Мариано Сигман.

Тайная жизнь мозга. Как наш мозг думает, чувствует и принимает решения



скачать книгу бесплатно

Исполнительная система

Сеть во фронтальной коре, формирующая исполнительную систему, определяет нас как общественных существ. Приведем небольшой пример. Когда мы хватаем горячую тарелку, возникает естественный рефлекс немедленно отпустить ее. Но взрослый человек, как правило, тормозит этот рефлекс и быстро находит ближайшее место, куда можно поставить тарелку, не разбив ее.

Исполнительная система регулирует, контролирует и администрирует все эти процессы. Она формирует планы, разрешает конфликты, направляет наше внимание и тормозит некоторые рефлексы и привычки. Таким образом, наша способность управлять действиями зависит от надежности исполнительной системы[5]5
  Работая над докторской диссертацией в Нью-Йорке, я однажды отправился в Бостон, в лабораторию Альваро Паскуаля-Леоне. В то время они только начинали пользоваться инструментом под названием ТМС (транскраниальная магнитная стимуляция). В ТМС используется система катушек для передачи очень слабых магнитных импульсов, активирующих или подавляющих определенные участки коры головного мозга. Когда я приехал, они проводили эксперимент по временной деактивации лобной коры. У меня возникло искушение лично испытать, какие ощущения возникают при нарушенной функции исполнительной системы, и я предложил себя в качестве пациента. После того как они (обратимо) на тридцать минут затормозили активность моей лобной коры, начался эксперимент. Мне показывали букву, после чего я должен был придумывать слова, начинавшиеся с этой буквы, и через несколько секунд произносить их. Это ожидание контролируется исполнительной системой. С заторможенной лобной корой я просто не мог ждать. Я начал непроизвольно произносить слова, как только они приходили мне в голову. Я понимал, что должен подождать, но просто не мог этого сделать. Этот опыт в реальном времени и в своеобразной разобщенности между первым лицом (участником) и третьим лицом (наблюдателем) позволил мне ясно понять пределы того, что мы можем сделать в простых когнитивных ситуациях. Эти пределы выходят за рамки наших желаний и силы воли. Если вы не испытали это на себе, крайне трудно представить, что вы не способны на то, что почти все остальные делают легко и естественно (прим. авт.).


[Закрыть]
. Если она не работает надлежащим образом, мы роняем горячую тарелку, рыгаем за столом и проигрываем все деньги в рулетку.

Фронтальная кора очень неразвита в первые месяцы жизни и развивается гораздо медленнее, чем другие отделы мозга. Из-за этого дети могут демонстрировать лишь самые базовые функции контроля.

Психолог и исследователь мозга Адель Даймонд провела обширное и тщательное исследование физиологического и нейрохимического развития исполнительных функций в течение первого года жизни ребенка.

Она обнаружила четкую связь между некоторыми аспектами развития лобной коры и способностью младенцев выполнять тест Пиаже «А, а не Б».

Что мешает ребенку решить эту простую с виду задачу? Младенцы не могут запомнить разные места, где можно спрятать предмет? Или они не понимают, что предмет изменил свое место? Или, как предполагал Пиаже, не вполне осознают, что предмет не прекратил свое существование, когда его спрятали под салфетку? Манипулируя всеми переменными в эксперименте Пиаже – количеством повторений одного и того же действия, интервалом времени для запоминания положения предмета и способом, с помощью которого ребенок демонстрирует свое знание, – Даймонд смогла доказать: главный фактор, препятствующий выполнению задачи, – неспособность младенца затормозить уже подготовленную реакцию. Вместе с этим она заложила основу для сдвига парадигмы: дети не всегда нуждаются в усвоении новых понятий. Иногда им просто нужно научиться выражать то, что им уже известно.

Секрет в их глазах

Итак, мы знаем, что десятимесячные младенцы не могут противостоять искушению протянуть руку туда, куда собирались, даже если они понимают, что желаемый предмет изменил свое расположение. Мы также знаем, что это связано со специфической незрелостью нейронных контуров лобной коры и с молекулами, управляющими тормозными функциями. Но как мы узнаём, что младенцы действительно понимают, где спрятан предмет?

Секрет кроется в направлении их взгляда. Младенцы тянут руки к старому месту, но смотрят в правильном направлении. Их взгляд и руки указывают в разные стороны. Взгляд показывает, что они знают, где находится предмет; движение рук – что они не могут затормозить ошибочный рефлекс. Они – то есть мы – ведут себя, как двухголовые чудища. В этом случае, как и во многих других, разница между детьми и взрослыми состоит не в том, что им известно, а в том, как они действуют исходя из этого знания.

Самый эффективный способ догадаться, о чем думает ребенок, – проследить за направлением его взгляда[6]6
  Взгляд взрослого человека тоже является показателем того, о чем он думает и чего он хочет. Взгляд не только собирает информацию, но и рассказывает многое о человеке. Однако, в отличие от маленьких детей, взрослые понимают, что взгляд может выдать их. Это причина застенчивости, которая проявляется в одной из самых интересных естественных лабораторий для исследования человеческой микросоциологии – в лифте (прим. авт.).


[Закрыть]
. Исходя из предположения, что младенцы больше смотрят на вещи, которые их удивляют, можно придумать много игр, чтобы выявлять их умение различать предметы. Например, было установлено, что младенцы через день после рождения уже имеют представление о числах, хотя раньше казалось, что это невозможно определить.

Эксперимент выглядит так. Младенцу показывают серии картинок. Три уточки, три красных квадрата, три синих круга, три треугольника, три палочки… Единственный регулярный момент в этой последовательности носит абстрактный характер: в каждой серии – три картинки. Потом младенцу показывают еще две картинки: на одной два цветка, а на другой – четыре. На чем дольше задерживается взгляд новорожденных? Разумеется, он блуждает, но все малыши дольше смотрят на картинку с четырьмя цветками. И дело не в том, что на ней больше предметов. Если им показывают последовательность из групп по четыре предмета, то взгляд детей задерживается на картинке, где их только три. Они как будто устают постоянно видеть одинаковое количество предметов и испытывают удивление от картинки, которая нарушает правило.

Лиз Спелке и Вероника Изард доказали, что понимание численности сохраняется даже в разных режимах восприятия. Новорожденные слышат серии из трех гудков, ожидают увидеть три предмета и удивляются, когда этого не происходит. Иными словами, младенцы устанавливают количественное соответствие между слуховым и зрительным восприятием. Если это абстрактное правило не соблюдается, их взгляд становится более пристальным. Эти малыши появились на свет лишь несколько часов назад, но в их умственном аппарате уже заложены основы математики.

Развитие внимания

Когнитивные способности развиваются неоднородно. Некоторые, например способность формировать понятия, являются врожденными. Другие, такие как исполнительные функции, едва обозначены в первые месяцы жизни. Самый наглядный пример – развитие сетевой системы внимания. В когнитивной нейронауке вниманием называют механизм, позволяющий нам избирательно сосредоточиваться на конкретном аспекте информации и игнорировать все сопутствующие элементы.

Все мы иногда (или часто) испытываем проблемы с вниманием – к примеру, когда мы с кем-то беседуем, а рядом идет другой интересный разговор[7]7
  К примеру, когда мы слышим свое имя, оно как магнит притягивает наше внимание (прим. авт.).


[Закрыть]
. Из вежливости мы стараемся сосредоточиться на собеседнике, но наш слух, взгляд и мысли направлены в другую сторону. Здесь различают две составные части, направляющие и ориентирующие внимание: эндогенную (внутреннюю), то есть наше желание на чем-то сосредоточиться, и экзогенную (внешнюю), которая обусловлена внешними стимулами. К примеру, управление автомобилем представляет собой конкурентную ситуацию между этими частями, поскольку мы хотим сосредоточиться на дороге, но нас отвлекают рекламные вывески, яркие огни или красивые пейзажи, – одним словом, все то, что запускает механизм экзогенного внимания.

Майкл Познер, один из отцов-основателей когнитивной нейронауки, выделил механизмы внимания[8]8
  Он устал отвлекаться на разговоры других людей о фильмах Кевина Костнера (прим. авт.).


[Закрыть]
и установил, что они состоят из четырех элементов.


Внешняя ориентация.

Внутренняя ориентация.

Способность поддерживать внимание.

Способность отключать внимание.


Он также обнаружил, что в каждом из этих процессов участвуют разные системы головного мозга, включая лобную, теменную и переднюю поясную кору. Кроме того, каждый из этих элементов развивается в своем темпе, а не в унисон с остальными.

Например, система, позволяющая концентрировать внимание на новых объектах, формируется гораздо раньше, чем та, которая позволяет нам отключать внимание. Поэтому сознательно переключить внимание очень трудно. Это важно понимать, когда мы имеем дело с ребенком, – например, если нужно остановить детский плач. Некоторые родители интуитивно находят верный способ, очевидный для тех, кто понимает, как развивается внимание: нужно не успокаивать ребенка, а предложить ему отвлекающую альтернативу. Тогда безутешный плач прекращается, словно по волшебству. В большинстве случаев ребенок не испытывает горя или страданий, но плачет по инерции. То, что это происходит со всеми детьми на свете, – не магия и не совпадение. Это отражение того, кто мы есть (и были) в данный момент развития: мы можем сосредоточиться на каком-либо внешнем стимуле, но не можем осознанно отключить внимание от него.

Разделение элементов мышления позволяет строить гораздо более гибкие отношения между людьми. Ни один родитель не станет заставлять шестимесячного младенца бегать и не расстроится, если тот не побежит. Почти так же знание о том, как развивается внимание, помешает родителю принуждать маленького ребенка к невозможному: например, просто перестать плакать.

Языковой инстинкт

Помимо готовности к формированию понятий, мозг новорожденных предрасположен к восприятию языка. Это может показаться странным. Разве можно родиться с предрасположенностью к французскому, японскому или русскому языку? На самом деле мозг «готов» ко всем языкам, поскольку они, во всем многообразии звуков, имеют много общего. Эта революционная идея принадлежит лингвисту Ноаму Хомскому.

Все языки обладают сходными структурными свойствами. Они организованы в слуховой иерархии фонем, которые образуют слова, а их сочетания формируют предложения. Предложения имеют синтаксическую структуру и способность к рекурсии[9]9
  Рекурсия – в лингвистике: способность языка порождать вложенные предложения и конструкции, например превращать простое предложение в сложное. Считается, что рекурсия свойственна всем языкам мира (прим. ред.).


[Закрыть]
, которая придает языку большую гибкость и эффективность. Исходя из этой эмпирической предпосылки, Хомский предположил, что усвоением языка в младенчестве управляет системная организация мозга. Это еще один аргумент против концепции tabula rasa: мозг обладает четкой архитектурой, которая, помимо всего прочего, делает его идеально подходящим для усвоения языка. Аргумент Хомского объясняет, почему дети с такой легкостью учат языки с их сложными грамматическими правилами.

Теперь эта идея подтверждена множеством наглядных примеров. Один из самых интересных был представлен Жаком Мехлером, который давал французским младенцам младше пяти дней от роду слушать разные фразы, произносимые разными людьми, как мужчинами, так и женщинами. Единственное, что было общим для этих фраз, – все они произносились по-голландски. Время от времени язык внезапно менялся на японский. Мехлер пытался выяснить, может ли такая перемена удивить ребенка; это показывало бы, что младенцы способны распознавать и систематизировать язык.

В данном случае критерием удивления для младенцев было не направление взгляда, а интенсивность, с которой они сосали свои пустышки. Мехлер обнаружил, что когда язык изменялся, младенцы начинали сосать энергичнее, – как Мэгги Симпсон[10]10
  Мэгги Симпсон – героиня американского мультсериала «Симпсоны» (прим. пер.).


[Закрыть]
, – что указывало на восприятие чего-то значимого или нового. Самое интересное – этого не произошло, когда он повторил эксперимент, но прокрутил запись фраз задом наперед. Это означает, что младенцы не обладают способностью систематизировать звуки как таковые, но их мозг настроен именно на обработку языка.

Мы обычно считаем, что врожденные способности противоположны приобретенным. Но можно рассматривать врожденные способности как нечто приобретенное на медленном огне эволюционной истории человечества. Поскольку человеческий мозг с рождения предрасположен к усвоению языка, есть шанс найти зачатки этих способностей у наших эволюционных родственников.

Именно это доказала группа Мехлера, когда продемонстрировала, что обезьяны также обладают слуховой чувствительностью к языку. Как и младенцы, обезьяны-тамарины реагировали удивлением каждый раз, когда язык, который они слушали в ходе эксперимента, неожиданно менялся. Это относилось только к связной речи и не наблюдалось при прослушивании задом наперед.

Это было настоящее откровение и подарок для прессы. Заголовок «Обезьяны говорят по-японски» – прекрасный пример того, как можно разрушить научное открытие дешевой сенсацией. Тем не менее эксперимент доказывает, что все языки основаны на чувствительности мозга приматов к определенным сочетаниям звуков. В свою очередь, это может частично объяснить, почему большинство людей с легкостью понимает устную речь в очень раннем возрасте.

Родной язык

Наш мозг с самого рождения подготовлен и предрасположен к усвоению языка. Но эта предрасположенность не осуществляется на практике без опыта общения и использования речи. Этот вывод основан на исследовании диких детей, которые росли без каких-либо контактов с людьми. Одним из самых наглядных примеров стал Каспар Хаузер, великолепно изображенный в одноименном фильме режиссера Вернера Херцога. История Каспара Хаузера[11]11
  Каспар Хаузер был немецким мальчиком, который утверждал, что он вырос в темном подвале, в полной изоляции. Его обнаружили в 1828 году; он бродил по улицам Нюрнберга и мог сказать лишь несколько слов по-немецки. Считается, что к тому времени ему было шестнадцать лет. Этот случай, как и сходные примеры «диких детей», до сих пор вызывает споры, так как многие случаи были плохо документированы, а интерес к ним подогревался литературными переложениями. Поэтому жесткий вывод о том, что язык нельзя выучить, если не практиковаться с младенчества, необходимо смягчить. (См. книгу Адрианы Бензакен «Встречи с дикими детьми: искушение и разочарование в исследовании природы человека», McGill-Queen’s Press, 2006 (прим. авт.)


[Закрыть]
показывает, что очень трудно овладеть языковыми навыками, если они не практикуются в раннем возрасте. Способность к устной речи в основном приобретается в человеческом обществе. Если ребенок растет в полной изоляции, его способность к усвоению языка значительно ухудшается. Фильм Херцога рассказывает об этой трагедии.

Предрасположенность мозга к универсальному языку проходит тонкую настройку при контакте с другими людьми, будь то приобретение новых знаний (грамматических правил, слов, фонем) или стирание из памяти различий, не имеющих значения для родного языка.

Языковая специализация начинается с фонем. К примеру, в испанском языке есть пять гласных звуков, тогда как во французском языке, в зависимости от диалекта, насчитывается до семнадцати гласных (включая четыре носовых). Иностранцы, которые говорят по-французски, часто не чувствуют разницы между некоторыми звуками. Коренные испанцы обычно не различают звуки во французских словах cou (произносится как [ку]) и cul (произносится как [кю]), что может привести к недоразумениям, поскольку cou значит «шея», а cul значит «задница». Эти звуки звучат совершенно по-разному для коренного француза, примерно как «и» и «а» для испанца.

Самое интересное, что все дети на свете способны распознавать эти различия в первые несколько месяцев жизни. На этом этапе развития мы различаем то, чего не замечаем в зрелом возрасте.

По сути, младенец обладает универсальным мозгом, способным различать фонологические контрасты любого языка. Со временем каждый мозг разрабатывает собственные фонологические категории и барьеры в зависимости от специфики родного языка. Для того чтобы понимать, что звук «а», произносимый разными людьми в разных обстоятельствах, на разном расстоянии, соответствует одному и тому же «а», человек должен усвоить определенную категорию звуков. При этом неизбежно утрачиваются тонкие различия. Границы определения фонем в звуковом пространстве устанавливаются между шестым и девятым месяцем жизни. И разумеется, они зависят от языка, который мы слышим в ходе своего развития. В этом возрасте наш мозг перестает быть универсальным.

После раннего этапа определения фонем наступает время для слов. Здесь существует, казалось бы, неразрешимый парадокс. Как младенцы узнают слова в том или ином языке? Проблема не только в том, как выучить значения тысяч слов, составляющих язык. Когда кто-то впервые слышит фразу, произнесенную по-немецки, он не только не понимает, что означает каждое слово, но даже не может выделить отдельные слова в звуковом пространстве фразы. Это происходит потому, что в устной речи нет пауз, соответствующих пробелам между написанными словами. Этозначитчтослышатьиностраннуюречьвсеравночточитатьэтопредложение[12]12
  Древниегрекиписалитакбезсловиэтобылодиниероглиф (прим. авт.).


[Закрыть]
. И если младенец не знает слов языка, как он может распознать их в такой путанице?

Одно из решений состоит в том, чтобы говорить с младенцами на материнском языке: медленно и с акцентированным произношением. В материнском языке есть паузы между словами, что помогает героической работе младенца по разделению фразы на составные слова.

Но это само по себе не объясняет, как восьмимесячные младенцы формируют огромный набор слов, многих из которых они даже не понимают. Здесь мозг пользуется принципом, известным как статистическое обучение и сходным со сложными компьютерными программами для определения закономерностей. Рецепт прост и состоит в определении частоты переходов между слогами и их функции. Поскольку слово hello [привет] используется часто, то каждый раз, когда мы слышим слог «hel», есть высокая вероятность, что за ним последует слог «lo». Разумеется, это лишь вероятность, поскольку иногда мы можем услышать слово helmet [шлем] или hellraiser [исчадие ада, скандалист], но благодаря интенсивному подсчету таких переходов ребенок обнаруживает, что у слога «hel» сравнительно мало возможных продолжений. Формируя мостики между наиболее частыми переходами, ребенок учится соединять слоги и узнавать слова. Такой неосознанный способ обучения похож на функцию «живого поиска» в смартфонах и поисковых системах по принципу наиболее частых запросов; впрочем, как известно, это не всегда срабатывает.

Так дети учат слова. Это не лексический процесс, подобный составлению словаря, где каждое слово ассоциируется с образом и смысловым значением. Первый подход к словам скорее ритмический, музыкальный, просодический. Лишь впоследствии слова окрашиваются смыслами. Выдающийся лингвист Марина Неспор полагает, что одна из трудностей обучения второму языку в зрелом возрасте состоит в том, что мы больше не пользуемся этим механизмом. Когда взрослые учат язык, то обычно делают это намеренно и с помощью логического мышления; они пытаются усвоить слова, запоминая их по словарю, а не благодаря музыкальности языка. Марина утверждает, что если бы мы имитировали естественный механизм первичной консолидации музыки слов и упорядоченности языковых интонаций, то процесс обучения был бы гораздо проще и эффективнее.

Дети Вавилона

Билингвизм – один из самых активно обсуждаемых случаев столкновения между биологической и культурной предрасположенностью. С одной стороны, распространено интуитивное мнение: «Бедный ребенок, ему так трудно учить один язык, а если появится второй, то у него все в голове перепутается». Но риск путаницы компенсируется тем, что билингвизм подразумевает определенную когнитивную виртуозность.

По правде говоря, билингвизм – это конкретный пример того, как некоторые общественные нормы усваиваются без критического подхода. Общество считает нормой владение одним языком, поэтому билингвизм рассматривается как экзотика или, в лучшем случае, как придаток к основному языку. Это не просто условность. Дети-билингвы получают преимущество в том, что касается исполнительных функций мозга, но владение только одним языком не считается недостатком для потенциального развития.

Интересно также, что монолингвизм считается нормой вопреки очевидному: большинство детей в мире растет в смешанной языковой среде. Это особенно справедливо для стран с большим количеством иммигрантов. В таких семьях возможны разные формы сочетания языков. В детстве Бернардо Усай (впоследствии лауреат Нобелевской премии по физиологии) жил в столице Аргентины Буэнос-Айресе. Официальный язык там – испанский, но его бабушка и дедушка были итальянцами. Его родители мало говорили на языке своих предков, а он и его братья вообще не знали итальянского. Поэтому он верил, что к старости люди становятся итальянцами.

Исследования в области когнитивной нейронауки убедительно доказали, что, вопреки популярному убеждению, самые важные вехи в усвоении языка (например, момент понимания первых слов, выстраивание предложений) очень сходны у моноязычных людей и билингвов. Одно из немногих различий состоит в том, что во младенчестве у носителей одного языка словарный запас больше. Но этот эффект исчезает и даже меняется на обратный, когда к этому словарю добавляются слова, которыми билингвы могут пользоваться в обоих языках.

Второй популярный миф заключается в том, что не следует смешивать языки и что каждый родственник должен говорить с ребенком на одном языке. Это не так. Некоторые исследования билингвизма проводились с участием родителей, каждый из которых говорил со своими детьми только на одном языке, что характерно для пограничных регионов, например Словении и Италии. В других исследованиях, проводившихся в двуязычных регионах, таких как Квебек или Каталония, родители говорили на обоих языках. Этапы когнитивного развития детей в этих двух регионах оказались идентичными. Когда один человек говорит на двух языках, ребенок не путается, так как произнесение фонем сопровождается мимическими указаниями (движением лицевых мышц), характерными для того или иного языка. Можно сказать, что говорящий делает французское или итальянское выражение лица. Это служит легкой подсказкой для маленьких детей.

С другой стороны, есть еще одна большая группа доказательств того, что у билингвов быстрее и лучше развиваются исполнительные функции мозга, а именно способность тормозить и контролировать внимание. Поскольку эти качества очень важны для развития обучаемости и социального развития ребенка, преимущество билингвизма вполне очевидно.


В Каталонии дети растут в социолингвистическом контексте, где испанские и каталонские слова вместе используются в речи. В результате у каталонских детей развивается способность быстро переключаться с одного языка на другой. Распространяется ли это качество на переключение между задачами за пределами языка?

Для ответа Сезар Авила и его коллеги сравнили активность мозга носителей одного языка и каталонских билингвов, которые переключались между неязыковыми задачами. Участники видели последовательность объектов, быстро мелькавших в центре экрана. Сначала их просили нажать одну кнопку, если объект был красным, и другую – если он был синим. Потом участникам внезапно предлагали забыть о цвете и с помощью тех же кнопок реагировать на форму объекта (правая кнопка для квадрата, левая – для круга).

Хотя это звучит просто, но когда инструкции к заданию переключаются с цвета на форму, большинство людей отвечает медленнее и совершает больше ошибок. Этот эффект был гораздо слабее выражен у каталонских билингвов. Авила также обнаружил, что носители одного языка и билингвы пользуются разными нейронными сетями для решения этой задачи. Дело не в том, что у них увеличена активность в одном регионе мозга, а в том, что проблема решается совершенно иным способом.

Для переключения между задачами носители одного языка пользуются такими отделами исполнительной системы, как передняя поясная кора и некоторые участки лобной коры. Билингвы же применяли отделы мозга, отвечающие за языковые сети, которые они используют для переключения между испанским и каталонским языком в непринужденном разговоре.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6