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

Пока ни одна из теорий не доказана. Скорее всего, истина где-то рядомпосередине.

Рис. 20 Ноам Хомский. (Автор: Duncan Rawlinson – https://www.flickr.com / photos / thelastminute/97182354/in / set-72057594061270615/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org / w / index.php?curid=1194102)

Ноам Хомский (Noam Chomsky) – профессор лингвистики Массачусетского технологического института. Его книга «Синтаксические структуры» в 1957 поделила лингвистику на две эпохи: до Хомского и после. Он выдвинул предположение, что язык – врождённая биологическая программа. Для человека говорить так же естественно, как пауку плести паутину. Поэтому дети так легко и быстро усваивают родной язык. Мозгу нужно лишь распознать структуру языка и настроиться на него.

Для Хомского язык – это не слова, а синтаксис. С его помощью люди могут создавать неограниченное количество предложений. В основе всех языков мира лежит универсальная грамматика, которая, в свою очередь, сегодня сводится к рекурсии. Это предложения-матрёшки типа «Я оглянулся посмотреть, не оглянулась ли она, чтоб посмотреть, не оглянулся ли я». Однако в 2005 году американский лингвист Дэниэл Эверетт заметил, что в языке амазонских охотников-собирателей – пираха – нет рекурсии. Свои наблюдения и выводы о том, что структуру языка определяет не биология, а культура, он описал в научной статье, вокруг которой ожесточённые дебаты не утихают уже 10 лет.

Прав Хомский или не прав, пожалуй, не так уж и важно. Его идеи дали мощный толчок развитию когнитивных наук. Учёные неустанно пытаются их либо подтвердить, либо опровергнуть.

Пока одни учёные спорят, что в языке врождённо, а что должно быть выучено, другие учёные – Ф. Моллика из Университета Рочестера и С. Пианадоси из Калифорнийского университета в Беркли – задались другим вопросом. Сколько информации человек запоминает, чтобы говорить на родном языке? Язык – это много или мало?

Для расчётов учёные использовали биты – нули и единицы, в которых компьютеры хранят и вычисляют информацию. Конечно, человеческий мозг кодирует информацию не нулями и единицами, но, по мнению исследователей, они хорошо подходят для сравнения.

Когда вы слышите слово, мозг получает доступ к разной информации, связанной с его смыслом: звуки, из которых оно состоит, значения, контекст и многое другое. Первым делом мозг различает фонемы. В языке в среднем около 50 фонем, каждая – 15 бит информации. На все фонемы мозгу нужно 750 бит данных. Дальше слова. Человек запоминает порядка от 20 до 80 тысяч слов, среднее число – 40 тысяч. На запоминание звуковой формы слова нужно от 5 до 16 бит. Около 400 тысяч бит заняты звуковой формой слов. Затем мозг достаёт из памяти значения. Например, при изучении слова «индейка» человек обычно собирает кусочки информации: «Является ли индейка птицей? Да или нет? Летит ли индейка? Да или нет?» и т. д., пока не поймёт его полное значение. На одно слово нужно от 50 до 200 бит. На все слова – 550 тысяч бит. Как часто употребляются слова – эта информация занимает 80 тысяч бит. Синтаксис – набор правил – занимает меньше всего места – 700 бит. Если сложить все данные вместе, получается около 1,5 мегабайта информации – чуть больше, чем флоппи-диск. Современная молодёжь, возможно, и не знает, что это такое. Иначе говоря, это примерно одна минута песни в формате mp3.

С рождения и до 18 лет человек в лучшем случае запоминает 1000–2000 бит, в худшем – 120 бит [35] Mollica F. & Piantadosi S.T. (2019). Humans store about 1.5 megabytes of information during language acquisition. Royal Society Open Science, 6(3). https://doi.org/10.1098/rsos.181393 .

Вот столько нулей и единичек:

0110100001101001011001000110010001100101011011100110000101100011

01100011011011110111001001100100011010010110111101101110

Исследование младенцев – настоящее испытание для учёных. Они не могут говорить и нажимать на кнопки. Для малышей используют специальные «детские» аппараты МРТ, ЭЭГ, МЭГ и НИРС, которые не шумят и безопасны. В них дети чувствуют себя комфортно и могут двигаться.

Рис. 21 Нейротехника для исследования младенцев. (Из: Kuhl, P. K. (2010). Brain Mechanisms in Early Language Acquisition. Neuron, 67(5), 713–727.doi: Under an Elsivier user license)

Есть и более простые методы. Когда младенцы слышат или видят что-то новое, они сосут пустышку интенсивнее. Малыши останавливают свой взгляд на новых предметах. Чем интереснее предмет, тем дольше они на него смотрят. Например, на лицо мамы они смотрят дольше, чем на лицо чужого человека. И это время можно измерить, чтобы узнать предпочтения малышей.

Чтобы проверить, как 6-месячные малыши различают звуки из разных языков, их научили поворачивать голову при смене звука – например «а» на «е» – в сторону чёрного ящика. Если они делают это в нужный момент, ящик начинает светиться, панда, которая в нём сидит, бьёт в барабан. Дети обожают это задание. С помощью этой методики учёным удалось узнать, что дети до 8 месяцев различают звуки всех языков мира. Японские и американские дети слушали слоги ra и la , которые отличаются в английском, но не в японском. Все малыши от 6 до 8 месяцев выполняют задание одинаково. А вот через два месяца американские дети обгоняют японских. Их мозг готовится к родному языку [36] Kuhl P.K. (2004). Early language acquisition: cracking the speech code. Nature Reviews Neuroscience, 5(11), 831–843. doi:10.1038/nrn1533 .

Впервые дети знакомятся с языком ещё в утробе матери. К концу беременности плод уже слышит, что происходит за пределами его тёплого и безопасного домика. Околоплодные воды и стенки матки приглушают звуковые волны из внешнего мира, поэтому они различают только интонацию, а не слова. Они узнают голос мамы и язык, на котором говорят окружающие. Команда канадских учёных сняла электроэнцефалограмму у 16 новорождённых возрастом примерно 21 час. На мамин голос откликались языковые центры левого полушария. А на незнакомый голос – только правое и только зоны, распознающие голоса [37] Beauchemin M., Gonzalez-Frankenberger B., Tremblay J., Vannasing P., Martinez-Montes E., Belin P., …Lassonde M. (2010). Mother and Stranger: An Electrophysiological Study of Voice Processing in Newborns. Cerebral Cortex, 21(8), 1705–1711. doi:10.1093/cercor/bhq242 .

Первые звуки здорового ребёнка – это крик, плач. Так он не только сообщает маме о своих проблемах – хочу кушать, поменяй подгузник – но и тренирует свои сердце и лёгкие. А вы знали, что дети плачут на разных языках? Например, немецкие младенцы плачут с понижением интонации, а французские – с повышением [38] Mampe B., Friederici A.D., Christophe A. & Wermke K. (2009). Newborns’ Cry Melody Is Shaped by Their Native Language. Current Biology, 19(23), 1994–1997. doi:10.1016/j.cub.2009.09.064 .

Дети внимательно слушают, что происходит вокруг них, и собирают статистику: какие звуки в каких сочетаниях встречаются, какие идут первыми, а какие последними. Уже с рождения они различают фонемы, раскладывают их по классам, выделяют закономерности в потоке речи. Всего во всех языках мира около 600 согласных и 200 гласных. Каждый язык содержит всего 40 фонем. До 8 месяцев жизни малыши успешно их различают. Например, англоязычные дети различают звуки из языка хинди, японские дети различают звуки r и l . Немецкие дети различают назальные звуки французского. После 10–12 месяцев международное окно захлопывается. Мозг настраивается на звуки родного языка и различает только их.