Речь человека – его основное отличие от животных. Они, впрочем, тоже используют звуковую коммуникацию, но ее по определению нельзя считать языком. Однако, как показали ученые, механизмы восприятия звуковой информации у человека и иных приматов сходны. Следовательно, мозговая основа восприятия речи была заложена уже у наших предков.
Профессор отделения физиологии и биофизики медицинского центра Университета Джорджтауна (Georgetown University Medical Center) Джозеф Раушекер (Josef Rauschecker) и Софи Скотт (Sophie Scott), нейрофизиолог из Университетского колледжа Лондона (University College, London), изучили один и тот же процесс у человека и у макаков-резусов. Правда, методы они использовали разные.
Метод сканирования мозга, основанный на ядерном магнитном резонансе. Томограф измеряет электромагнитный отклик ядер атомов водорода на возбуждение в постоянном магнитном поле. Протекая через мозг, кровь отдает нервным клеткам кислород. Поскольку связанный и не связанный с кислородом гемоглобин в магнитном поле ведет себя по-разному, можно судить, насколько интенсивно кровь отдает клеткам кислород в разных отделах мозга. Поэтому с помощью ФМРТ можно отслеживать, насколько активно работают те или иные области мозга в реальном времени. Сегодня именно с помощью ФМРТ в мире проводится большинство исследований, связанных с локализацией высших функций мозга.
Человеческий мозг сканировали методом функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ), пока испытуемые прослушивали слова и фрагменты текста. Так ученые видели, какие зоны мозга последовательно активируются при восприятии речи. По этой картинке можно было проследить пути обработки звуковой информации в мозге.
Мозг макаков-резусов можно было исследовать другим способом: под анестезией в разные зоны вводили микроэлектроды, которые регистрируют импульсную электрическую активность окружающих нейронов. Макакам в эксперименте предъявляли видоспецифические сигналы, которые они используют для общения между собой в природе.
Что вы сказали? Где вы?
Разные методы у разных видов выявили одинаковые закономерности. И у человека, и у приматов кора мозга построена по иерархическому принципу: она включает низшие зоны, где происходит первичная обработка информации, и высшие зоны, которые обеспечивают ее дальнейший анализ.
Сначала звуковые импульсы из внутреннего уха поступают в первичную слуховую кору, которая расположена на внутренней поверхности передней теменной извилины (в глубине мозга). Эта низшая зона в мозговой иерархии. А затем, к высшим зонам, информация (в виде нервных импульсов) поступает по двум параллельным путям.
Ученые условно назвали эти пути «что?» и «где?». Первый ведет вперед и вниз – к височной доле, это путь «что?» У человека височная доля обеспечивает обработку речевой информации, то есть понимание слов и фраз – семантику (здесь расположена известная «речевая зона» Вернике).
Второй мозговой путь ведет вверх – к теменной доле, это путь «где?» Исследователи нашли, что эта зона мозга реагирует на перемещение источника звука в пространстве.
Кстати, по такому же принципу организована у человека и обработка зрительной информации. Путь «что?» обеспечивает идентификацию объекта, а путь «где?» — определение местоположения объекта. Но зоны там, естественно, другие.
Обезьяны могли бы понимать речь, если бы говорили
Но оказалось, что обработка звуковых коммуникационных сигналов в мозге макаков-резусов происходит так же, как и у человека. Путь «что?» обеспечивает понимание этих сигналов, и нейроны нижней височной коры по-разному отвечали на разные по смыслу сигналы. Путь «где?» дает возможность отследить место и перемещение источника звука.
Из этого, по мнению ученых, следует, что хотя звуковая речь специфична для человека как вида, но мозговые основы для ее распознавания возникли уже у предков человека. А затем в процессе эволюции они совершенствовались. Поэтому у человека зоны распознавания речи в мозге приобрели прочные связи с зонами производства речи – это область Брока в нижней лобной коре.
Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience.
