнюю форму за счет эволюционных преобразований мозга

Размеры мозга у приматов тесно связаны с размерами социальных групп, которые образуют эти животные. Первоначальное увеличение мозга наших предков могло быть вызвано увеличением их численности, потребовавшим совершенствования социальных навыков: им понадобилось знать многочисленных себе подобных, помнить, друзья они или враги, и так далее. Одним из социальных навыков, нужда в котором по мере увеличения размеров социальной группы должна была неуклонно возрастать, была потребность сплетничать, то есть обмениваться информацией друг о друге.

Возможно, именно развитие этой потребности и вызвало первоначальное резкое увеличение площади коры лобных долей и последовавшее за ним развитие языка.

Это лишь умозрительное предположение, но, я думаю, ответ на эти вопросы даст генетика. Если, как считают некоторые ученые, у нас есть ген или гены, отвечающие за развитие грамматических способностей, мы можем найти их, а затем разобраться в их происхождении, посмотрев, что соответствующие отрезки ДНК делают у наших близких родственников. Мозг — орган в генетическом плане дорогостоящий, и для возникновения такого сложного явления, как язык, должна была потребоваться не одна счастливая мутация. Может быть, мы сумеем выявить эти мутации и отследить порядок их появления в процессе эволюции.

В мозге хранятся миллиарды впечатлений: некоторые мимолетны, некоторые сохраняются на всю жизнь. Мы называем их воспоминаниями. Точно так же, как поступающая сенсорная информация разбивается на составляющие, а затем вновь собирается воедино, образуя наше восприятие, оно, в свою очередь, также разбивается на части, которые записываются в памяти. Все части направляются на хранение в разные отделы нашей огромной “библиотеки” Каждое обращение к ним отпечатывает их в нейронной структуре мозга все сильнее, пока не наступает момент, когда наши воспоминания становятся, по сути, единым целым с личностью.

Память бывает очень разной: это и те картины, которые приходят в голову, когда мы думаем о доме своего детства, и способность сесть на велосипед и поехать, крутя педалями, не задумываясь, как это делается, и тревожное чувство, связанное с местом, где с нами некогда произошло что-то страшное, и умение находить знакомую дорогу, и знание, что Эйфелева башня находится в Париже. “Стройматериалы”, поставляемые памятью, используются воображением, особенно когда мы представляем себе будущее. Мы никогда не придумываем ничего по-настоящему нового, а лишь перестраиваем фрагменты прошлого опыта — своего собственного или опыта других людей, переданного нам. Наш творческий метод состоит в том, чтобы разбивать мозаики опыта и составлять из осколков новые картины.

Неудивительно, что в памяти трудно разобраться. Воспоминания всех типов записываются и считываются по-разному, и в сложную сеть участвующих в этом процессе взаимодействий вовлечены десятки отделов мозга. Однако мало-помалу на наших картах вырисовывается география человеческой памяти.

Чтобы понять, как работает память, ее необходимо изучать на уровне отдельных клеток: именно там записываются воспоминания.

Какой бы тип воспоминаний мы ни выбрали, все они состоят из одних и тех же элементов — объединений нейронов, возбуждающихся всякий раз, когда возбуждается один из них, и создающих активность определенного характера. Мысли, ощущения, идеи, галлюцинации — любые функции мозга (за исключением беспорядочных волн возбуждения, сопровождающих эпилептические припадки) обеспечиваются точно таким же механизмом. Одна конфигурация активности, например группа возбуждающихся вместе соседних нейронов в слуховой коре, создает у нас ощущения, связанные с восприятием определенной музыкальной ноты. Другая конфигурация, локализованная в другой области мозга, создает чувство страха, третья — ощущение синего цвета, четвертая — определенного вкуса, например терпкого привкуса вина. Воспоминания также образованы такими конфигурациями активности. Единственное отличие воспоминаний от ощущений состоит в том, что они остаются записанными в мозге уже после того, как прекращается действие стимулов, их вызвавших. Воспоминания образуются, когда определенная конфигурация активности возникает неоднократно или при особых обстоятельствах, способствующих ее сохранению. Так происходит потому, что всякий раз, когда нейроны той или иной группы совместно возбуждаются, это увеличивает вероятность их следующего совместного возбуждения. Одновременная активация связанных друг с другом нейронов происходит оттого, что каждый из них, возбуждаясь, вызывает возбуждение другого или других, как зерна пороха в зажженной пороховой дорожке. При этом, в отличие от зерен пороха, нейроны могут возбуждаться неоднократно. Чем чаще возбуждается нейрон, тем сильнее его воздействие на другие, с которыми он связан, и тем выше вероятность того, что он вызовет возбуждение и в них. Когда нейрон, связанный с первым, возбуждается, на его поверхности происходят химические изменения, делающие его чувствительнее к стимуляции со стороны первого нейрона. Этот процесс называют долговременной потенциацией. Если первый нейрон перестанет стимулировать второй, тот может пребывать в состоянии повышенной готовности несколько часов, а иногда и дней, и если в течение этого периода первый нейрон вновь возбудится, второй может среагировать, даже если частота возбуждения первого сравнительно мала. Повторное возбуждение сделает второй нейрон еще чувствительнее — и так далее. Рано или поздно многократное одновременное возбуждение может связать нейроны друг с другом настолько крепко, что малейшая активность первого нейрона будет вызывать возбуждение всех нейронов, с которыми он связан. Так и записываются воспоминания.