Язык предпочитает одни слоги другим не только из-за удобства произношения

В языке существуют универсальные иерархии слогов по их встречаемости (предпочтительности). Например, в самых разных языках слог blog встречается чаще, чем lbog. Есть ли абстрактные правила, которые мешают закрепиться в языке таким слогам, как lbog, или же их более редкое употребление объясняется только неудобством произношения? Ученые выяснили, что, хотя в языке закрепляются слоги, оптимизирующие моторные затраты, но на отбор слогов влияют также и более абстрактные принципы, не связанные с удобством произношения слогов.

Речь состоит из слов, а слова представляют собой сочетания звуков, причем одни из этих сочетаний встречаются чаще, а другие — реже. Интересно, что существуют ряды слогов, которые различаются по встречаемости в самых разных языках одинаковым образом (J. H. Greenberg, 1964. Some generalizations concerning initial and final consonant clusters, русский перевод этой статьи «Некоторые обобщения, касающиеся возможных начальных и конечных последовательностей согласных» был опубликован в журнале «Вопросы языкознания» №4 за 1964 год).

Пример такой универсальной иерархии слогов: blif ≻ bnif ≻ bdif ≻ lbif. Слог bnif в самых разных языках встречается чаще, чем bdif, но реже, чем blif. Слоги в этом ряду отличаются не только по частоте, с которой они встречаются, но и по легкости распознавания. К примеру, ошибки в распознавании слога lbif будут возникать у испытуемых чаще, чем слога blif. Эта закономерность — общая и для взрослых, и для детей, и для носителей разных языков независимо от того, встречается ли такой слог в их родном языке, и верна даже для людей с дислексией (см. статьи I. Berent et al., 2008. Language universals in human brains; I. Berent et al., 2009. Listeners’ knowledge of phonological universals: Evidence from nasal clusters; I. Berent et al., 2013. Phonological generalizations in dyslexia: The phonological grammar may not be impaired).

Почему существуют такие универсальные иерархии сочетаний звуков по их предпочтительности? Возможное объяснение — различия в сложности произношения слогов. Но слоги могут реже встречаться в языке не только потому, что их сложнее произносить, но и потому, что их сложнее распознавать. Ранее было показано, что в процессе восприятия звуков речи у человека активируются моторные области коры, ответственные за движения языка и губ. Такая активация точно воспроизводит то, что происходит в мозге человека, который сам произносит звуки. Так, во время восприятия губных согласных звуков (b, p, v, f) сильнее активируются моторные области мозга (см. Motor cortex), отвечающие за движения мышц губ, а при распознавании переднеязычных согласных (z, s, d, t, l, n) — области, отвечающие за движения языка (F. Pulvermüller et al., 2006. Motor cortex maps articulatory features of speech sounds). Таким образом, люди помогают себе распознать чужую речь, проигрывая в голове, как бы они сами произносили эти звуки.

Ученые предположили, что простота или сложность «внутреннего проигрывания» слогов влияют на их предпочтительность. Менее удобные сочетания звуков должны требовать более активной работы моторной коры (мозгу приходится проигрывать «несуразные» движения), из-за чего их должно быть меньше. Поэтому ученые решили помочь моторным областям испытуемых, используя транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС). ТМС — неинвазивная техника, помогающая активировать или, наоборот, отключать определенные области мозга с помощью электромагнитных импульсов. Ранее было показано, что стимуляция активности определенных моторных областей улучшает распознавание звуков соответствующей группы. Так, стимуляция моторных областей, отвечающих за работу губных мышц, улучшала распознавание губных согласных, а стимуляция областей, отвечающих за функционирование мышц языка, — распознавание переднеязычных согласных (A. D'Ausilio et al., 2009. The motor somatotopy of speech perception).

В ходе эксперимента испытуемые воспринимали звуковые стимулы на слух. Это были или слоги из иерархического ряда, или производные от них, состоящие из двух слогов (например, lbif–lebif). Участникам эксперимента нужно было определить, сколько слогов они слышат. При этом работу моторных областей их мозга, отвечающих за работу мышц губ, в некоторых экспериментах стимулировали с помощью ТМС. Затем ученые сравнили результаты, чтобы выяснить, сохранится ли иерархия слогов по качеству распознавания в случае, если моторным областям мозга «помогали» работать. Оказалось, что иерархия не изменилась, то есть, например, слог blif по-прежнему распознавался лучше, чем bdif. При этом распознавать наименее удобные сочетания звуков ТМС не помогала, а распознавать более удобные — даже мешала (рис. 2). То же было верно для других рядов слогов (не встречающихся в английском), составленных так, что за губным согласным всегда следовал переднеязычный. Иерархия слогов сохранялась, несмотря на изменение активности моторных областей искусственным образом. Получается, что различия в сложности произношения — не единственная причина иерархии слогов по предпочтительности.

Исследователи также проверили методом МРТ, что происходит с обменом веществ в мозге во время обработки слогов, занимающих разные ступени иерархии. Ученые предполагали, что наименее удобные слоги требуют наибольших моторных затрат, но оказалось, что всё обстоит как раз наоборот. При распознавании менее удобных слогов моторные обрасти коры, ответственные за движения губ, менее активны, и ТМС им не помогает. Видимо, слоги с нижних ступеней иерархии (такие, как lbif) менее предпочтительны не потому, что связаны с наибольшими моторными затратами, а наоборот, их меньшая предпочтительность снижает активность моторных областей, что ведет к худшему распознаванию. То есть активность моторных областей — это не причина лингвистических предпочтений, а их следствие.

Интересно, что при распознавании звуков, замаскированных шумом, моторные области, наоборот, работают активнее всего, как бы стараясь помочь человеку разобрать их (Y. Du et al., 2014. Noise differentially impacts phoneme representations in the auditory and speech motor systems). Но когда необходимо распознать «неудобные» слоги, моторные области почему-то «умывают руки».

Получается, что существование универсальных рядов слогов с разной предпочтительностью объясняется не только различиями в сложности их произношения и в активности соответствующих областей мозга. По-видимому, базовые элементы, из которых состоит речь, подвергаются отбору и по другим критериям, например по продуктивности — способности хорошо сочетаться с множеством других слогов. На это наводят ошибки испытуемых, которые они делали при распознавании менее удобных слогов: испытуемые чаще принимали такой слог за два, добавляя между двумя согласными гласную (вместо lbif — lebif). Такие конструкции было бы легче комбинировать друг с другом, чем составлять сочетания из несколько слогов вроде lbif. По-видимому, в отборе слогов на уровне физиологии человека играют роль не только вопросы удобства произношения звуков и сложности их репрезентаций в мозге, но также и более абстрактные лингвистические законы.

Источник: Iris Berent, Anna-Katharine Brem, Xu Zhao, Erica Seligson, Hong Pan, Jane Epstein, Emily Stern, Albert M. Galaburda, and Alvaro Pascual-Leone. Role of the motor system in language knowledge // PNAS. 2015. DOI:10.1073/pnas.1416851112.