Происхождение языка. Факты, исследования, гипотезы

Работа диафрагмы регулируется диафрагмальными нервами, отходящими от шейного отдела спинного мозга на уровне третьего, четвертого и пятого шейных позвонков. В речевом дыхании задействованы также межреберные мышцы, приводимые в действие передними ветвями грудных нервов. Таким образом, для эффективного управления дыханием при речи необходим достаточно широкий позвоночный канал.

У обезьян произвольная регуляция дыхания отмечается редко (хотя, как показывают последние данные139, все же не совсем отсутствует), и голосовые сигналы они издают не только на выдохе, но и на вдохе.

В обеспечении членораздельной звучащей речи участвует подъязычная кость[19]. У человека она расположена ниже, чем у других приматов, благодаря чему сильно расширяется спектр возможных движений глотки, гортани и языка друг относительно друга. Если бы подъязычная кость располагалась у нас иначе, мы были бы способны произносить не больше различающихся звуков, чем, например, шимпанзе.

Еще одна важная структура, связанная с подъязычной костью, – это горловые мешки. У современных обезьян они есть, а у человека отсутствуют (и по строению подъязычной кости это хорошо видно). Как было показано Бартом де Буром140, при наличии горловых мешков, во-первых, резонансы речевого тракта смещаются ближе друг к другу, а во-вторых, появляются дополнительные резонансы и антирезонансы – причем независимо от производимой артикуляции. Из этого сразу видна отрицательная роль горловых мешков для членораздельности речи. Во-первых, если все области усиления звука приближены друг к другу, это значит, что звуки получаются более похожими один на другой, тогда как для членораздельной речи необходимо, наоборот, чтобы звуки достаточно сильно различались. Увеличение различающихся на слух звуков позволяет иметь коммуникативную систему с бо́льшим числом знаков (и тем самым с бо́льшими выразительными возможностями). Во-вторых, наличие резонансов и антирезонансов, независимых от артикуляции, сильно сужает возможности произвольного варьирования производимого звука. Такая задача актуальна для обезьян, которые, имея высоко расположенную гортань, могут есть и вокализировать одновременно: при наличии горловых мешков еда, находящаяся во рту, не мешает издавать необходимые звуки. Но членораздельная речь обусловливает противоположную задачу – при помощи органов артикуляции, доступных волевому управлению, обеспечить как можно большее количество различий в звучании.

Еще одна функция горловых мешков – понижение высоты звука. Эта задача также актуальна для обезьян, которые используют звуковую коммуникацию для общения с сородичами, находящимися сравнительно далеко и скрытыми густой листвой тропического леса (в общении на близком расстоянии более существенную роль играют мимика, жесты, позы и разнообразные прикосновения), и – в связи с этим – имеют слуховой анализатор, настроенный на преимущественное распознавание низкочастотных звуков. Но для человека эта задача теряет актуальность: люди используют звуковую коммуникацию в первую очередь для общения на близком расстоянии.

Иногда можно встретить утверждение о том, что значительную роль при производстве членораздельной речи играет подбородочный выступ. Но это не вполне верно. Подбородочный выступ – это просто результат неравномерной редукции челюстей, происходившей в процессе эволюции человека. Другое дело, что при развитии речи мышцы языка совершали все больше разнообразных тонко дифференцированных движений, и именно необходимость в прикреплении этих мышц, возможно, уберегла нижнюю челюсть от редукции. Более того, на ней возникли подбородочные ости[20] и выступ. А в становлении членораздельной речи сыграл роль не подбородочный выступ как таковой, а изменение способа прикрепления подбородочно-язычной мышцы с мясистого на сухожильный. Впрочем, как отмечал антрополог Виктор Валерианович Бунак, для развития членораздельной речи уменьшение размеров нижней челюсти сыграло положительную роль, поскольку «при быстрой смене артикуляции массивная нижняя челюсть и мускулатура создавали бы большую инерцию в работе речевого аппарата, основанной, как известно, именно на быстрой смене артикуляции»141.

Анатомические изменения, связанные с развитием членораздельной звучащей речи, коснулись не только речевого аппарата. У человека иначе, чем, например, у шимпанзе, устроен слуховой анализатор. Лучше всего мы слышим звуки в диапазоне от 2 до 4 кГц – именно на этих частотах сосредоточены значимые характеристики фонем (прежде всего согласных). Шимпанзе же лучше всего слышат звуки частотой около 1 кГц. Для них это очень важно, поскольку примерно такую частоту имеют их так называемые долгие крики (один из типов коммуникативных сигналов). Для звукоподражания существенно, что человек может эффективно слышать производимые им самим звуки одновременно по двум каналам – внутреннему (звук проводят кости) и внешнему (звук проводит воздух)142[21].

Для того чтобы все эти приспособления могли работать, нужна система, которая бы ими управляла, – мозг. Важным свойством человеческой коммуникации является то, что она подконтрольна воле, а не эмоциям (т. е. управляется структурами коры больших полушарий, а не подкорковыми структурами, как у обезьян): чтобы заговорить, нам необязательно приходить в сильное возбуждение (это скорее помешает), надо лишь захотеть нечто сказать. За последние десятилетия знания об устройстве мозга значительно расширились и углубились144[22]. Появились магнитно-резонансные и позитронно-эмиссионные томографы, развиваются магнитоэнцефалография и компьютерная рентгеновская томография, стала возможна компьютерная визуализация работы мозга (в том числе микрокартирование), возникли методы и технологии, позволяющие исследовать живой бодрствующий мозг146.

До сравнительно недавнего времени предполагалось, что существует специальный участок коры головного мозга – «языковой орган», который один выполняет все задачи, связанные с языком, и не выполняет никаких других задач, и главная задача исследователей – найти, какой именно участок мозга какую работу выполняет (эта идея лежит в основе, например, семантического атласа человеческого мозга147). Однако более корректные исследования показывают, что это скорее тупиковый путь: работа мозга основана прежде всего на взаимосвязях нейронов. По образному выражению нейролингвиста Татьяны Владимировны Черниговской, она похожа на джазовую импровизацию, для которой музыканты съезжаются из разных мест: у них нет ни дирижера, ни нот, они собрались, сыграли и разъехались по домам148. Как заметил еще в середине XX в. Александр Романович Лурия, «высшие психические функции как сложные функциональные системы не могут быть локализованы в узких зонах мозговой коры или в изолированных клеточных группах, а должны охватывать сложные системы совместно работающих зон, каждая из которых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов и которые могут располагаться в совершенно различных, иногда далеко отстоящих друг от друга участках мозга»149. Теперь это подтверждают и западные исследования, выполненные с помощью новейших технологий150.

Чаще всего, когда говорят о мозговых структурах, связанных с языком, упоминают две области в левом полушарии – зону Брока́ и зону Вéрнике, названные в честь Поля Брока и Карла Вернике, описавших в XIX в. пациентов, которые вследствие разрушения этих участков мозга испытывали трудности с речью.

Действительно, при поражении этих областей у человека возникают речевые расстройства – афазии. При поражении зоны Брока люди испытывают трудности при говорении, им сложно переходить не только от слова к слову, но даже от одного звука к другому в пределах одного слова. Речь замедленна, плохо артикулирована и требует от больного больших усилий. Во фразах отсутствует правильный порядок слов, мало служебных слов, а служебные морфемы (окончания рода, падежа, числа, суффиксы времени и наклонения и т. п.) часто употребляются неправильно. Даже при чтении (которое в основном сохранено) люди, страдающие афазией Брока (или эфферентной моторной афазией), запинаются на коротких служебных словах.

Вот пример речи такого больного из работы нейропсихолога Татьяны Васильевны Ахутиной151: Ну… ну вот… октябрь и сразу… ну вот… это вот… третий, третий… (пишет дату). И сразу мне… ну вот сразу… Что-то, что-то такое (указывает на свою ногу). И это… и языком… вот прямо…: т-т-т-т… Это, два месяца… а после одну неделю опять… Ну оттуда уже значит… группа. Из знаменательных частей речи при этой афазии больше всего страдает глагол. Например, о своем ранении больной рассказывает так: Вот… фронт… и вот… наступление… вот… взрыв… и вот… ничего… вот… операция… осколок… речь, речь… речь152.

Кроме того, у людей с поражениями зоны Брока возникают проблемы с синтаксическим анализом. С. Пинкер пишет, как психолингвисты попросили их изобразить при помощи игрушек «предложения, которые можно понять лишь исходя из их синтаксического строения, например: Грузовик сбит лимузином или Девочка, которую толкает мальчик, высокая»153. Оказалось, что «в половине случаев пациенты давали правильное толкование, а в половине – неправильное, как если бы мозг играл в орла или решку»154.

При этом на неязыковые способности, даже на способности жевать, глотать, свистеть, издавать крики и напевать мелодии, поражение зоны Брока не влияет.

Интересно, что глухие, у которых повреждена зона Брока, могут двигать руками и даже копировать рисунки, но объясниться на языке жестов у них не получается155. Значит, работа зоны Брока связана вообще с порождением высказываний на языке, а не только со звучащей речью.

При поражении височной области синтаксис и морфология страдают меньше, но слова вспоминаются с трудом. Например, картинку, где мужчина и женщина грузят сено на машину, больной описывает так: Женщина и мужчина бросают в… не в машину… из четырех букв, растет, уже засохло… собирают и бросают156. Обратите внимание: здесь есть и глаголы, и служебные слова, и синтаксические связи – но нужное существительное такие больные бывают неспособны вспомнить иногда даже с подсказки. Такая афазия (ее называют акустико-мнестической) возникает при поражении средних отделов височной области, а при поражении задней трети височной извилины люди теряют способность различать близкие фонемы, такие как [б] и [п] или [б] и [б’], а в тяжелых случаях вообще «воспринимают чужую речь как нечленораздельный шум»157 (такая афазия называется сенсорной; именно ее впервые описал Карл Вернике).

Интересен эффект, отмеченный Дженнифер Эйделотт158 и ее коллегами. Известно, что если предъявить человеку некоторое слово (например, cat – ‘кошка’), то потом другое слово, обозначающее что-то похожее (например, dog – ‘собака’), он будет распознавать быстрее (это называется «прайминг-эффект», он возникает не только при оперировании словами, но и в ситуации с любыми другими воспринимаемыми стимулами). Если в качестве первого слова предъявить искусственно созданную цепочку звуков, чуть-чуть отличающуюся от исходного (например, в качестве праймера для слова dog дать не слово cat, а бессмысленную цепочку звуков gat или wat), прайминг-эффект будет меньше, а совсем непохожие слова (как, например, ring – ‘кольцо’) не дают эффекта вовсе. Но если у человека повреждена зона Брока (зато работает зона Вернике), то похожие слова (типа gat или wat) не дают никакого прайминг-эффекта, а у тех, у кого, наоборот, зона Брока работает, а зона Вернике повреждена, прайминг-эффект от нормальных слов и от похожих на них искусственных оказывается одинаковым. Получается, что работа зоны Вернике позволяет затормозить излишние активации, не активировать те нейронные контуры, которые ответственны не за само слово, а за что-то на него похожее, – и это дает возможность более быстро и эффективно понимать и вспоминать слова. А работа зоны Брока позволяет, наоборот, активировать не только само слово, но и то, что на него похоже по звучанию (может быть, именно благодаря такому способу работы со словами появляется возможность ассоциировать друг с другом разные формы одного и того же слова и однокоренные слова и строить модели словоизменения и словообразования).

Но существуют и другие виды афазий, показывающие, что не только зона Брока и зона Вернике обеспечивают человеку возможность нормально разговаривать. Так, поражение постцентральных отделов, примыкающих к так называемой височной покрышке, вызывает трудности с произнесением отдельных звуков (в противоположность афазии Брока, разрушающей не сами звуки, а переходы от одних звуков и слов к другим). При поражении теменно-височно-затылочной области человеку бывает трудно назвать предъявляемый предмет, даже если этот предмет ему хорошо известен; больные перестают понимать сравнения, не могут разобраться в языковом выражении пространственных соотношений и в притяжательных конструкциях (например, не улавливают разницы между выражениями крест под кругом и круг под крестом, не понимают, что брат отца – это не брат и не отец, а дядя), не понимают сложных грамматических конструкций (например, не могут указать, кто должен был сделать доклад в ситуации, описанной предложением В школу, где училась Дуня, с фабрики пришла работница, чтобы сделать доклад), не могут понять фразу, где последовательность событий не совпадает с последовательностью слов (например: Я позавтракал после того, как прочел газету)160. Поражение префронтальных областей коры ведет к нарушению возможности программировать и структурировать высказывания: больной может повторять слова и даже целые фразы, но не в состоянии самостоятельно высказать какую-либо мысль, задать вопрос – у таких больных «отсутствует ясное внутреннее представление о том, что им предстоит сказать»161. При поражениях лобных долей человек не теряет дара речи, но утрачивает возможность строить поведение по словесной инструкции162.

Большое значение нередко придавалось тому, что «речевые зоны» расположены в левом полушарии163. Межполушарная асимметрия действительно есть. Это отчетливо продемонстрировали исследования, проведенные Майклом Газзанигой и Роджером Сперри164 на больных, у которых полушария были разделены хирургическим путем (так некоторое время назад лечили эпилепсию). Пациенту предлагалось ощупать одной рукой невидимый ему предмет, а затем назвать его. Предметы, ощупывавшиеся левой рукой, больные назвать не могли, с предметами же, которые ощупывала правая рука, затруднений не возникало.

По-разному воспринимается разными полушариями и визуальная информация (предъявлять ее двум полушариям независимо позволяет тахистоскоп[23]). Если в правой части поля зрения (обоих глаз, не только правого) появляются написанные команды, человек (воспринимая их, соответственно, левым полушарием) может их выполнить, но, если такие же команды появляются в левой части поля зрения (опять же, обоих глаз, не только левого) и, соответственно, приходят на обработку в правое полушарие, человек их выполнить не может. Правое полушарие не воспринимает написанных слов (зато может распознавать инструкции-картинки).

Но при более внимательном рассмотрении оказалось, что в действительности все значительно сложнее. Так, правое полушарие действительно не может прочесть какое-нибудь длинное новое слово, но частотные, привычные слова с конкретным значением вполне может опознавать166 (видимо, в тех случаях, когда зрительные образы слов-команд были запомнены человеком как картинки[24]). Даже у пациентов с «расщепленным» мозгом, исследованных Сперри и Газзанигой, иногда отмечались элементы называния предметов, «известных» только левой руке (т. е. правому полушарию). Например, держа в левой руке мяч (при этом не видя его), больной мог сказать, что держит «нечто круглое» («a round thing»).

Как показал Сперри, «имея дело, например, с лицами, правое полушарие, по-видимому, реагирует на все лицо в целом»167, воспринимая его как некую неразложимую единицу, «в то время как левое обращает внимание на отдельные выдающиеся признаки и детали, к которым могут быть приложимы вербальные ярлыки, и использует эти признаки для различения и узнавания»168.

На самом деле расчленять целостный образ на отдельные «подобразы» умеет и правое полушарие – только оно, в отличие от левого, не опирается при этом на слова, и поэтому у разных людей результаты этого членения оказываются разными. Это было продемонстрировано в экспериментах отечественных исследовательниц Александры Александровны Невской и Лидии Ивановны Леушиной169, предъявлявших испытуемым геометрические фигуры сложной формы, которые (ни целиком, ни по частям) невозможно было описать словами. Результаты их опытов показывают, что правое полушарие создает образ объекта, по возможности максимально близкий к реальности; для упрощения задачи объект может быть расчленен на отдельные «подобразы», но готового алгоритма такого расчленения нет, у разных людей оно происходит по-разному. Напротив, левое полушарие создает образ объекта целиком и в сильно упрощенном виде, отвлекаясь от множества деталей как от несущественных. Поэтому при необходимости изобразить виденный объект оно, в отличие от правого полушария, не может воспроизвести его во всех подробностях – образ, созданный им, настолько обобщен и беден конкретными элементами, что нарисовать его трудно. Единственная возможность – прибегнуть к помощи логического рассуждения, попытаться вспомнить, не содержал ли этот образ деталей, которые можно воспринять как отдельные сущности. Лучше всего, разумеется, при этом вспоминаются такие детали, которые можно назвать словами (то, для чего существует слово, уж точно может быть представлено как отдельная сущность). Соответственно, изображение виденного объекта бывает в этом случае представлено в виде отдельных деталей, которые порой оказываются несоразмерны друг другу и слабо связаны между собой171.

В работе языка принимают участие и левое, и правое полушарие, объединенные межполушарными связями172. Разрушение участка, симметричного зоне Брока, приводит к отсутствию в речи интонации: речь больного монотонна независимо от его речевого намерения. Поражение участка, симметричного зоне Вернике, ведет к непониманию слышимых интонационных и тембровых различий. Стоит отметить, что «симметричные» – не значит «такие же»: в правом полушарии соответствующие участки более широкие и менее четко очерченные. Различаются и их связи с другими отделами мозга: «левое полушарие преимущественно связано с ретикулярной системой, обеспечивающей, в частности, произвольное внимание, правое полушарие связано с лимбической системой, участвующей в протекании эмоциональных процессов»173. Соответственно, каждое полушарие вносит свой вклад в обработку речевой информации174: левое полушарие обеспечивает логическое выведение информации из словесного контекста, подавляя активность тех значений слов, которые для данного контекста не подходят, так что человек, слыша высказывание, «предсказывает», какое слово должно прозвучать дальше; правое же полушарие обеспечивает достаточно широкую семантическую активацию, не слишком четко определенную, зато связанную с жизненным опытом и знаниями о мире. Это можно видеть в тех случаях, когда активность одного полушария сильно преобладает над активностью другого: если сильно активнее оказывается правое полушарие, человек в качестве ассоциаций к словам вспоминает элементы тех же ситуаций (например, на слово вода выдается ответ река, пляж, плаванье, рыбалка), а если работает преимущественно левое полушарие, человек в ответ на то же задание вспоминает слова, связанные с этими словами в речи или в языковой системе (луна – круглая луна, спать – человек должен спать, дом – домик, домашний). Активация широкого круга значений слова и его связей с действительностью, обеспечиваемая правым полушарием, дает нам возможность понимать метафоры, переносные значения, иронию и юмор175.

Более того, основные речевые зоны могут располагаться не в левом, а в правом полушарии (такое нередко встречается у левшей). Бывает так, что речевые функции распределяются между двумя полушариями. На распределение функций между полушариями может, по-видимому, влиять направление письма: как показывают опыты, люди, знающие английский и идиш, английские слова лучше распознают при предъявлении их в правой части поля зрения, а слова на идиш – при предъявлении в левой части176.

О влиянии направления письма на обработку мозгом соответствующей информации свидетельствует и случай, описанный Романом Осиповичем Якобсоном в заметке «Ускользающее начало». Человек, перенесший «слабый удар, основным следствием которого было временное нарушение левого зрительного поля»177, испытывал трудности в восприятии начальной буквы слов на европейских языках, но при этом «никакого опускания начала не было, когда описанному в этой заметке пациенту было предложено поупражняться в чтении древнееврейского текста»178.

У людей, владеющих двумя языками, роль полушарий может различаться в зависимости от того, выучен ли второй язык в школе (или т. п.) или материнским методом, т. е. как родной179. Вообще, у тех, кто владеет двумя (или более) языками, объем серого и белого вещества в связанных с речью участках мозга больше, чем у тех, кто говорит лишь на одном языке, а уровень связанности этих участков между собой выше; при выполнении заданий на родном языке и на иностранном картина распределения активности в мозге различается180. Как показало одно из недавних исследований, даже в тех случаях, когда задействуются одни и те же зоны мозга, в выполнении заданий на разных языках участвуют разные нейроны181. Интересно, что, чем раньше выучен язык, тем меньше мозговые затраты на выполнение заданий, связанных с произношением и грамматикой, тогда как мозговая активность при выполнении заданий, основанных на знании слов, в большей степени зависит не от возраста, в котором человек овладевал данным языком, а от того, насколько хорошо он им владеет: чем лучше человек знает язык, тем больше картина мозговой активности похожа на ту, что получается при работе с родным языком183.

В мозге имеется несколько зон, связанных с семантической и событийной памятью (без них язык не мог бы ни сформироваться, ни нормально функционировать), да и в работе грамматики принимают участие различные взаимодействующие друг с другом отделы мозга (не только зона Брока)184.

Кроме того, полноценное функционирование языка невозможно без целого ряда подкорковых структур, таких, например, как мозжечок, гиппокамп или базальные ядра (называемые также базальными ганглиями – от англ. basal ganglia)185.

Так, «стимуляция хвостатого ядра во время нейрохирургической операции нарушает речевой контакт с больным: если больной что-то говорил, то он замолкает, а после прекращения раздражения не помнит, что к нему обращались»186. Повреждение бледного шара вызывает у людей в числе прочего монотонность речи187. Мозжечок участвует в подборе словесных ассоциаций (например, усиление его активности отмечается при выполнении задач типа «быстро подобрать подходящий глагол к существительному»)188, что играет большую роль для понимания речи; он же работает при речепроизводстве (в случае поражения мозжечка беглость речи снижается189). Усиление продуцируемых гиппокампом тета-ритмов[25] увеличивает скорость распознавания слов, предсказываемых контекстом, что делает распознавание речи более быстрым и эффективным190. И это еще далеко не все участки мозга, которые так или иначе задействованы в обеспечении речевой деятельности.

Чрезвычайно существенно, что очень многие нейроны не обладают жестко заданной врожденной функцией, и в ходе прижизненного опыта происходит их специализация. Она может быть очень узкой, когда нейрон реагирует только на какой-то точечный элемент опыта, например, как установили Родриго Кирога и его коллеги, на Билла Клинтона или на американскую киноактрису Хэлли Берри (один из нейронов больного эпилепсией, в который был вставлен электрод, реагировал на любое изображение Хэлли Берри: любого размера, в любом ракурсе, в любой одежде – даже в маске, если испытуемый знал, что это именно она, – и даже на написанные слова «Halle Berry»191[26]). Еще в 1990-е гг. в эксперименте отечественного нейрофизиолога Вячеслава Борисовича Швыркова электроды, вставленные в мозг кролика (и регистрируемые во время его поведения), позволили выделить нейрон, который выдавал реакцию только «при определенной ориентации головы кролика: „правый глаз к середине задней стенки экспериментальной камеры“»192, а также другие подобные нейроны.