Речевые Структуры мозга и функциональная асим метрия полушарий

 

Речь - исторически сложившаяся форма общения людей, опосредованная языком. Язык - система звуковых, словарных и грамматических средств для общения, мышления, передачи информации от человека человеку, от одного поколения - другому. В современном толковом словаре русского языка С.И. Ожегова и Н.Ю. Шведова (М.: "Азъ". - 1996) встречается, наряду с другими, идентичное толкование этих двух терминов как способности говорить.

 

Свойства языка

Более двух тысячелетий назад Аристотель (384-322 до Р.Х.) уже обращал внимание на то, что: "... один только человек из всех живых существ одарён речью. Голос выражает печаль и радость, поэтому он присущ и остальным живым существам (поскольку их природные свойства развиты до такой степени, чтобы ощущать радость и печаль и передавать эти ощущения друг другу). Но речь способна выражать и то, что полезно и что вредно, равно как и то, что справедливо и что несправедливо.... Только человек способен к восприятию таких понятий, как добро и зло, справедливость и несправедливость и т.п." Из этой цитаты следует, что ещё Аристотель различал две функции речи: коммуникативную, т.е. предназначенную для передачи информации, для общения, и внутреннюю ("речь для себя"), необходимую для регуляции и контроля собственной деятельности, аргументации своего отношения к различным жизненным проблемам.

Язык представляет собой типично человеческую форму общения, он отличается от всех других форм коммуникации своими свойствами. Во-первых, языку присуща креативность (созидательность, творчество). Когда человек учится говорить, он не заучивает всё наизусть, но через неосознаваемые процессы переходит к правилам построения осмысленных выражений. Этот переход осуществляется благодаря трансформирующей переработке информации в мозгу. Внутренняя речь, например, при переводе во внешнюю переструктурируется в синтаксически расчленённую, развёрнутую и понятную другим людям форму.

Во-вторых, язык отличается своей уникальной формой: из сравнительно небольшого числа используемых в нём звуков создаётся бесконечное множество комбинаций. Звуки или фонемы являются самыми малыми звуковыми единицами, изменение которых может привести к изменению значения слова, например, дом-том, волос-голос и т п. В большинстве существующих языков используется от 15 до 85 фонем, причём каждый из языков берёт только часть тех звуков, которые может произнести человек. В первый год жизни каждый ребёнок способен произносить примерно 75 фонем, но довольно скоро он перестаёт повторять звуки, которые не слышит от окружающих, и начинает комбинировать лишь фонемы определённой языковой среды. Например, большинство взрослых японцев не в состоянии различить фонемы [р] и [л], хотя маленькие дети способны к такому различению, но в дальнейшем эту способность они теряют. Большинство людей с родным английским языком не способны различать твёрдый звук [л] от мягкого [ль], в то время как взрослым русским нелегко научиться произносить звук [th] так, как это делают англичане. Следует обратить внимание на то, что в разных языках один звук могут обозначать две буквы, как th в английском или eu - в немецком, а поэтому фонемы не надо смешивать с буквами.

В-третьих, для любого человеческого языка характерна определённая структура, которая регламентируется грамматикой, включающей правила комбинации фонем в словах (морфология) и правила комбинации слов в предложениях и оборотах речи (синтаксис). Овладевающий родным языком ребёнок начинает применять грамматические правила очень рано - многие дети способны это делать уже в возрасте до 3 лет. Это неосознаваемое усвоение правил происходит на основе имплицитной памяти.

В-четвёртых, в каждом языке существует возможность абстрагирования, т.е. передачи информации, не связанной непосредственно с конкретными событиями. Такой возможности нет у простых символических систем коммуникации: например, с помощью жестов можно передавать только специфическую информацию, связанную с текущими обстоятельствами. Но, в то же время, язык с помощью жестов, мимики, интонации и положения тела может приобретать нужную эмоциональную выразительность.

В-пятых: являясь основным средством общения людей, язык помимо этого организует индивидуальный чувственный опыт и служит способом выражения самосознания личности, индивидуальности, он непосредственно связан с мышлением.

 

Языки животных

 

Никакое животное не обладает языком в истинном смысле этого слова, хотя и существуют такие понятия как, например, язык пчёл или язык птиц. Это простые формы коммуникации; они не являются межличностной формой общения, поскольку содержание используемых сигналов и поводы к их употреблению всегда стереотипны.

Попугаи и крупные врановые способны имитировать слова человеческого языка. Это т.н. пересмешничество, которое свойственно также многим певчим птицам, хотя у наблюдающего за ними человеком иногда возникает впечатление, что птицы разговаривают и понимают друг друга. Попугаи и вороны иногда способны "произносить" целые фразы, которые даже могут соответствовать ситуации ("доброе утро" - только однажды в течение дня или "ну, до свидания" - только в том случае, если гость действительно уходит). Всё это носит характер игры, который соответствует пересмешничеству вообще, но не даёт даже возможности сопоставления со свойствами человеческого языка.

А что известно о языковых способностях ближайших биологических родственников человека - человекообразных обезьян? Ещё в 30-х годах ХХ века полагали, что обезьяну можно научить говорить, если вырастить её в семье человека. Вильям и Лорна Келлог (William & Lorna Kellogg) проверили эту гипотезу, воспитывая вместе со своим сыном молодую самку шимпанзе по кличке Гуа. За 16 месяцев эксперимента обезьяна усвоила некоторые человеческие способы поведения, научилась понимать некоторые обращения и пользоваться небольшим количеством жестов, но, однако, в отличие от мальчика не заговорила.

Когда выяснилось, что голосовой аппарат шимпанзе не способен, в силу анатомических отличий, воспроизвести весь спектр человеческого голоса, родилась ещё одна идея: обучить обезьяну азбуке глухонемых. Ален и Беатрис Гарднер (Allen & Beatrice Gardner, 1969) научили самку шимпанзе по кличке Уошо (Washoe) американскому языку жестов для глухих - амслену (сокращение от American Sign Language). За четыре года учёбы Уошо усвоила около 160 знаков, соответствующих определённым предметам (например, пища, одежда, цветок), некоторым их свойствам (например, синий, сладкий) и сравнительным характеристикам (больше-меньше), а также действиям (слушать, щекотать). Она могла составлять из знаков простые фразы типа "Уошо мне банан", хотя большинство специалистов сходились в том, что обезьяна не различала конструкций "я даю Уошо банан" и "Уошо даёт мне банан". Её язык не подчинялся правилам грамматики, он не был креативным и представлял всего лишь искусственную имитацию человеческого языка. Уместно сравнить и усвоенный Уошо за 4 года словарь из 160 слов со словарём четырёхлетнего ребёнка, в котором насчитывается около 3 тысяч слов.

Дэвид Примак (Premack D.) из Калифорнийского университета обучал шимпанзе Сару другим способом: с помощью пластиковых фишек с нанесёнными на них символами (Рис. 18.1). Особый интерес вызывают эксперименты, в которых Примак использовал пару объектов, где один отличался изменённой формой (например, целое яблоко и разрезанное) и просил Сару выбрать из нескольких предложенных символов наиболее подходящий для показанной пары (в приведённом примере надо было выбрать нож). Приблизительно в 80% случаев Сара принимала правильное решение, что указывает на способность понимания причинной связи между физическими объектами, даже, если они представлены в символах.

Сьюзен Саваж-Рамбо (Savage-Rumbaugh S.) решила исследовать не речевую продукцию, а понимание языка, избрав для этой цели молодого бонобо (карликовый вид шимпанзе, считающийся наиболее способным к усвоению языка) Кэнзи. Достижения Кэнзи постоянно сравнивались с развитием ребёнка такого же возраста. До 2 1/2 лет лексические и грамматические представления у того и другого были сопоставимы, затем же языковая деятельность ребёнка прогрессировала очень быстро, тогда как у Кэнзи остался пассивный словарь из 400-500 слов, а прогресс в области грамматики прекратился.

Таким образом, исследования способности обезьян овладеть человеческим языком выявили у них не очень богатые возможности для такого рода деятельности. С какой особенностью нейронной конструкции мозга человека связана его уникальная способность к овладению речью? Как можно найти эти характерные для человека особенности?

 

Расстройства речи - афазии

 

Весьма распространённый путь к пониманию функции заключается в анализе причин, приводящих к её нарушению. Поэтому понятен интерес, который издавна вызывали у врачей афазии или нарушения речи (от греч. phasis - речь, a - частица отрицания). В далёком 1836 году неизвестный в научном мире сельский врач Марк Дакс (Dax M.) представил на медицинском конгрессе во Франции короткий доклад. Это было его первое выступление с научным докладом и, скорее всего, последнее, поскольку уже в следующем году он умер. Дакс обратил внимание на то, что из 40 наблюдавшихся у него пациентов с нарушениями речи не было ни одного, у кого было бы поражено не левое, а правое полушарие.

Это сообщение не вызвало большого интереса, поскольку в ту пору мозг считали единым образованием и специфические функции не связывали с определёнными регионами мозга. Понадобилось ещё около четверти века, чтобы это представление пошатнулось. В 1861 году профессор хирургии и антропологии из Парижа Пьер Поль Брока (Broca P.P.) наблюдал пациента, который в результате перенесённого инсульта утратил способность говорить, однако вполне понимал обращённую к нему речь. После смерти этого больного Брока обнаружил у него при патологоанатомическом вскрытии очаг поражения в нижней области левой лобной доли (Рис. 18.2). К 1864 году Брока сумел исследовать ещё семерых больных с такими же нарушениями речи и очагами поражения в одном и том же месте левого полушария: в лобной доле, непосредственно кпереди от моторной области, контролирующей мышцы рта, языка, нёба и голосовых связок. Это позволило Брока заявить: "мы говорим с помощью левого полушария", а описанная им область, поражение которой приводит к нарушению способности программировать собственную речь, получила название зоны Брока (она соответствует 44-45 полям по классификации Бродмана).

Следующий шаг в изучении речевых структур мозга был сделан в 1876 году, когда молодой врач из Вены Карл Вернике (Wernicke K.) опубликовал считающуюся сейчас классической статью под названием "Симптомокомплекс афазии. Психологические исследования на анатомической основе". Поводом к её написанию послужили наблюдения Вернике за пациентами, которые были в состоянии говорить, хотя и не без ошибок, но утратили способность понимать чужую речь. Очаги поражений мозга у них были выявлены слева, но не в лобной доле, а в верхней височной извилине, примыкающей к теменной области. Этот регион, расположенный позади слуховой коры, получил название зоны Вернике (поле 22 по Бродману). Наряду с этим термином нередко пользуются латинским названием соответствующей зоне Вернике области - planum temporale.

Вернике не ограничился констатацией обнаруженного факта, но сравнил свои наблюдения с известным описанием Брока и сделал вывод о том, что для восприятия и программирования речи используются разные регионы мозга, связанные друг с другом. Фактически Вернике представил первую классификацию афазий, разделив их на сенсорные, проявляющиеся непониманием чужой речи, и моторные, заключающиеся в неспособности формировать собственную речь (по терминологии, используемой Вернике: рецептивные и экспрессивные формы афазии).

Из этого представления совершенно естественно возникла и первая модель формирования речи, которая различала сенсорную деятельность, связанную с пониманием смысла воспринимаемых слов и обеспечиваемую задней третью верхней височной извилины (зона Вернике), а также моторную деятельность, формирующую программы движений для мышц артикуляции и находящуюся в зоне Брока. Две эти анатомические области связаны между собой дугообразным пучком нервных волокон, что обеспечивает их взаимодействие.

В 1892 году французский невролог Жюль Дежернье (Dejerine J. J.) описал случай алексии (утраты способности читать) у одного интеллигентного человека, который внезапно для себя обнаружил, что он не может понимать написанные слова. Он мог говорить и был способен узнавать отдельные буквы, и даже мог правильно переписать текст, находящийся у него перед глазами. После его смерти был найден очаг поражения мозга, который повредил угловую извилину (gyrus angularis, поле 39 по Бродману) левой теменной доли. Почти одновременно с этим больным Дежернье занимался другим пациентом, который мог говорить и понимать речь, но утратил способность не только чтения, но и письма. Выявленный у него в дальнейшем очаг поражения захватывал наряду с угловой извилиной ещё и краевую (gyrus supramarginalis) в левой теменной области. Сейчас известно, что в этих регионах происходит интеграция зрительной, слуховой и тактильной информации, а в случаях поражения этой области больные, наряду с другими расстройствами, перестают ассоциировать буквы со звуками.

Таким образом, к концу ХIХ века был, казалось, накоплен солидный материал для понимания роли отдельных структур мозга в формировании речи. Но попытки связать речевую деятельность с конкретными структурами мозга, т.е. локализовать такую деятельность, встретили очень серьёзное сопротивление со стороны признанных авторитетов: Зигмунда Фрейда (Freud S.), Генри Хэда (Head H.), Карла Лешли (Lashley K.) и многих других сторонников эквипотенциализма, считавших невозможным связывать ту или иную психическую функцию с деятельностью определённых регионов мозга. В конце ХIХ и в начале ХХ века основную роль в борьбе с теорией локализации функций играл известный в то время невролог Монаков (Monakow C.). Он не без оснований указывал на то, что отнюдь не всегда наличие очага поражения в т.н. речевых центрах сопровождается нарушениями речи и напротив: речевые нарушения возможны при возникновении очага поражения в других областях коры, а не в речевых центрах. Так, например, уже тогда были хорошо известны нарушения речи, часто сопровождающие повреждения мозжечка. Таких наблюдений было достаточно много, что и предопределило фактическое забвение локалиционистской теории вплоть до середины 60-х годов ХХ века.

 

Модель Вернике-Гешвинда

 

В 1965 году американский невролог Норман Гешвинд (Geschwind N.) предложил новую интерпретацию теории локализации речи. Новая схема, получившая в литературе название "модель Вернике-Гешвинда", объясняла различия в деятельности речевых центров левого полушария при восприятии устной речи и чтении написанного текста (Рис. 18.3). Звуки человеческого голоса воспринимаются слуховыми рецепторами внутреннего уха, где происходит соответствующее кодирование информации. По слуховым нервам через медиальное коленчатое тело таламуса она поступает в первичную слуховую кору (41 поле), затем во вторичную слуховую кору (42 поле), а оттуда в зону Вернике (22 поле), необходимую для понимания значения услышанных слов и конструирования ответных. После этого из зоны Вернике информация передаётся по дугообразному пучку в зону Брока, где локализована память об артикуляции, на основе которой создаётся программа собственной речи. Эта программа представляется находящейся рядом области моторной коры, которая контролирует деятельность мышц артикуляции.

При чтении соответствующие сигналы направляются от сетчатки глаз по зрительным нервам к наружному коленчатому телу таламуса, оттуда - в первичную, а затем во вторичную зрительную кору. Далее переработанная информация попадает в угловую извилину (g. angularis) теменной доли (поле 39), где перерабатывается зрительная, слуховая и тактильная афферентная информация, а оттуда - в зону Вернике. Если текст нужно прочесть вслух, то для этого понадобится отправить надлежащую информацию по дугообразному пучку в зону Брока, а затем активировать первичную моторную кору.

Как и любая схема, модель Вернике-Гешвинда упрощала происходящие события, однако она оказалась полезной как для уточнения классификации афазий, так и для дальнейшего развития представлений о нейрофизиологических механизмах речи.