Языковые органы и грамматические гены

Как в клетках мозга рождается язык

<…в данном месте в скане отсутствовала страница…>

преподавал английский в старших классах. У него было одновременно 37 учеников, ущербных по части грамматического гена. Как вы думаете, каковы шансы того, что это могло произойти? Ученики не отдавали себе отчета в том, что они изучают. Запятая могла быть для них иероглифом. Слова «субъектное дополнение» казались им комплиментом по поводу хорошей прически. А обособленный причастный оборот был просто не их проблемой…

Вы спросите, где же эти ученики теперь? Все они – видные фигуры в спорте и на телевидении или рок‑звезды, которые зарабатывают миллионы, изрыгая слова «отстой», «радикально» или «круто» и думая, что это законченные предложения.

Целые колонки сообщений, статейки в третьесортных газетах, карикатуры и радиопередачи, последовавшие за симпозиумом, быстро преподали мне урок того, что могут сделать с научными открытиями журналисты, у которых поджимают сроки сдачи материалов. Давайте проясним ситуацию: открытие, связанное с семьей с наследственными нарушениями речи, принадлежит Гопник; тот журналист, который щедро приписал его и мне, был введен в заблуждение тем, что я председательствовал на том заседании и представлял Гопник публике. Никакой грамматический ген не был идентифицирован, но исходя из того, как данный синдром поразил членов семьи, было сделано предположение об ущербном гене. Как предполагается, один‑единственный ген негативно воздействует на грамматическую правильность речи, но это не значит, что один единственный ген управляет грамматикой. (Если удалить распределительный вал, то машина не будет двигаться, но это не значит, что машиной управляет ее распределительный вал.) И, конечно, нарушается именно способность нормально общаться на повседневном английском языке, а не способность усваивать в школе его стандартный письменный вариант.

Но даже зная эти факты, многие разделяют скептицизм журналиста. Может ли в действительности существовать ген, отвечающий за что‑то настолько специфическое, как грамматика? Даже сама подобная мысль означает атаку на укоренившийся взгляд, что мозг – это аппарат для обучения с самыми общими функциями, лишенный формы и содержания до соприкосновения с окружающей культурной средой. А если грамматические гены и существуют, то в чем состоит их функция? Очевидно, в создании грамматического органа – эту метафору из работ Хомского многие находят абсурдной.

Но если существует языковой инстинкт, то он должен иметь материальное воплощение где‑либо в мозге, и эти мозговые центры должны быть подготовлены к своей роли создавшими их генами. Какие же факты могли бы продемонстрировать, что существуют гены, формирующие те части мозга, что управляют грамматикой? Самый широкий набор приборов и инструментов, которыми пользуются генетики и нейробиологи, большей частью бесполезен. Большинство людей не согласится, чтобы им в мозг вживляли электроды, вводили химикалии, перекраивали что‑то хирургическим путем и удаляли, чтобы делать срезы и их окрашивать. (Как сказал Вуди Аллен: «Мозг – это мой второй любимый орган».) Итак, биология языка остается плохо понятой. Но естественным образом произошедшие случаи и замысловатые технологии, позволяющие действовать в обход, позволили нейролингвистам узнать на удивление много. Давайте же попытаемся обнаружить предполагаемый грамматический ген, начиная с общей панорамы мозга и концентрируясь на все меньших и меньших компонентах.

* * *

Мы можем сразу сузить поле исследования, выведя из него половину мозга. В 1861 г. французский врач Поль Брока произвел сечение мозга пациента, больного афазией, которому персонал больницы дал кличку «Тан», потому что это был единственный слог, который он мог произнести. Брока обнаружил большую кисту, вызывающую повреждение в левом полушарии Тана. У следующих восьми больных афазией, которых он наблюдал, также были повреждения в левом полушарии – слишком много, чтобы это можно было приписать случайности. Брока сделал заключение, что «способность к членораздельной речи» располагается в левом полушарии.

В последовавшие 130 лет заключение Брока было подтверждено многочисленными и разнообразными свидетельствами. Некоторые из них были следствием того удобного факта, что правая половина тела и органов чувств контролируется левым полушарием мозга и наоборот. Многие больные афазией страдают слабостью или параличом правой части тела, включая Тана и поправившегося больного из главы 2, который проснулся с ощущением того, что он отлежал себе правую руку. Эта связь обобщена в псалмах 136:5–6:

Если я забуду тебя, Иерусалим, забудь меня десница моя.

Прильпни язык мой к гортани моей, если не буду помнить тебя…

Обычные люди более точно распознают слова, когда те высвечиваются с правой стороны их зрительного поля, чем когда с левой, даже если этот язык – иврит, на котором пишут справа налево. Когда разные слова одновременно произносят и в то и в другое ухо, человек лучше различает, какое слово было произнесено в правое ухо. В некоторых случаях эпилепсии, которую нельзя вылечить иным путем, хирурги разъединяют два полушария мозга, перерезая пучок волокон между ними. После хирургического вмешательства пациенты ведут совершенно нормальную жизнь, в которой присутствует только одно тонкое отличие, обнаруженное ученым‑неврологом Майклом Газзанига: если пациент неподвижен, он может описать события, происходящие в правом поле зрения и может назвать предметы в своей правой руке, но не может описать события, происходящие в левом поле зрения и не может назвать предметы в своей левой руке (хотя правое полушарие выражает свое знание об этих событиях невербальными жестами, например, жестикуляцией и указыванием). Левая половина их мира была отсоединена от их речевого центра.

Когда ученые‑неврологи напрямую рассматривают мозг, используя разнообразные технологии, они реально могут увидеть язык в действии в левом полушарии. Анатомия нормального мозга – его выпуклости и извилины – слегка асимметрична. В некоторых областях, имеющих отношение к языку, различия достаточно большие, чтобы их можно было видеть невооруженным взглядом. Компьютеризированная Осевая Томография (КТ или КОТ) и Магнитно‑Резонансное Отображение (МРО) используют компьютерный алгоритм, чтобы восстановить картину живого мозга в поперечном сечении. Мозг больных афазией почти всегда показывает повреждения в левом полушарии. Неврологи могут временно парализовать одно полушарие, введя амитал соды в каротидную артерию. Пациент со спящим правым полушарием может говорить, пациент со спящим левым – нет. Во время операций на мозге пациенты могут оставаться в сознании под местной анестезией, поскольку мозг не имеет болевых рецепторов. Нейрохирург Уилдер Пенфилд обнаружил, что небольшой электрический шок в некоторых местах левого полушария может заставить пациента замолчать на полуслове. (Нейрохирурги производят эти манипуляции не из любопытства, но для того, чтобы быть уверенными в том, что они не удаляют жизненно важные части мозга вместе с пораженными.) В технологии, используемой при исследованиях на нормальных людях, по всей поверхности черепа размещаются электроды, и электроэнцефалограммы (ЭЭГ) человека записываются в тот момент, когда он читает или слышит слова. Синхронно с каждым словом происходят всплески электрических сигналов, и они более заметны в электродах, расположенных на левой половине черепа, чем на правой (хотя это явление можно истолковать неоднозначно, поскольку электрический сигнал, зародившийся глубоко в одной части мозга, может давать излучение с другой стороны).

В новой технологии под названием Томография Методом Позитронной Эмиссии (ТПЭ) добровольцу вводят слабо радиоактивную глюкозу или воду или дают вдохнуть радиоактивный газ, дозировка которого сопоставима с дозировкой при рентгенографии грудной клетки, и помещают его голову внутрь кольца детекторов гамма‑лучей. Те части мозга, которые наиболее активны, сжигают больше глюкозы и потребляют больше насыщенной кислородом крови. Компьютерные алгоритмы на основании излучаемой головой радиации могут установить, какие зоны мозга работают усиленнее. Реальная картина метаболической активности на срезе мозга может быть отображена на компьютерной фотографии, где более активные зоны представлены в ярко‑красных и желтых тонах, а спокойные зоны – в темно‑синих. Сравнивая картину мозга в момент восприятия слов речи, с картиной мозга, обладатель которого смотрит на ничего не значащие изображения или слушает ничего не значащие звуки, можно увидеть, какие зоны мозга «зажигаются» при обработке речи. Как и ожидалось, горячие участки будут на левой стороне.

Что же в точности задает работу левому полушарию? Это не просто похожие на речь звуки и похожие на слова очертания или движения рта, а некий абстрактный язык. Большинство страдающих афазией, например, мистер Форд из главы 2, могут задувать свечи и сосать жидкость через соломинку, но пишут они так же плохо, как и говорят; это показывает, что нарушен контроль не над органами речи, а над языком. Некоторые больные афазией остаются замечательными певцами, а многие виртуозно ругаются. Уже давно известно, что на уровне восприятия тоны лучше различаются, когда их слышит левое ухо, более тесно связанное с правым полушарием. Но это верно только если тоны воспринимаются, как музыкальные звуки, а если их слышит китайское или тайское ухо, и те же тоны являются фонематическими признаками, то преимущество за правым ухом и левым полушарием, которое с ним связано.

Если предложить кому‑либо повторять речь другого человека в то же самое время, как ее произносит говорящий, и одновременно постукивать пальцем правой или левой руки, то труднее будет отстукивать пальцем правой руки, чем левой, потому что правый палец будет соперничать с языком за энергетические ресурсы левого полушария. Психолог Урсула Беллуджи и ее коллеги показали, что то же самое имеет место тогда, когда глухих людей просят повторить синхронно с другими жесты, производимые одной рукой на американском языке жестов – им труднее отстукивать пальцем правой руки, чем левой. Должно быть, при жестикуляции задействовано левое полушарие, но не потому, что это жестикуляция, а потому что это лингвистическая жестикуляция. Когда человеку (как говорящему, так и объясняющемуся жестами) нужно синхронно повторить прощальный взмах руки или одобрительное поднятие большого пальца, или не имеющую смысла жестикуляцию, движения правых и левых пальцев одинаково замедлены.

Изучение афазии у глухих людей приводит к аналогичным заключениям. Объясняющиеся жестами глухие с повреждениями левого полушария страдают от разновидностей жестовой афазии, которая практически идентична афазии у слышащих пациентов, имеющих подобные расстройства. Например, глухие товарищи Форда по несчастью не страдают никакими отклонениями при выполнении не связанных с речью задач, предъявляющих те же требования к глазам и к рукам: при жестикуляции, пантомиме, узнавании лиц и копировании рисунков. Повреждения правого полушария у глухих дает противоположную модель: они безупречно объясняются жестами, но встречаются с трудностями при выполнении пространственных задач, точно так же, как и слышащие пациенты с повреждениями правого полушария. Это потрясающее открытие. Известно, что правое полушарие отвечает за пространственные способности человека, поэтому можно было бы предположить, что жестовым языком, зависящим от пространственных способностей, будет заведовать правое полушарие. Открытие Беллуджи показывают, что язык, как связанный с ушами и ртом, так и связанный с глазами и руками, находится под контролем левого полушария. В левом полушарии, должно быть, содержатся абстрактные правила и древесные структуры, лежащие в глубинных слоях языка, а также грамматика, словарный запас и анатомия слов, а не просто звуки и движения рта, которые находятся на поверхности.

* * *

Почему язык устроен так однобоко? Лучше спросить, почему все остальное в человеке так симметрично. Симметрия – это не обязательное свойство организации материи. Если бы нам нужно было произвольно заполнить квадратики шахматной доски 8×8, то существует всего один шанс на миллиард, что заполнение было бы симметричным. Молекулы жизни асимметричны, как и большинство растений и многие животные. Создание в теле двусторонней симметрии трудно и требует больших затрат. Симметрия предъявляет к организму такие требования, что симметричному строению животных организмов может повредить любая слабость или болезнь. В результате этого все организмы от скорпионовых мух до деревенских ласточек и людей находят симметрию сексуально привлекательной (это признак крепости потенциального партнера), а большую асимметрию – признаком уродства. В образе жизни животных должно быть что‑то, что бы оправдывало высокую цену симметрии. Решающая черта в жизни животных – это мобильность. Особи, тела которых организованы по принципу двусторонней симметрии, созданы для движения по прямой. Причины этого очевидны. Существо с асимметричным телом будет двигаться кругами, а существо с асимметричными органами чувств будет причудливым образом контролировать тело с одной стороны, хотя не менее интересные вещи могут происходить с другой. Хотя движущиеся организмы и имеют двустороннюю симметрию, они (за исключением Тяни‑Толкая) не обладают симметрией передней и задней частей. Механизм для продвижения вперед лучше приспособлен для приложения сил в одном направлении, поэтому легче построить аппарат, который будет двигаться в одном направлении и поворачиваться, чем аппарат, который будет одинаково хорошо двигаться вперед и назад (или вообще шнырять в любом направлении, как летающая тарелка). Организмы не симметричны в отношении своей верхней и нижней частей, потому что гравитация делает верхнюю часть отличной от нижней.

Симметрия в моторно‑двигательных органах и органах чувств отражена в строении мозга, большая часть которого (по крайней мере у животных) отвечает за обработку ощущений и программирование действий. Мозг разделен на карты зрительного, слухового и моторного пространства, буквально воспроизводящие структуру реального пространства: если передвинуться в мозге на небольшое расстояние, то можно обнаружить нейроны, соответствующие соседней области в окружающем мире, как его чувствует животное. Поэтому симметричная организация тела и симметричное восприятие мира контролируется мозгом, который сам по себе почти идеально симметричен.

Ни один биолог еще не дал объяснения того, почему левое полушарие контролирует правое пространство и наоборот. Только психолог Марсель Кинсбурн смог выступить с одним предположением, которое вряд ли даже в небольшой степени приемлемо. Все двусторонне симметричные беспозвоночные животные (черви, насекомые и т.д.) имеют более прямолинейную организацию, при которой левая половина центральной нервной системы контролирует левую половину тела, а правая – правую. Вероятнее всего, беспозвоночный предок хордовых (животных со скелетной осью, в которую заключен спинной мозг, включая рыб, амфибий, птиц, рептилий и млекопитающих) имел такую же организацию. Но у всех хордовых «контралатеральный» контроль над телом: правое полушарие контролирует левую половину тела, а левое – правую. Что могло привести к такой переорганизации? Вот объяснение Кинсбурна. Вообразите, что вы существо, у которого левое полушарие контролирует левую сторону тела. А теперь поверните голову, чтобы посмотреть назад, на 180°, как сова. (Остановитесь на 180°, не заставляйте голову ходить по кругу, как это делала девушка в фильме «Изгоняющий дьявола»[119].) Теперь представьте себе, что ваша голова застряла в этой позиции. Ваши нервные волокна наполовину пересеклись, так, что теперь правое полушарие управляет левой стороной тела и наоборот.

Кинсбурн, конечно, не предполагает, что у какого‑то первобытного зеваки голова так и застряла в таком положении в буквальном смысле, но изменения в генетических инструкциях по строению организма могли произойти в результате такого перекрещивания в эмбриональный период – такое перекручивание можно реально наблюдать при развитии улиток и некоторых мух. Может быть это и выглядит извращенным способом формирования организма, но так происходит все время в процессе эволюции: последняя никогда не работает на пустой чертежной доске, но что‑то подправляет в уже имеющемся материале. Например, наш по‑садистски изогнутый S‑образный позвоночник – это результат сгибания и выпрямления куполообразных спинных костей наших четвероногих предков. Напоминающая картины Пикассо голова камбалы – это результат деформации головы того вида рыбы, который приспособился к повторению формой тела океанского дна, что и привело к перемещению глаза, бесцельно глядевшего в песок. Поскольку гипотетическое существо Кинсбурна не оставило после себя никаких ископаемых остатков и должно было вымереть уже более полумиллиарда лет назад, никто не знает, почему с ним произошло такое вращательное изменение. (Возможно, один из его предков изменил свою позу так же, как и камбала, а впоследствии организм вернулся в первоначальное состояние. Непредусмотрительная эволюция могла вернуть его голову назад к осевому соответствию с телом, повернув ее еще на четверть оборота в том же направлении, вместо того чтобы прибегнуть к более разумному выходу – устранить первоначальную четверть оборота.) Но это не имеет такого уж большого значения; Кинсбурн только предполагает, что такое вращение могло иметь место, но не заявляет, что может восстановить причину, по которой это произошло. (В случае с улиткой, у которой вращение сопровождается сгибанием, как у одного из концов кренделя, ученые проявляют бо́льшую осведомленность. Как объясняет мой старый учебник биологии: «В то время, как голова и подошва остаются в неизменном положении, все внутренние органы поворачиваются на 180°, так что анус… перемещается вверх и в конце концов располагается [над] головой… Преимущества такой организации достаточно очевидны в случае с животным, живущим в раковине с одним‑единственным отверстием».)

В поддержку своей теории Кинсбурн замечает, что у беспозвоночных основные нервные пучки проходят по животу, а сердце находится на спине, в то время как у хордовых нервные пучки проходят вдоль спины, а сердце размещается в груди. Именно это и можно было ожидать при повороте головы по отношению к телу на 180° при переходе от одной группы животных к другой, и Кинсбурн не обнаружил никаких свидетельств о животных, с которыми произошла бы только одна или две полные перестановки, которые, согласно его теории, должны были происходить вместе. Большие изменения в строении тела влияют на организацию всего организма животного, и устранить эти изменения очень трудно. Мы являемся потомками этого перекрученного создания, и на протяжении полумиллиарда лет инсульт в левом полушарии вызывает онемение правой руки.

Все преимущества симметричного строения тела имеют отношение к ощущениям и передвижениям в той окружающей среде, которая не отдает предпочтения той или иной стороне. А в случае с теми системами организма, которые не взаимодействуют с окружающей средой напрямую, от симметричной модели можно и отойти. Внутренние органы, такие как сердце, печень и желудок – хорошие тому примеры: они не находятся в контакте с проявлениями внешнего мира, и они сильно асимметричны. То же самое, только в гораздо меньшем масштабе, имеет место и в микроскопических схемах мозга.

Подумайте о том, что происходит при намеренных манипуляциях с каким‑либо несвободным объектом. Эти манипуляции не направлены вовне, объект может быть перемещен куда угодно по желанию того, кто им манипулирует. Поэтому передним конечностям такого организма и управляющим ими мозговым центром не обязательно быть симметричными, чтобы реагировать на непредсказуемые явления с той или другой стороны, они могут быть подогнаны под какую угодно конфигурацию для наиболее эффективного выполнения действия. При манипуляциях с объектами часто выгоднее разделение труда между конечностями, при котором одна конечность держит предмет, а другая производит над ним действия. Отсюда – асимметричные клешни омаров и асимметричный мозг, управляющий конечностями у разнообразных биологических видов. Люди сильно оторвались вперед от других животных в деле манипуляции с объектами, и у нашего биологического вида наличествует самое сильное и постоянное предпочтение одной конечности другой. Девяносто процентов людей во всех обществах во все исторические периоды – праворукие, и у большинства из них, как считается, есть один или два экземпляра доминантного гена, которые определяют ориентацию на праворукость (левое полушарие). Обладатели двух экземпляров рецессивной разновидности этого гена развиваются без сильной праворукой ориентации. Одни из них составляют остальную часть правшей, другие становятся левшами или свободно владеют обеими руками.

Обработка информации, растянутой во времени, но не в пространстве – это еще одна функция, где симметрия не играет никакой роли. При наличии определенного количества ткани, необходимой для осуществления этой функции, гораздо разумнее разместить ее в одном месте с короткими внутренними связями, чем заставлять одну половину этой ткани сообщаться с другой с помощью медленной и шумной дистанционной связи между полушариями. Так контроль над пением сильно смещен в сторону левого полушария у многих птиц, а продуцирование и восприятие криков и писков смещено у обезьян, дельфинов и мышей.

Возможно, язык у людей сконцентрировался в одном полушарии, потому что он тоже скоординирован во времени, но не в пространстве окружающей среды: слова выстраиваются по порядку, но не должны разлетаться в разных направлениях. Возможно, то полушарие, в котором уже имелась результирующая микросхема для контроля над тонкими, намеренными, последовательными манипуляциями над несвободными объектами, и стало самым подходящим местом для размещения языка, который тоже предполагает контроль над последовательными процессами. У той эволюционной линии, которая привела к появлению человека, таким полушарием стало левое. Многие психологи‑когнитивисты считают, что все разнообразие ментальных процессов, требующее последовательной координации и взаиморасположения частей, сосредоточено в левом полушарии: например, узнавание и воображение многочастных объектов и совершение последовательных логических заключений. Газзанига, протестировав по отдельности полушария пациента с расщепленным мозгом, обнаружил, что у только что изолированного левого полушария был такой же коэффициент интеллекта, как и во всем мозге целиком до операции!

В языковом смысле левши – это не зеркальное отражение праворукого большинства. Левое полушарие управляет языком практически у всех правшей (97 %), но правое полушарие управляет языком только у меньшинства левшей – около 19 %. У остальных языковой центр в левом полушарии (68 %) или избыточным образом имеется в обоих. У всех этих левшей язык более равномерно распределен по полушариям, чем у правшей, поэтому у левшей больше шансов перенести удар в одной части мозга и не страдать потом от афазии. Существуют факты, говорящие о том, что хотя левши и более способны к математике, пространственным дисциплинам и деятельности, связанной с искусством, они более подвержены расстройствам, дислексии и заиканию. Даже правши с леворукими родственниками (предположительно те правши, у которых только один экземпляр доминантного гена праворукости) анализируют предложения несколько по‑другому, чем чистые правши.

* * *

Конечно, язык не использует всю левую половину мозга целиком. Брока обнаружил, что мозг Тана был пористым и деформированным в тех областях, которые находятся прямо над сильвиевой (латеральной) бороздой – большим расщеплением, отделяющим лобную долю с ее характерными лишь для человека формами от остальной части мозга. Область, в которой были повреждения у Тана, теперь называется зоной Брока, и несколько других анатомических участков, с обеих сторон прилегающих к Сильвиевой борозде, будучи поврежденными, влияют на язык. Наиболее значительные из них показаны на диаграмме как большие серые пятна (см. с. 293). Примерно в 98 % случаев, когда мозговые повреждения приводят к языковым проблемам, это повреждение затрагивает одну из сторон Сильвиевой борозды левого полушария. Пенфилд обнаружил, что большинство участков, стимуляция которых нарушала владение языком, находились там же. Хотя связанные с языком области кажутся разделенными большими проемами, возможно, это только иллюзия. Кора головного мозга (серое вещество) – это большой участок двумерной ткани, туго свернутой для того, чтобы она могла вместиться в сферическую черепную коробку. Так же, как при комкании газеты создается впечатление, что картинки и текст беспорядочно перемешиваются, боковая проекция мозга может ввести в заблуждение относительно того, какие области примыкают друг к другу. Коллеги Газзаниги разработали технологию, использующую МРО фотографии срезов мозга для воссоздания вида коры головного мозга человека, как она бы выглядела, если бы ее можно было развернуть на плоскости. Они обнаружили, что все области, вовлеченные в языковую деятельность, примыкают друг к другу на одной протяженной территории. Этот участок коры слева от сильвиевой борозды можно считать языковым органом.

Давайте присмотримся попристальнее. Тан и мистер Форд, у которых была повреждена зона Брока, страдали от синдрома медленной, натужной, грамматически неправильной речи, называемой афазия Брока. Вот еще один пример – речь человека по имени Питер Хоган. В первом отрывке он описывает, как попал в больницу; во втором – свою бывшую работу на целлюлозно‑бумажном комбинате:

Да… э… понедельник… э… папа и Питер Хоган и папа… э… больница… и э… среда… среда девять часов и четверг… десять часов э врачи… два… два врачи и… э… зубы… э… И врач и девушка… и десны, я.

Нижний напор… Штат Мэн… Бумага. Четыреста тонн в день! И э… опыление серой и э… древесина… Две недели и восемь часов. Восемь часов… нет! Двенадцать часов, пятнадцать часов… работа… работа… работа! Да, и э… сера. Сера и… Э древесина. Э… носить! И э заболеть четыре года назад.

Зона Брока примыкает к той части полосы, отвечающей за моторный контроль, которая связана с челюстью, губами и языком, и когда‑то считалось, что она вовлечена в продуцирование языка (хотя, явно, не одной только речи, поскольку она воздействует и на письмо, и на жестовый

язык). Но, похоже, что с этой областью связана обработка грамматики вообще. Дефекты грамматики будут наиболее очевидны в своих внешних проявлениях, поскольку в результате любой погрешности с предложением будет «что‑то не так». Но, с другой стороны, в процессе понимания часто используется избыточность речи, что позволяет давать разумное толкование, не имеющее ничего общего с настоящим синтаксическим анализом. Например, можно понять предложения: Собака укусила человека или Яблоко, которое ест мальчик, красное, просто зная о том, что собаки кусают людей, мальчики едят яблоки, а яблоки красные. Даже о значении предложения: Лимузин толкает грузовик можно догадаться, потому что причина указана раньше, чем результат действия. В течение столетия люди, страдающие афазией Брока, вводили в заблуждение неврологов подобной рациональной методикой. Эта хитрость была в итоге разгадана, когда психолингвисты попросили их инсценировать предложения, которые можно понять лишь исходя из их синтаксического строения, например: Грузовик сбит лимузином или Девочка, которую толкает мальчик, высокая. В половине случаев пациенты давали правильное толкование, а в половине – неправильное, как если бы мозг играл в орла или решку.

Есть и другие причины считать, что фронтальная часть лобной коры, где находится зона Брока, вовлечена в процесс обработки грамматики. При чтении людьми предложений электроды, размещенные на передней части левого полушария, улавливают отчетливые показатели электрической активности в той точке предложения, в которой оно становится грамматически неправильным. Эти электроды также улавливают изменения на протяжении тех участков предложения, где перемещенная синтаксическая группа должна удерживаться в памяти, пока читатель ждет появления ее следа, как например: What _ did you say (trace) _ to John? ‘Что ты сказал (след) Джону?’. Некоторые исследования с использованием ТПЭ и других технологий для измерения кровяного потока показали, что эта область активизируется, когда люди слушают речь на известном им языке, рассказывают истории или понимают сложные предложения. Разнообразные контрольные задания и методика отсеивания лишнего подтвердили, что вся эта область задействуется именно при обработке структуры предложения, а не просто при осмыслении содержания. Недавно проведенный и очень тщательно спланированный эксперимент Карин Стормсволд и неврологов Дэвида Каплана и Нэта Элперта позволил получить еще более точную картину – он показал активизацию одной ограниченной части зоны Брока.

Так является ли зона Брока грамматическим органом? Не совсем. Нарушения в одной только зоне Брока не приводят к длительной и сильной афазии; должны быть также повреждены как окружающие области так и залегающее под ними белое вещество (соединяющее зону Брока с другими участками мозга). Иногда симптомы афазии Брока могут быть следствием удара или болезни Паркинсона, которые приводят к нарушениям в главных нервных узлах – сложных нейронных центрах, расположенных глубоко внутри лобных долей и в нормальном состоянии используемых для точного контроля над движениями. Натужная речь страдающих афазией Брока может быть явлением, отличным от отсутствия грамматики в их речи, и может быть связанной не с зоной Брока, а со скрытыми частями расположенной рядом коры, поврежденной таким же образом. И, что самое удивительное, некоторые грамматические способности, похоже, сохраняются, несмотря на повреждения в зоне Брока. Когда страдающих афазией Брока просят отличить грамматически правильные предложения от неправильных, они могут обнаружить даже тонкие моменты нарушения синтаксических правил, как в следующих парах предложений:

John was finally kissed Louise ‘Джон был в конце концов расцелован Луиза’.

John was finally kissed by Louise ‘Джон был в конце концов расцелован Луизой’.

I want you will go to the store now ‘Я хочу, чтобы ты идти в магазин сейчас’.

I want you to go to the store now ‘Я хочу, чтобы ты пошел в магазин сейчас’.

Did the old man enjoying the view? ‘Старику понравившийся этот вид?’

Did the old man enjoy the view? ‘Старику понравился этот вид?’

И все же люди, страдающие афазией Брока не могут обнаружить все грамматические неправильности, как и не все люди, страдающие афазией могут обнаружить, хоть какие‑то из них, так что роль зоны Брока в языке чрезвычайно неясна. Возможно, в этой области заложены основы обработки грамматики, преобразующие информацию на мыслекоде в грамматические структуры и наоборот; отчасти это достигается сообщением с предлобными долями (отвечающими за абстрактные рассуждения и знания) через главные нервные узлы.

Зона Брока связана пучком нервных волокон также и со вторым языковым органом – зоной Вернике. Повреждения в зоне Вернике приводят к совершенно другому синдрому афазии. Ховард Гарднер описывает свое знакомство с мистером Горганом:

– Как вы оказались в больнице? – спросил я 72‑летнего мясника‑пенсионера через четыре недели после того, как его положили в больницу.

– Парень, я потею, я ужасно волнуюсь, знаешь, бывает, я попадаюсь, не могу сказать тарипой, месяц назад, совсем немного, все прошло нормально, многих обвесил, а с другой стороны, понимаешь, что я хочу сказать, приходится крутиться, смотреть, требин и все такое.

Несколько раз я попытался вставить слово, но не смог пробиться через его упорно неослабевающий и быстрый поток речи. В конце концов я поднял руку, положил ее Горгану на плечо и смог добиться короткой передышки.

– Спасибо, мистер Горган, я хочу задать вам несколько…

– Да, конечно, пожалуйста, любой старый думает, что вы хотите. Я бы сделал это, если б мог. Да, я говорю слова не так, как говорят; все здешние парикмахеры, каждый раз, когда они останавливают вас на улице, и все по новой и по новой, если вы понимаете, что я имею в виду, все пается и пается дать оптор, опторжение, ну и мы стараемся изо всех сил, чтобы можно было тем временем в другой раз, это случилось с кроватями вон там, та же самая история…

Афазия Вернике в каком‑то смысле дополняет афазию Брока. Пациенты сыплют более или менее грамматически правильными высказываниями, но их речь бессмысленна и наполнена неологизмами и заменителями слов. В отличие от многих страдающих афазией Брока, у страдающих афазией Вернике постоянные трудности с называнием объектов; в итоге они произносят имеющие отношение к этим объектам слова или искажают звуки в правильных словах:

table ‘стол’: «chair» ‘стул’

elbow ‘локоть’: «knee» ‘колено’

clip ‘клип’: «plick»

butter ‘масло’: «tubber»

ceiling ‘потолок’: «leasing»

ankle ‘колено’: «ankley, no mankle, no kankle»

comb ‘расчесывать’: «close, saw it, cit it, cut ‘отрезать’, the comb ‘расческа’, the came»

paper ‘бумага’: «piece of handkerchief ‘кусок носового платка’, pauper, hand pepper, piece of hand paper ‘кусок ручной бумаги’»

fork ‘вилка’: «tonsil ‘миндалина’, teller ‘рассказчик’, tongue ‘язык’, fling»

Яркий симптом афазии Брока – это то, что пациенты выказывают очень слабые признаки понимания речи, звучащей вокруг. При третьем виде афазии нарушены связи между зонами Вернике и Брока; страдающие этой афазией не могут повторять предложения. При четвертом виде афазии зоны Вернике и Брока и связи между ними остаются нетронутыми, но эти области становятся островом, изолированным от остальной коры, и страдающие афазией производят жутковатое впечатление, повторяя то, что они слышат, хотя сами этого не понимают и не могут заговорить спонтанно. По этим причинам и потому, что зона Брока примыкает к участкам коры, отвечающим за обработку звука, когда‑то считалось, что эта область является основополагающей для понимания языка. Но ни одна из этих причин не объясняет того, почему речь страдающих афазиями звучит так безумно. Похоже, что зона Брока имеет отношение к нахождению слов в ментальном словаре и распределению их по другим областям, в особенности – зоны Брока, где слова группируются вместе или разгруппировываются в соответствии с синтаксическими правилами. Возможно, афазия Вернике – это результат того, что оставшаяся в целости зона Брока бешено штампует высказывания, без намерения передать какую‑то информацию и не имея нужных слов, которые обычно поставляет зона Вернике. Но, честно говоря, никто в точности не знает, в чем назначение зон Брока и Вернике.

Зона Вернике вместе с двумя затемненными областями, примыкающими к ней на диаграмме (угловая и надкраевая извилины), находится на перекрестке между тремя мозговыми долями и поэтому идеально приспособлена для интеграции потоков информации о зрительных образах, звуках, телесных ощущениях (от соматосенсорной полосы) и пространственных взаимоотношениях (от теменной доли). Было бы логично поместить там связь между звучанием слов и внешним видом и взаиморасположением того, к чему они относятся. И действительно, повреждения в этих соседствующих областях часто приводят к синдрому под названием «аномия», хотя более запоминающимся ярлычком мог бы быть «безымяния» – то, что буквально и означает этот синдром. Нейропсихолог Кэтлин Байнз описывает некого «X. В.», служащего, перенесшего инсульт в этой области. Он высоко интеллектуален, у него ясное произношение и хорошие навыки ведения разговора, но он практически не в состоянии извлекать слова из ментального словаря, хотя и может их понимать. Вот его ответ на просьбу Байнз описать картинку, на которой мальчик падает с табуретки в тот момент, как он дотянулся до банки на полке и протянул печенье своей сестре:

Во‑первых, это падает, вот‑вот должно, должно упасть, и оба они что‑нибудь съедят… Но проблема в том, что это собирается отпустить это, и оба они упадут… Мне не очень хорошо видно, но мне кажется, что или у нее или будет какая‑то еда, которая не очень подходит, и она тоже собирается достать для нее еды… и что она находится там, потому что им нельзя забираться туда и доставать ее, пока им не скажут, что ее можно достать. И поэтому это падает, а это именно то, что они и собирались съесть, но все вышло не так, эта, э, эта штука, такая, э, хорошая, но для них это не хорошо, но им это нравится, ням‑ням‑ням [причмокивает]… и что они у… видят, что, я не вижу, внутри это или нет… мне кажется, она говорит: Я хочу две или три, я хочу одну – мне кажется, мне так кажется, и она наверняка получит эту одну, и она упадет там или что‑то в этом духе, она получит ее и, и, там, он достанет одну для себя или больше, все зависит с тем, когда они упадут… и когда это упадет, то это не страшно, все, что им нужно – это поднять это, и залезть обратно, и достать еще.

«X. В.» свободно использует именные группы, но не может извлечь из словаря имена существительные, чтобы их в эти группы вставить; он использует местоимения, глаголы, такие как падает, и несколько общих существительных, таких как еда и штука, чтобы обозначить объекты изощренно многословными оборотами. Глаголы представляют для страдающих аномией меньшую проблему; гораздо больше трудностей испытывают с ними жертвы афазии Брока, возможно потому, что глаголы теснее связаны с синтаксисом.

Есть и другие свидетельства того, что эти участки, примыкающие к задней части сильвиевой борозды вовлечены в хранение и извлечение слов. Когда люди читают идеально правильные с точки зрения грамматики предложения и встречают бессмысленное слово, например: Мальчики слушали апельсин Джо об Африке, электроды, установленные возле задней части черепа, улавливают изменения в их ЭЭГ (хотя, как я уже упоминал, полагать, что сигналы идут от того, что находится под электродами – это только догадка). Когда люди помещают головы в ТПЭ‑сканер, эта общая часть мозга активизируется, когда они слышат слова или даже псевдослова, такие как tweal, и даже когда они читают слова на экране и должны решить, рифмуются эти слова или нет – задача, требующая представить себе звучание слов.

* * *

Самая общая анатомия языковых суборганов, находящихся в районе сильвиевой борозды, может быть такова: передняя околосильвиева часть (включая зону Брока) – обработка грамматики, задняя околосильвиева часть (включая зону Вернике и место соединения трех долей) – звуки слов, особенно существительных, и некоторые аспекты их значения. Можем ли мы еще больше увеличить масштаб и установить еще более мелкие области мозга, выполняющие еще более ограниченные языковые задачи? Ответ – и да, и нет. Нет, не существует еще более мелких участков мозга, которые можно было бы обвести чертой и присвоить им ярлык того или иного языкового модуля, по крайней мере, на сегодняшний день это невозможно. Но да, могут существовать части коры, выполняющие ограниченные задачи, поскольку мозговые нарушения могут привести к поразительно специфическим языковым проблемам. Это интригующий парадокс.

Вот несколько примеров. Хотя нарушения того, что я называю шестым чувством – восприятия речи – могут быть следствием повреждений большинства областей в левой части околосильвиева пространства (и восприятие речи заставляет несколько частей околосильвиева пространства активизироваться при ТПЭ‑исследованиях), существует специфический синдром под названием Полная Словесная Глухота, означающий именно то, о чем говорят составляющие его слова: жертвы этого синдрома могут читать, говорить и распознавать звуки вокруг себя, например, музыку, хлопание дверей и крики животных, но не могут распознать слова речи: эти слова для них настолько же бессмысленны, как если бы они произносились на иностранном языке. Для некоторых пациентов с грамматическими проблемами не свойственна нечеткая артикуляция, характерная для синдрома Брока, они говорят свободно, но совершенно неправильно. Некоторые жертвы афазии не могут употреблять глаголы, флексии и функциональные слова, другие употребляют, но не те, что нужно. Некоторые не могут понять сложные предложения, содержащие след (например: The man _ who the woman kissed (trace) _ hugged the child ‘Человек, _ которого женщина поцеловала (след), _ обнял ребенка’), но могут понять сложные предложения с возвратным местоимением (например: The girl said that the woman washed herself ‘Девочка сказала, что женщина помылась (букв. помыла себя)’). А у некоторых страдающих афазией наблюдается понимание иного характера. Есть италоязычные больные, коверкающие словоизменительные суффиксы своего языка (сходные с ‑ing, ‑s и ‑ed в английском), но почти безупречно употребляющие словообразовательные суффиксы (сходные с ‑able, ‑ness и ‑er).

Ментальный тезаурус особенно часто бывает разорванным на куски с гладкими краями. Среди страдающих аномией (имеющих проблемы с употреблением существительных) у разных больных проблемы с разными видами существительных. Одни могут употреблять конкретные существительные, но не абстрактные, а другие – абстрактные, но не конкретные. Одни могут употреблять существительные, обозначающие неодушевленные предметы, но испытывают трудности с одушевленными, а другие могут употреблять названия одушевленных предметов, но испытывают трудности с неодушевленными. Кто‑то может назвать животных и овощи, но не части тела или виды еды, одежды, транспортных средств и мебели. Наблюдаются больные, у которых проблемы со всеми существительными, кроме тех, которые обозначают животных; больные, которые не могут назвать части тела; больные, которые не могут назвать предметы, обычно находящиеся внутри помещения; больные, которые не могут назвать цвета, и больные, у которых проблема с личными именами. Один больной не мог называть фрукты и овощи, он мог назвать абаку[120]или сфинкса, но не яблоко или персик. Психолог Эдгар Цуриф, подшучивая над привычкой неврологов давать причудливое название каждому синдрому, предложил, чтобы это называлось аномией на бананы или «бананомией».

Означает ли это, что в мозге имеется сельскохозяйственный отдел? Такого еще не было обнаружено, как не было обнаружено и центров, отвечающих за флексии, следы, фонологию и т.д. Закрепление ментальных функций за теми или иными областями мозга не имело успеха. Часто можно встретить двух больных с повреждениями в одной и той же общей области, но с разными видами нарушений или больных с одним и тем же нарушением, но повреждениями в разных областях. Иногда ограниченное нарушение, такое как неспособность называть животных, может быть следствием обширных повреждений, охватывающей весь мозг дегенерации или удара по голове. В десяти процентах случаев больной с повреждениями в районе зоны Вернике может страдать афазией, сходной с афазией Брока, а больной с повреждениями в районе зоны Брока может страдать афазией, сходной с афазией Вернике.

Почему же так трудно составить атлас мозга, где бы указывались области, отвечающие за разные части языка? В соответствии с теорией одной научной школы, таковых просто нет – мозг это шмат мяса. За исключением того, что относится к чувствам и движению, ментальные процессы – это модели нейронной активности, которые разбросаны по всему мозгу наподобие голограммы. Но теория шмата мяса плохо соотносится с поразительно специфическими проблемами у многих больных с повреждениями мозга и начинает устаревать в «идущем под знаком мозга» десятилетии. Используя инструменты, становящиеся все совершеннее от месяца к месяцу, нейробиологи наносят на карту мозга обширные территории, ранее, в старых учебниках, носившие название «ассоциативные зоны коры головного мозга», и очерчивают десятки новых участков со своими собственными функциями или видами обработки материала, как например: зрительные области, специализирующиеся на формах объектов; пространственная планировка; цвет; объемное ви́дение в 3‑х измерениях; простое движение и сложное движение.

Насколько нам известно, в мозге могут быть участки, ответственные за такие специфические процессы, как составление именных групп и метрических деревьев; наши методы изучения человеческого мозга все еще настолько примитивны, что мы не смогли бы их обнаружить. Возможно эти участки выглядят, как горошины или пятнышки или полоски, разбросанные по основным языковым областям мозга. Это могут быть завитки неправильной формы, похожие на избирательные округа с искаженными для политических махинаций границами. У того или иного конкретного человека эти участки могут быть смещены или протянуты по разным выпуклостям и складкам мозга. (Такой порядок расположения наличествует в тех системах мозга, которые нами лучше изучены, например, в зрительной системе.) А если это так, то те огромные воронки, которые мы называем мозговыми повреждениями, и те пятнистые снимки, которые мы называем ТПЭ‑сканированием, оставят их местонахождение в неизвестности.

Уже существуют свидетельства того, что мозговая структура, ответственная за обеспечение языковой функции, может быть организована не так непрямолинейно. Нейрохирург Джордж Оджеманн, последователь методики Пенфилда, стимулировал электрическим разрядом различные участки находящегося в сознании открытого мозга. Он обнаружил, что стимуляция в пределах участка, диаметром не больше нескольких миллиметров, может вызвать нарушение какой‑то одной функции, например, способности повторить или закончить предложение, назвать предмет или прочесть слово. Но эти точки были разбросаны по всему мозгу (большей частью, но не преимущественно, – в районе сильвиевой борозды) и по‑разному располагались у разных людей.

Исходя из назначения мозга, не удивительно, что языковые подцентры так замысловато сгруппированы или разбросаны по мозговой коре. Мозг – это орган особого типа – он производит вычисления, и, в отличие от органов, которые призваны что‑то перемещать в физическом мире, таких как сердце или бедро, мозг не нуждается в том, чтобы его функциональные части были плотно пригнаны друг к другу в удобной для их соединения форме. До тех пор, пока существуют связи внутри нейронной микросхемы, ее части могут находиться в разных местах, но делать одно и то же, подобно тому, как провода, соединяющие ряд компонентов электроцепи, могут быть помещены в корпус прибора беспорядочным мотком, или тому, как штаб‑квартира корпорации может размещаться где угодно, имея хорошо отлаженную связь со своими заводами и складами. Это представляется особенно верным по отношению к словам – повреждения или электрическая стимуляция широких областей мозга может вызвать трудности при назывании объектов. Слово – это пучок разных видов информации. Возможно, каждое слово можно сравнить с втулкой колеса, которая может располагаться где угодно на большом пространстве, если только его спицы достигают тех частей мозга, где хранится его звуковой образ, особенности синтаксического употребления, его логика и внешний вид того, что это слово обозначает.

Развивающийся мозг может выгодно использовать лишенную четкой формы сущность вычислительных операций, чтобы расположить языковые системы с определенной гибкостью. Например, у разнообразных областей мозга есть потенциал образовывать точные системы связей между языковыми компонентами. Изначальная предрасположенность заставляет эти системы размещаться на типичных для них местах; альтернативное расположение при этом подавляется. Но если первоначальные места расположения будут как‑то повреждены, на протяжении какого‑то критического периода времени, языковые системы могут быть образованы в другом месте. Многие неврологи полагают, что именно поэтому языковые центры у меньшинства людей (но значительного меньшинства!) расположены в неожиданных местах. Роды – это травмирующий процесс не только по всем известным психологическим причинам. Голова ребенка в родовом канале сжимается как лимон, и новорожденные часто переносят микроинсульты или более значительные кровоизлияния в мозг. Взрослые люди с аномальным расположением языковых областей могут быть поправившимися жертвами этих родовых повреждений. Сейчас, когда аппараты МРО широко распространены в центрах исследований мозга, посещающим эти центры журналистам и философам могут вручить в качестве сувенира фотографию их мозга. Время от времени на таких фотографиях можно обнаружить вмятины размером с арахис, не вызывающие, однако, никаких побочных эффектов, помимо дружеских шуток о том, что у владельца этой вмятины дефективность на лбу написана.

Точки, отвечающие за языковые функции, так трудно локализовать еще по одной причине. Некоторые виды языковых знаний могут храниться в многочисленных экземплярах (более высокого или низкого качества) в разных местах. Кроме того, к тому времени, когда людей, перенесших инсульт, уже можно систематически тестировать, они успевают восстановить некоторые языковые способности, отчасти за счет общих способностей к рассуждению. А неврологи – это не электротехники, которые могут затронуть щупом входящий или выходящий провод некого компонента, чтобы изолировать его функцию. Они должны «простукать» пациента целиком через его глаза, уши, рот и руки; и на пути между вызываемым раздражением и получаемой реакцией существует много полустанков. Например, называние объекта включает его распознавание, поиск его статьи в ментальном словаре, поиск его звукового образа, его произнесение и, возможно, проверку результата на ошибки в момент прослушивания. Проблема с называнием объектов может возникнуть при сбое в любом из этих процессов.

Есть некоторая надежда, что вскоре мы сможем лучше локализовать ментальные процессы, поскольку сейчас быстро разрабатываются более точные технологии отображения мозга. Одна из них это функциональное МРО, которое точнее, чем ТЭП, может измерить, с какой силой работают различные части мозга во время ментальной деятельности того или иного типа. Другой пример – это магнито‑энцефалография, которая, как и ЭЭГ, может точно установить ту часть мозга, от которой исходит электромагнитный сигнал.

* * *

Мы никогда не разберемся в сущности языковых органов и грамматических генов, если ограничимся поиском участков мозга размером с почтовую марку. Вычислительные процессы, лежащие в основе ментальной жизни, возможны благодаря связям в хитроумных сетях, из которых и состоит кора головного мозга, сетях из миллионов нейронов, где каждый нейрон соединен с тысячами других, действующих в тысячные доли секунды. Что же мы увидим, если покрутим колесико микроскопа и пристально вглядимся в микросхему языковых областей? Никто этого не знает, но мне хотелось бы предложить вам обоснованную версию. Парадоксально, но это именно та сторона языкового инстинкта, о которой нам известно меньше всего и которая важнее всего, поскольку именно здесь заложены истинные причины говорения и понимания. Я предлагаю вам инсценировку того, как может выглядеть обработка грамматической информации с точки зрения нейрона. Не стоит принимать это слишком уж всерьез – это просто демонстрация того, что принцип языкового инстинкта сравним с принципом случайности попадания в лузу биллиардного шара в физическом мире, а сам языковой инстинкт – это не что‑то туманное, названное биологическим термином.

Моделирование работы нейронной сети основано на упрощенной модели нейрона. Этот нейрон может делать всего несколько вещей. Он может быть активным или неактивным. В активном состоянии он посылает сигнал по своему аксону (проводнику внешней связи) к другим клеткам, с которыми он соединен; эти соединения называются синапсами. Синапсы могут быть возбуждающими или подавляющими и могут передавать импульсы разной силы. Нейрон‑адресат суммирует любые сигналы, поступающие от возбуждающих синапсов, вычитает любые сигналы, поступающие от подавляющих синапсов, и если сумма превышает некий порог, то нейрон, принимающий сигнал, сам становится активным.

Если сеть подобных нейронов‑моделей достаточно велика, то она может выступать в роли компьютера, вычисляющего ответ на любой точно поставленный вопрос, подобно ползавшей по странице машине Тьюринга из главы 3, которая смогла сделать вывод, что Сократ смертен. Это стало возможно потому, что нейроны‑модели могут быть соединены несколькими простыми способами, превращающими их в «логические клапаны» – приспособления, способные моделировать логические отношения «и», «или» и «не», лежащие в основе дедукции. Значение логического отношения «и» состоит в том, что утверждение «А и Б» верно тогда, когда верно А и верно Б. Клапан И, моделирующий это отношение, будет открыт в том случае, если открыты все его входы. Если допустить, что порог для нашей модели нейрона – это 0,5, то комплект входящих синапсов, вес каждого из которых меньше, чем 0,5, но сумма которых больше, чем 0,5, скажем – 0,4 и 0,4, будет функционировать как клапан И, как показано на левой схеме:

Значение логического отношения «или» состоит в том, что утверждение «А или Б» верно тогда, когда верно А или верно Б. Отсюда следует, что клапан ИЛИ будет открыт тогда, когда хотя бы один вход открыт. Для обеспечения этого каждый синаптический вес должен быть больше, чем нейронный порог, скажем 0,6, как показано на средней схеме. И наконец, значение логического отношения «не» состоит в том, что утверждение «НЕ А» верно тогда, когда А ложно и наоборот. Отсюда следует, что клапан НЕ должен закрываться, если открыт его вход и наоборот. Это обеспечивается тормозящим синапсом, показанным справа, чей негативный вес достаточен, чтобы сделать неактивным выходящий нейрон, который в противном случае всегда активен.

А вот как нейронная сеть может вывести относительно сложное грамматическое правило. Английская флексия ‑s, как например в Bill walks ‘Билл идет’ – это суффикс, который должен быть применен при следующих условиях: когда подлежащее стоит в третьем лице И в единственном числе И глагол в настоящем времени И действие происходит постоянно (таков его «вид», если говорить в лингвистических терминах), но НЕ тогда, когда глагол неправильный, как например: do ‘делать’, have ‘иметь’, say ‘говорить’ или be ‘быть’ (ведь мы говорим Bill is ‘Билл есть’, но не Bill be’s). Нейронная сеть, которая вычисляет эти логические отношения, выглядит так:

Во‑первых, существует банк нейронов, отвечающих за характеристики флексии (нижняя половина схемы, слева). Релевантные характеристики соединены через клапан И с нейроном, отвечающим за комбинацию 3‑го л. ед. ч. настоящего времени и постоянного вида (обозначенный «3енп»). Этот нейрон возбуждает нейрон, соответствующий флексии ‑s, который в свою очередь возбуждает нейрон, соответствующий фонеме z в банке нейронов, отображающих произношение суффиксов. Если это правильный глагол, то на этом все требуемое для суффикса вычисление закончено; произношение основы слова так, как оно указано в ментальном словаре, просто копируется элемент за элементом в нейроны основы слова по тем соединениям, которые я не обозначил. (То есть формой слова to hit будет просто hit + s, а формой слова to wug – wug + s.) Для неправильных глаголов, таких как be, этот процесс должен быть заблокирован, иначе нейронная сеть будет продуцировать неправильные be’s. Поэтому нейрон комбинации 3енп также посылает сигнал нейрону, отвечающему за всю нерегулярную форму is. Если человек, чей мозг мы сейчас моделируем, собирается использовать глагол be, то нейрон, отвечающий за глагол be, уже активен, и он тоже сообщает активацию нейрону is. Поскольку два входных сигнала к is соединены как клапан and ‘и’, оба должны включаться, чтобы активизировать is. Иными словами, если и только если человек одновременно думает о be и о третьем лице–единственном числе–настоящем времени–постоянного вида (хабитатива), то тогда будет активизирован нейрон is. Нейрон is тормозит флексию ‑s через клапан НЕ, образованный тормозящим синапсом, который предотвращает появление ises или he’s, но активизирует гласный i и согласный z в банке нейронов, отвечающих за основу слова. (Разумеется, я опустил многие нейроны и многие соединения с остальными частями мозга.)

Я от руки соединил нейроны в этой сети, но это специфические английские соединения, и в реальном человеческом мозге их еще предстоит изучить. Продолжая нашу фантазию на тему нейронных сетей, попробуйте вообразить себе, как такая сеть может выглядеть в мозге младенца. Допустим, что каждая из совокупностей нейронов там уже есть изначально. Но везде, где я проводил стрелочку от одного‑единственного нейрона в одной совокупности (кружку) к одному‑единственному нейрону в другой, вообразите себе пучок стрелочек от каждого нейрона в одной совокупности к каждому нейрону в другой. Это соответствует тому, появления чего ребенок на врожденном уровне там и «ожидает»: например, суффиксов того или иного лица, числа, времени или вида, а также возможных нерегулярных форм для комбинаций вышеперечисленного; но при этом ребенок не знает наверняка, какие комбинации, суффиксы или нерегулярные формы встретятся в определенном языке. Их усваивание соответствует укреплению некоторых синапсов, на которые указывают стрелочки (обозначенные на схеме), и тому, что другие остаются невидимыми. Это может функционировать следующим образом. Представьте себе, что когда ребенок слышит слово с z в суффиксе, то активируется нейрон z в совокупности, соответствующей суффиксу на правом краю схемы, а когда ребенок думает о третьем лице, единственном числе, настоящем времени и постоянном виде (составные части воспринимаемого им события), то эти четыре нейрона на левом краю тоже активизируются. Если активизация распространяется назад так же, как и вперед, и если синапс укрепляется каждый раз при активизации в то же время, когда уже активен нейрон внешней связи, то укрепляются все синапсы – связи между «3‑е», «единственное», «настоящее», «постоянный» – с одной стороны, и «z» – с другой стороны. Стоит этому повториться достаточное количество раз – и отчасти специфицированная нейронная сеть у новорожденного приобретает вид, характерный для взрослого человека (что я и описал).

Давайте еще больше увеличим масштаб наблюдаемых объектов. Какой же первопаяльщик позаботился о том, чтобы между совокупностями нейронов были врожденные потенциальные соединения? Эта одна из самых «горячих» тем в современной неврологии, и мы начинаем получать смутное представление о том, как закладываются связи в мозге эмбриона. Конечно, имеются в виду не языковые области у человека, но глазные яблоки у дрозофил, зрительные бугры у африканских хорьков и зрительные участки коры головного мозга у кошек и обезьян. Нейроны, предназначенные стать частью определенных областей коры, зарождаются в специфических областях вдоль стенок желудочков – наполненных жидкостью полостей в центре мозговых полушарий. Затем они перемещаются наружу по направлению к черепу до своего итогового местонахождения в коре головного мозга вдоль канатиков, образованных вспомогательными клетками, которые вместе с нейронами составляют массу мозга. Соединения между нейронами на различных участках коры часто образуются тогда, когда являющаяся целью соединения область испускает некоторое химическое вещество, и аксоны, растущие в разных направлениях от источника этого вещества, «вынюхивают» его и следуют тому направлению, в котором увеличивается его концентрация, подобно тому, как корни дерева растут в сторону источников жидкости и удобрений. Аксоны также чувствуют присутствие специфических молекул на тех поверхностях (состоящих из вспомогательных клеток), к которым они продвигаются, и могут сами определять свое направление, подобно Гензелю и Гретель, которые шли, ориентируясь на хлебные крошки. Как только аксоны достигают близости целевой области, могут образоваться более точные синаптические соединения, потому что на поверхности растущего аксона и нейрона‑цели есть определенные молекулы, подходящие друг к другу как ключ и замок, которые прочно сцепляются друг с другом. Но в то же время эти изначальные соединения обычно довольно беспорядочны, поскольку нейроны обильно высылают вперед свои растущие аксоны, которые соединяются с любыми неподходящими целями. Неподходящие соединения отмирают, возможно, из‑за того, что их цели не могут обеспечить химические вещества, необходимые для их выживания, а возможно, и из‑за того, что образованные ими связи недостаточно используются, когда мозг начинает работать во время внутриутробного развития.

Старайтесь не отставать от меня во время этого нейро‑мифологического дознания – мы начинаем приближаться к «грамматическим генам». Те молекулы, которые направляют, соединяют и сохраняют нейроны, – это белки. Структура белка определяется геном, а ген – это последовательность оснований в цепочке ДНК, которая находится в хромосоме. Ген начинает функционировать благодаря «транскрипционным факторам» и другим регулирующим молекулам – тем аппаратам, которые считывают последовательность основ где‑либо в молекуле ДНК и раскрывают соседнюю цепочку, позволяя этому гену быть расшифрованным в РНК, которая затем переводится в белок. Как правило, эти регулирующие факторы сами являются белками, поэтому процесс построения организма – это хитроумное чередование того, как ДНК образует белки, некоторые из которых взаимодействуют с другими ДНК для образования новых белков и т.д. Небольшие различия во времени образования и количестве белков могут иметь огромные последствия для строящегося организма.

Таким образом, один‑единственный ген редко определяет какую бы то ни было идентифицируемую часть организма. Вместо этого он обуславливает выход белка в определенное время в ходе развития, что будет составной частью непостижимо сложного рецепта, обычно влияющего на формирование комплекса частей, которые также подвержены влиянию многих других генов. В частности, у связей внутри мозга сложные взаимоотношения с образующими их генами. Молекула на поверхности может быть использована не в одной‑единственной системе, но во многих, каждой из которых руководит точно установленная комбинация. Например, если существуют три белка X, Y и Z, которые могут располагаться на мембране, один аксон может прикрепиться к поверхности, на которой есть X и Y, но не Z, а другой может прикрепиться к поверхности, на которой есть Y и Z, но не X. По подсчетам ученых‑неврологов, при строительстве мозга и нервной системы используется около тридцати тысяч генов – бо́льшая часть человеческого генома.

А все начинается с одной‑единственной клетки – оплодотворенной яйцеклетки. В ней содержится два экземпляра каждой хромосомы: один – от отца, другой – от матери. Каждая родительская хромосома была изначально составлена в родительских гонадах путем случайного сращения частей хромосом бабушки и дедушки.

И, наконец, мы приблизились к той точке, в которой можем определить, чем же могут являться грамматические гены. Грамматические гены могут быть последовательностями ДНК, кодирующими белки или запускающими процесс транскрипции белков в определенное время и в определенных зонах мозга, которые направляют нейроны, привлекают или сцепляют нейроны в сети, что в сочетании с синаптической настройкой, происходящей во время обучения, необходимо, чтобы вычислить решение той или иной грамматической проблемы (например, выбора

Date: 2015-12-13; view: 310; Нарушение авторских прав