В Вышке открылся Центр языка и мозга

Он образован на базе международной лаборатории нейролингвистики, которая была открыта в Вышке несколько лет назад. Сегодня Центр объединяет исследователей в сфере клинической лингвистики и дефектологии, психолингвистики, билингвизма, детской речи и геронтолингвистики.

О том, какие именно исследования сегодня развиваются в Центре, и о своих академических амбициях рассказывают руководители направлений.

Ольга Драгой, директор Центра: клиническое направление

Центр языка и мозга унаследовал все клиническое направление своей предыдущей ипостаси — лаборатории нейролингвистики, но кроме этого начал вести работу в новых направлениях, передовых не только для российской, но и для мировой науки. Научным руководителем Центра стала профессор университета Гронингена (Нидерланды) Рулин Бастиаансе — известнейшая исследовательница в области клинической лингвистики, создательница уникальных международных образовательных программ EMCL и IDEALAB.

Мы занимаемся фундаментальными исследованиями афазий — изучаем корреляции между поражениями мозгового субстрата и нарушениями речевой функции, выявляем критические участки мозга, повреждение которых при инсульте или иной патологии влечет нарушение определённого аспекта речи. Например, мы обнаружили, что нарушения обработки глаголов возникает не только при повреждении зоны Брока (задней части нижней лобной извилины), но и при повреждении проводящих путей, соединяющих эту зону с более отдаленными участками мозга. Идея о том, что проводящие пути так же важны для психических процессов, как и сами кортикальные зоны, сегодня все больше становится мейнстримом в области нейроисследований.

Часто для пользы клиники приходится сначала обращаться к данным здоровых испытуемых.

Так, в Центре ведется исследование мозговой латерализации речевой функции у людей без какой-либо патологии мозга.

Например, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии мы обнаруживаем распределение связанной с речью активности в левом и правом полушарии — в зависимости от ведущей руки человека. Бытует мнение, что у левшей язык «располагается» в правом полушарии, на самом деле в большинстве случаев зоны, ответственные за речь, располагаются у таких людей в левом или в обоих полушариях, что важно учитывать при проведении операции на мозге. Оперируя мозг левши, нельзя быть уверенным, что у него язык «располагается» справа.

Сотрудники нашего Центра принимают участие в операциях с пробуждением, которые проводятся в Москве в Национальном медико-хирургическом Центре им. Н.И. Пирогова и других клиниках. Также в этом году вместе с коллегами из нижегородской Вышки мы начали участвовать в таких операциях в Нижнем Новгороде.

Однажды мы помогали оперировать преподавательницу музыки, для которой было критично сохранить музыкальный слух, чтобы остаться в профессии

Наша задача как нейролингвистов — обеспечить интраоперационное картирование речи пациентов, которое позволяет понять местонахождение значимых для речи зон мозга и подсказать хирургам границы безопасной резекции.

Процедура картирования такова: после трепанации черепа пациента пробуждают из наркоза, к открытому участку его мозга прикладывается электрод, и пока хирург с помощью электростимуляции поочередно «отключает» на несколько секунд отдельные зоны, мы проводим речевое тестирование. C 2014 года для этого успешно применяется разработанный нами тест на называние объектов и действий по рисункам и другие тесты. Если при выполнении речевых заданий пациент ошибается, это означает, что врач стимулирует важные для речи зоны, они помечаются маркерами из стерильной бумаги, и при удалении опухоли их стараются не затронуть.

В перспективе — разработка инструментария для картирования других когнитивных функций: памяти, пространственного мышления, эмоций. Хотелось бы предоставлять каждому пациенту индивидуальное решение, исходя из того, что ему требуется. Например, однажды мы помогали оперировать преподавательницу музыки, для которой было критично сохранить музыкальный слух, чтобы остаться в профессии. Во время операции ей предъявляли ноты и музыкальные пассажи, которые она должна была различить или опознать.

Анна Лауринавичюте, младший научный сотрудник: психолингвистика

Психолингвистика занимается тем, что пытается определить, как устроен язык у нас в голове. То есть не в какой именно части мозга он прячется, а как именно он работает — какова общая теория понимания и порождения речи.

Одно из важных для Центра направлений — исследования чтения на русском языке. Уже принята к публикации первая статья с результатами нашего большого проекта по чтению у почти сотни носителей русского языка.

Движения глаз любого читающего человека примерно одинаковые, но есть и отличия. В одних языках (в финском), глаза делают больше фиксаций (остановок), но коротких, а в других — меньше, но длинных (в китайском). Интересно, что при этом на разных языках чтение предложений, которые передают один и тот же смысл, занимает одно и то же время. То есть языки находят способ оптимизировать скорость передачи информации, по-разному нагружая или, наоборот, разгружая различные аспекты строения самого языка. Если орфография у нас сложная, значит, упростим что-нибудь другое, если морфология богатая, давайте орфография будет прозрачная.

До сих пор про чтение на русском языке, хотя это шестой язык по численности говорящих в мире, ничего известно не было. И мы сделали эту, довольно базовую, но нужную работу — взяли представительную коллекцию разных предложений из существующих текстов и записали, как носители русского языка их читают. И это опора для сравнения, с одной стороны, с другими языками, а с другой — с атипичными популяциями (детьми, которые только учатся читать, пожилыми людьми, пациентами с афазией, билингвами и носителями русского жестового языка).

Ещё одно психолингвистическое направление, развиваемое в Центре — про контроль движений глаз в парадигме «Визуальный мир». Еще в 70-х годах XX века были опубликованы наблюдения о том, что если показать человеку на экране изображения и дать послушать речевой отрезок, он будет смотреть на изображение гораздо больше в тот момент, когда о нем говорится. С тех пор это наблюдение преобразовалось в гипотезу о том, что человек будет неизбежно автоматически переводить взгляд на изображение того, что сейчас подвергается языковой обработке. Вопрос в том, действительно ли это автоматическая реакция? Мы решили проверить: попросили людей не смотреть на тот объект, о котором идет речь. Если у них не получится, значит, реакция автоматическая, подавить ее невозможно. И оказалось, что примерно в 10% случаев у людей не получается не смотреть — похоже, что это всё-таки автоматическое поведение, которое можно подавить, но не полностью.

В последнее десятилетие психолингвисты затронули очень интересную проблему — насколько хорошо мы понимаем то, что слышим или читаем? Лингвистическая теория может объяснить, каким именно образом человек анализирует синтаксическое строение предложения, извлекая из предложения информацию о том, кто с кем что сделал. Но несмотря на то, что человек может разложить всё по синтаксическим полочкам, он далеко не всегда это делает.

Так, довольно много людей считает, что прекрасно понимают предложение «Алена заметила фанатку актрисы, караулящей знаменитость у гримерной», хотя если спросить их о том, кто караулил знаменитость у гримерной, они уверенно скажут — разумеется, фанатка. Общие знания о мире подсказывают нам, что знаменитостей у гримёрок ждут фанаты, но если перечитать предложение ещё раз (и, возможно, ещё раз) можно заметить, что на этот раз у гримерной стояла актриса.

Почему детектор ошибок здесь не срабатывает? Кажется, что иногда у людей включается режим, который англоязычные авторы называют good-enough processing (по-русски — «и–так–сойдет»). Хотелось бы понять, что может запускать такой режим. Мы предполагаем, что он может активироваться, когда перед человеком много различных внешних стимулов. То есть, когда информация поступает из нескольких разных источников одновременно, человек начинает хуже справляться с заданием, делать больше ошибок, но при этом ему кажется, что он всё так же хорош, как и прежде.

Мария Худякова, младший научный сотрудник: билингвизм

Практически любое исследование, которое мы делаем в области нейро- и психолингвистики, можно провести с участием билингвов — людей, для которых родными являются два языка. Существует несколько точек зрения на то, насколько билингвы отличаются от монолингвов. С социальной точки зрения знать два языка лучше, чем знать один язык. Но при этом дети-билингвы чуть медленнее усваивают язык по сравнению с монолингвами, поэтому при тестировании речевого развития у билингвов больше шансов попасть в группу детей с отставанием в речевом развитии. А с другой стороны некоторые исследователи говорят о том, что у билингвов более тренированный мозг. Им с самого раннего детства приходится выбирать, на каком языке говорить, за счет чего тренируется память и внимание.

Не хочется вступать в споры, лучше или хуже быть билингвом, наша цель — аккуратные лингвистические эксперименты, которые бы демонстрировали, как два языка живут в одном мозге, как  две системы влияют друг на друга. Это вопрос на стыке психо- и нейролингвистики, лингвистики диалектов и даже социолингвистики.

Например, известно, что когда две группы носителей разных языков живут на одной территории, то в языках наблюдаются заимствования. Интересно посмотреть, как соседство двух языков сказывается на конкретных людях. Мы знаем, что определённые категории, присущие одному языку, могут утрачиваться под влиянием структур другого, более доминантного, языка. Например, мы изучали детей-билингвов, говорящих на русском и немецкий языках, у которых категория вида, характерная для русского языка, исчезла под влиянием немецкого после переезда в Германию.

Скоро нам предстоит весьма экзотическое путешествие в Южную Америку, где вместе с колумбийскими коллегами будем изучать язык туюка (на нем говорят около 1000 человек, живущие у одного из притоков Амазонки). Этому языку присуща очень специфическая многоуровневая категория эвиденциальности. Эвиденциальность есть во многих языках, она указывает на источник сведений относительно сообщаемой информации, например: я видел или мне про это рассказали. Так вот, в языке туюка обязательно для каждого глагола указать источник информации. Но помимо языка туюка в этом племени люди говорят на испанском, и нам интересно, что происходит с категорий эвиденциальности, когда они переходят на испанский язык.

Анастасия Лопухина, научный сотрудник: детская речь

Группа детской речи Центра языка и мозга исследует формирование языка у детей. Нам интересно, как происходит овладение языком в детском возрасте, какие этапы проходит ребенок для того, чтобы научиться говорить на родном языке. Мы работаем с детьми разного возраста: младенцами от 6 месяцев, детьми 2–6 лет, школьниками начальных классов, подростками 13–17 лет. В исследованиях используются поведенческие методы, регистрация движений глаз, электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ).

В июне мы начинаем проект по изучению особенностей развития речи младенцев. Мы будем исследовать 7–12-месячных младенцев с использованием электроэнцефалографии, чтобы выяснить, в каком возрасте они начинают различать типичные и нетипичные для родного языка сочетания звуков. Например, в русском языке сочетание «стр» встречается часто, а «нтр» практически не встречается. Мы предполагаем, что в возрасте 10–12 месяцев дети уже различают характерные для их родного, русского, языка закономерности и их мозг будет особенным образом реагировать на типичные сочетания звуков.

Еще одна задача, которой занимается наша группа — выяснить, как плотность фонологического соседства влияет на порождение и понимание слов у русскоговорящих детей 4–6 лет. Известно на материале английского языка, что чем больше у слова фонологических соседей, тем быстрее оно извлекается из ментального лексикона при порождении. И, наоборот, при восприятии большое фонологическое соседство замедляет опознание слова, потому что соседи конкурируют с ним. Исследование носителей испанского языка показало обратную картину: чем больше соседей, тем быстрее происходит опознание слова и медленнее порождение, что связывается с особенностями морфологии испанского языка. Сейчасмы проводим два эксперимента с русскоязычными детьми 4–6 лет, на порождение и понимание слов, чтобы поставить все точки над i в этом вопросе.

Достраивание фразы по контексту может приводить к неверному пониманию высказывания. Например, «Сколько животных Моисей взял на свой ковчег?» Считаете уже?

Особое внимание мы уделяем нарушениям усвоения речи, например, у детей со специфическими языковыми нарушениями и расстройствами аутистического спектра. В Центре разработан пока единственный русскоязычный стандартизированный тест, позволяющий диагностировать речевое развитие детей (как в норме, так и у ребят с задержками речевого развития). Тест позволяет определить языковой возраст детей с самыми разными нарушениями, в том числе вызванными опухолями, и наметить правильные способы реабилитации для них. А, например, технология регистрации движений глаз позволяет нам ответить на вопрос, что именно не срабатывает в процессе чтения у детей с дислексией. Для русскоязычных детей подобные исследования ранее не проводились.

Взрослые люди довольно успешно владеют таким навыком как поверхностная обработка языка. Это очень важный механизм, который позволяет нам опираться на накопленный лексический опыт и достраивать фразы по контексту. Он экономит ресурсы, но, правда, может приводить к неполному или неверному пониманию высказывания. Например, «Сколько животных Моисей взял на свой ковчег?» Считаете уже? Если да, обратите внимание, что Ной, а не Моисей построил ковчег. Для взрослых не обращать внимание на семантику отдельных слов, а сразу схватывать общий смысл высказывания — обычная стратегия. Свойственно ли она подросткам, мы предполагаем выяснить в ходе экспериментов с чтением и восприятием речи на слух в условиях без шума и с языковым шумом у подростков 13–17 лет. Также мы оценим роль шума при поверхностной обработке языка подростками в сравнении с пожилыми и молодыми людьми.

Светлана Малютина, заместитель директора Центра: геронтолингвистика

Мы изучаем возрастные особенности языковой обработки у взрослых людей. А именно, мы проводим психолингвистические эксперименты, где сравниваются процессы порождения и понимания речи у людей молодого и старшего возраста. К старшему возрасту мы условно относим людей от 60 лет. Хотя, конечно, это очень условная граница: на самом деле возрастные когнитивные изменения постепенно происходят в течение всей жизни, и возраст, с которого они становятся заметны, очень индивидуален.

Исследования показывают, что с возрастом люди начинают по-другому воспринимать речь: например, больше полагаться на контекст и догадку, нежели на точность восприятия. Меняются механизмы лексического доступа: например, похожие слова начинают больше «соревноваться» друг с другом, поэтому иногда «соседи» слова мешают быстро назвать его. Меняются принципы построения дискурса, то есть связного текста. Все эти вопросы пока мало исследованы: что именно меняется в языковой обработке, какими факторами это обусловлено, какой вклад вносят возрастные изменения слуха, зрения, памяти и общей когнитивной скорости? Какие изменения являются нормальными, а какие свидетельствуют о когнитивных нарушениях? Можно ли с помощью специальных методик поддерживать оптимальные языковые способности? Есть ли позитивные возрастные изменения? Кстати, на последний вопрос уже встречаются положительные ответы в предыдущих исследованиях. Например, с возрастом увеличивается словарный запас: хотя вспоминать слова становится сложнее, но общее количество известных человеку слов возрастает.

Самая большая практическая проблема в этих исследованиях — набрать участников старшего возраста. Мы сотрудничаем с различными социальными центрами, занимающимися работой с пожилыми людьми, но и там вовлечь добровольцев непросто. Всё же я надеюсь, что нам удастся развивать это направление исследований и в итоге не только сделать теоретические выводы, но и создать методики, помогающие людям минимизировать коммуникативные затруднения в любом возрасте.