Взаимосвязь между эволюцией и способностью к грамматике

С помощью высокоспециализированных методов измерения мозговой активности исследователям удалось ответить на вопрос: почему мы понимаем сложные предложения, а наши ближайшие сородичи – обезьяны – способны воспринимать только отдельные слова?

Исследователи института им. Макса Планка (Лейпциг, Германия) установили, что две независимые друг от друга области человеческого мозга отвечают за различные типы обработки речевых структур. Наиболее простые языковые обороты обрабатываются более филогенетически старой зоной мозга, которая есть и у обезьян. А вот в формировании и понимании более сложных структур задействована сравнительно более молодая зона головного мозга.

Способность понимать и воспроизводить разговорную речь является одним из отличий человека от человекообразных обезьян. При анализе правил языка (синтаксиса) бросается в глаза наличие двух фундаментально различающихся грамматических моделей. Простые правила устанавливают типичные (наиболее вероятные) взаимосвязи между словами, например, между предлогом и существительным ("на доске") в противоположность комплексу предлог-глагол ("на посмотрел"). Ведь наиболее вероятно то, что за предлогом будет следовать существительное, а отнюдь не глагол. Для понимания сложносочиненных предложений необходима более сложная иерархическая модель. Иерархические взаимосвязи служат для связывания основной части предложения с придаточными, например "результат, [который получил ученик], порадовал учителя". Целью работы немецких исследователей было сравнение активности мозга во время обработки обеих грамматических моделей.


Сравнение активации и структурных взаимосвязей двух зон мозга в процессе обработки сложных и простых лингвистических правил. А. Кора лобной доли участвует в обработке двух типов правил (сверху); зона Брока активируется только сложными языковыми структурами (снизу). В. Отсутствие структурной взаимосвязи изучаемых зон мозга.



При проведении поведенческих экспериментов на тамаринах американские исследователи установили, что эти приматы способны следовать простым правилам наибольшей вероятности, а иерархические модели являются для них слишком сложными. Эти результаты натолкнули Лейпцигскую группу на мысль, что более сложные грамматические структуры обрабатываются более филогенетически молодой зоной мозга. Это предположение они решили проверить с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии головного мозга людей.

Ими была создана искусственная грамматика, использующая бессмысленные, но структурированные слоги (например, de bo gi to). Для упорядочивания этих слогов использовались сложные и простые правила. Слоги делились на две категории: А и В. К категории А относились слоги, заканчивающиеся на звонкую гласную (в немецком языке): de, gi, le …, а к категории В – на глухую: bo, fo, gu… Простое правило предполагало выстраивание слогов в знакопеременные последовательности (напр., AB AB = de bo gi ku), а сложное – в иерархические (напр., AA BB = de gi ku bo). Суть этого принципа в упрощении грамматики до простейших формальных правил. Преимущество экспериментирования с такой грамматикой заключается в исключении влияния на процессы формирования и восприятия языка дополнительных факторов, таких как семантика, фонология и морфология.

Одна группа участников эксперимента обучалась простым правилам искусственной грамматики, другая – сложным. Во время проведения томографии на мониторе появлялись последовательности слогов, которые участники должны были классифицировать как синтаксически правильные или неправильные.

Оказалось, что в обработке обоих типов правил была задействована кора лобных долей головного мозга ? более старая по филогенетическим параметрам зона, в то время как более молодая зона Брока участвовала только в обработке иерархических моделей.

С помощью метода диффузно-тензорной томографии было установлено, полное отсутствие структурных взаимосвязей между изучаемыми областями мозга.

Использование комбинации двух подходов (магнитно-резонансного и диффузно-тензорного) позволило исследователям установить функциональные и структурные различия двух областей мозга. Это является демонстрацией того, как этот комбинированный метод может быть использован для изучения таких сложных вопросов, как происхождение речевых способностей человека. Следующей задачей, которую ставят перед собой Лейпцигские исследователи, является изучение возможного участия лобной доли головного мозга в формировании речи.

Источник новости: ScienceDaily