Чеширская улыбка кота Шрёдингера. Мозг, язык и сознание

Область минимума порогов, то есть наибольшая чувствительность слуха человека к АМ, 4–6 Гц (т %) совпадает с областью наиболее вероятной частоты АМ в речевом сигнале (4–5 Гц, р %). Был вычислен коэффициент корреляции между этими двумя кривыми, коэффициент оказался равным 0,78, что говорит о достаточно высокой степени корреляции между ходом этих двух кривых (формула 3):

где r — коэффициент корреляции, m — среднее значение чувствительности слуха к АМ (от 1 до 20 Гц), p — средняя величина вероятности АМ в речи (от 1 до 20 Гц), mi и pi — реальные значения указанных величин в диапазоне от 1 до 20 Гц.

Таким образом, результаты работы подтвердили высказанную в начале статьи мысль об определенной согласованности характеристик слухового анализатора с акустическими характеристиками речи. Естественная целесообразность такого согласования является достаточно очевидной ввиду наилучшего выделения и восприятия слухом речевого сигнала на фоне всевозможных акустических помех. Можно полагать, что подобное согласование явилось следствием длительного эволюционного развития человека и приспособления его слуха к акустике речи. Полученные результаты согласуются с данными о повышенной избирательной чувствительности анализаторных систем живых организмов к сигналам, имеющим для них жизненно важное значение [Гершуни, 1968, 1973].

P. S. Возможны ли универсалии в эволюционном процессе? (Сходство принципов функциональной эволюции: физиологические системы и язык)

В 1956 году Л. А. Орбели сформулировал два стержневых принципа эволюционной физиологии: изучение эволюции функций и функциональной эволюции, которую он определил как проникновение в суть того, «почему эволюционный процесс протекал так, а не иначе». Разработку этой мысли на материале физиологических объектов продолжил Ю. В. Наточин. Предлагаемый подход базируется на анализе тех факторов, которые сами не эволюционируют, но предопределяют становление функций и их развитие. К ним в физиологии относятся физико-химические факторы эволюции функций, формирование взаимосвязи функциональных систем, становление целостности организма и развитие механизмов адаптации. Нам показалось интересным посмотреть, можно ли эти принципы применить для анализа эволюции не только биологических, но и для иных информационных систем, в частности языка [Natochin, Chernigovskaya, 1997; Chernigovskaya, Natochin, Menshutkin, 2000]. Особый интерес это представляло не только в связи с существенным различием объектов описания, но и в связи с огромной разницей в скорости протекания рассматриваемых процессов: миллионы лет для формирования гомеостатических систем, обеспечивающих физико-химическую стабильность организма, и тысячи лет развития человеческого языка.

Языковая история насчитывает около десяти тысяч лет: возникали праязыки и формировались макросемьи языков мира, в результате распада и на основе которых развивались и эволюционировали современные языковые группы, в которые по разным подсчетам входит сейчас примерно шесть тысяч. Язык является динамической системой, подверженной изменениям, происходящим по определенным и весьма отличным для разных групп законам. Тем не менее представляется возможным посмотреть, релевантны ли соотносимые с физиологическими системами факторы для основных тенденций эволюции языка.

Выделяемые нами принципы организованы иерархически и могут быть описаны как четыре уровня эволюции как физиологических, так и языковых систем, соответственно: I уровень клетки — фонемы (как минимальной единицы); II уровень функциональной единицы — морфемы; III уровень органа — слова; IV уровень системы — текст. Отдельный интерес представляет вопрос эволюции «правил», регулирующих функционирование единиц внутри каждого уровня и взаимоотношение самих уровней. Возможность такого подхода для столь различных объектов описания позволяет предлагать рассматриваемые принципы в качестве своего рода универсалий.

Нужно сделать несколько важных замечаний, которые неочевидны для нелингвистов, но вносят существенные поправки в рассматриваемые принципы:

1) языки развивались от протоформ и продолжают развиваться;

2) языки находятся на разных стадиях развития;

3) можно говорить и о специфике языков разных типов, и об универсалиях, то есть о том, что отличает человеческую систему коммуникаций от всех других, и о том, какие черты проявляются в языках разных систем;

4) важно иметь в виду, что не все тенденции проявляются везде: все множество признаков как бы рассыпано по языкам мира (как будто Создатель, задав главные алгоритмы, решил посмотреть, как люди будут их реализовывать);

5) существуют разные подходы к проблеме происхождения языка — моногенез и полигенез;

6) несмотря на все это, можно обсуждать некие единые тенденции эволюции человеческого языка.

Когда много лет назад Юрий Викторович Наточин объяснил мне свою систему, описывающую принципы функциональной эволюции, и предложил посмотреть, будет ли этот алгоритм работать на примере других сложных систем, я согласилась, потому что это было интересно и совершенно ново. Однако в успех я верила с трудом, поскольку человеческий язык — слишком сложный материал, в частности по вышеуказанным причинам. Делать это надо было аккуратно, стараясь минимизировать риск неизбежных ошибок: строго говоря, специалистов такого рода нет, и лингвисты специализируются на анализе пусть и больших, но все же семей языков, а не языка в целом…

…О языке

Чтение в контексте когнитивного знания

Письменность и знаковая грамотность вообще сыграли ключевую роль в истории человечества. Использование так называемой внешней памяти определило сверхбыструю, несопоставимую с биологическими скоростями, эволюцию нашего вида. Обретя способность к знаковому кодированию информации и фиксации этого рисунком, схемой, письменностью, формулой, мы перестали фатально зависеть от ограниченности срока жизни отдельных людей и естественным образом исчезающих с ними знаний.

По независимым оценкам разных групп исследователей, временем появления Homo sapiens как биологического вида следует считать период около ста восьмидесяти тысяч лет назад. Изменения половых хромосом, произошедшие на территории Восточной Африки в период от ста до двухсот пятидесяти тысяч лет назад, вызвали асимметричный сдвиг в развитии больших полушарий головного мозга, особенно в ассоциативной коре, так что левое полушарие стало регулировать наиболее сложные и одновременно ключевые компоненты языка — анализ и синтез фонологических цепочек, морфологию и синтаксис, в то время как к правому полушарию отошла функция регулирования процессов смыслообразования и прагматические аспекты речи.

Как и когда возник язык в собственном смысле слова — вопрос по-прежнему открытый. Ясно только, что это произошло, скорее всего, по одному из двух возможных сценариев: грамматический взрыв как результат макромутации или как результат отбора мелких мутаций, то есть гораздо более постепенного процесса. Археологами и антропологами фиксируется «внезапный» взрыв креативных способностей древних людей, произошедший примерно семьдесят пять — пятьдесят тысяч лет назад. Это ассоциируется с ростом интеллекта и сознания; вполне вероятно, что именно в это время формируются функции, необходимые не только для языка как такового (в частности, для синтаксиса), но и шире: многоэтапное планирование, цепочки логических операций, изобретение игр на основе конвенциональных правил, поиск закономерностей в наблюдаемых явлениях и музыка.

Как известно, не все ученые считают, что речь является «наследницей» звуковой коммуникации наших биологических предков — высших приматов. Есть сторонники жестовой теории происхождения языка, а согласно наиболее экзотическим точкам зрения, письмо возникло до устной речи. В этих гипотезах предполагается, что именно жест был основой первичной знаковой системы, который и был зарисован/«записан» для сохранения в долгосрочной внешней памяти — в частности, с предположительно ритуальными целями. Когнитивная база, развившаяся в жестовом языке и его «письменной» форме, и стала, согласно этой точке зрения, основой для звукового языка. В любом случае, сомневаться в том, что письменность и вообще знаковая грамотность сыграли ключевую роль в истории человечества, не приходится.

Древнейшие свидетельства использования зрительных символов относятся к периоду от двадцати пяти до шестидесяти тысяч лет до нашей эры, и это были изображения, исполненные охрой. Относительно недавно были обнаружены осколки скорлупы страусиных яиц возрастом около шестидесяти тысяч лет с нанесенными на них абстрактными иллюстрациями, что на данный момент является древнейшим примером использования символов. Другие из известных нам изображений датируются пятнадцатым — двенадцатым тысячелетиями до нашей эры, это геометрические фигуры, обозначающие фазы луны. После этого появляются скульптурные иероглифы-символы, которые к восьмому тысячелетию до нашей эры изготавливались из глины и уже составляли систему.

Эволюция первых символических систем свидетельствует о нарастающей потребности (и возможности) семиотического дублирования физического мира людьми. Это первые попытки человечества систематизировано обозначать объекты и абстракции, каталогизировать их и находить способы выражать отношения между объектами.

Чем дальше, тем больше люди стремятся отобразить в закодированном виде символьную информацию. Наряду с другими свидетельствами, именно зрительные изображения в самых примитивных формах позволяют нам говорить о древних людях как о существах семиотических, имевших целью увеличение памяти за счет выноса ее за пределы индивидуального мозга.

Следует отметить три основных когнитивных прорыва на этом пути: замещение трехмерных изображений, «скульптур-иероглифов» двумерными пиктограммами, а затем идеограммами; смена системы счета (появляются символы для более крупных величин, чем «1», — например, круг для «10») и, наконец, переход от мнемоники к собственно письму — логографическому, словесно-слоговому, силлабическому и алфавитам, восходящим к письму Финикии, Сирии и Палестины. Все это сложные системы знаков. Переход от этапа к этапу требовал от человека как вида огромных когнитивных затрат и долгого времени.

Нельзя не заметить, что эволюция этих видов когнитивной деятельности идет по пути все большего сворачивания, «конденсации» информации: трехмерные формы сворачиваются к двумерным изображениям, количества сворачиваются до более крупных, но более экономных разрядов. На все это ушло много тысячелетий. Наши дети вынуждены проходить этот путь за немногие годы, что очень трудно.

В этой связи перед нами встает очень важная когнитивная и даже экзистенциальная проблема: насколько новые навыки такого высокого ранга, как знаковая грамотность, меняют нас самих? Научившись выносить за пределы мозга свои знания, развивая эту способность, человек развивал и свой мозг. Очевидно, что, активно используя определенные отделы мозга, мы их изменяем, а значит, меняемся сами. Как правило, к лучшему (как мы привыкли считать). Однако подумаем, так ли безобидны новые технологии, входящие в жизнь наших детей? Вместо медленного и постепенного развития мелкой моторики и когнитивной компетентности, компьютерные обучающие программы, перескакивая через этапы, игнорируя психофизиологию развивающегося ребенка, нивелируя индивидуальность механическими тестами, ускоряют то, что ускорять нельзя. Даже тип организации материала в электронной среде — принципиально иной, нежели традиционная книга: как верно заметил У. Эко, в электронных текстах (особенно в гипертекстах) мы имеем дело со свитком, который можно читать в любом направлении, практически бесконечно. Это очень интересно, но представляет собой принципиально иную организацию ментального пространства, которое не может быть нейтральным для развивающегося мозга.

Для понимания функциональных возможностей ребенка в процессе воспитания и обучения значимо выявление возрастных и индивидуальных особенностей психофизиологических функций и механизмов, лежащих в основе деятельности.

Исследования нейрофизиологов и психологов ясно демонстрируют, что игнорирование психофизиологических аспектов адаптации ребенка к школе, учета индивидуальных различий, темперамента, зрелости мозга, характеристик внимания приводит не только к трудностям в обучении и следующим за этим неврозам, но к прямым нарушениям высших психических функций. Чрезмерная интенсификация, стрессовая тактика многих учителей, нерациональная организация самого процесса обучения приводят к тому, что огромное количество детей обнаруживают нарушение процессов чтения и письма.

Общепризнано, что шести- семилетний возраст отмечен как сенситивный период развития зрительной воспринимающей системы, играющей основную роль в восприятии текста, совершенствование которой продолжается на последующих этапах онтогенеза. Чтение как сознательно организованная целенаправленная деятельность зависит от уровня сформированности программирующего блока мозга — переднеассоциативных областей коры больших полушарий, морфологическое и функциональное созревание которых продолжается до двадцатилетнего возраста.

Функциональная организация системы, обеспечивающей реализацию процесса чтения, имеет динамический характер и определяется прежде всего возрастными особенностями созревания мозга в целом, а также совершенствованием процессов интеграции и специализации отдельных мозговых структур, развития психических процессов высокого уровня в целом.

Не все дети одинаково овладевают навыком чтения на уровне требований школьной программы и в установленные сроки. По данным НИИ возрастной физиологии РАО, более 40 % детей заканчивают начальную школу с трудностями обучения.

Для выявления детей с риском возникновения трудностей обучения необходимо проводить комплексное обследование в дошкольном возрасте с учетом особенностей раннего развития — устной речи, слухоречевой памяти, зрительного восприятия и ряда других невербальных психических функций, что позволит выявить факторы, определяющие возможные трудности освоения устной речи и чтения.

Зрительные функции, необходимые для успешного чтения и письма, весьма сложны. Подобно описанию элементарных языковых единиц — фонем, описаны и элементарные единицы зрительного опознания — линии, углы, кривые, дуги и т. д. Доказаны связи между предъявлением этих единиц зрения и активностью специфических клеток зрительной коры.

То есть, для того чтобы активизировались определенные участки коры, на сетчатку должен попасть весьма сложный узор из сочетаний этих элементов. Мало того, они должны быть адекватно расположены в пространстве и взаимосвязаны. Только тогда мозг сочтет это «текстом для чтения». Мозгу также приходится тратить много усилий на «нормализацию» сигнала, то есть на выявление релевантных признаков, игнорируя величину букв, почерк или шрифт, освещенность и т. п. — подобно аналогичным процедурам, необходимым при восприятии звучащей речи. Более того, мозг должен с большой скоростью сканировать мелкие и структурно сложные зрительные сигналы, не нарушая направления сканирования текста и не пропуская никакие значимые детали. Для этого процесса необходимы нужная скорость физиологических процессов, внимание и адекватная оперативная память.

Методы, которыми изучаются процессы письма и чтения, и их нарушения многочисленны (поведенческие методики, функциональное картирование мозга, фиксация движений глаз при чтении и т. д.), а научные парадигмы по-прежнему сводятся к традиционным для лингвистики и психологии бинарным оппозициям: то, с чем мы сталкиваемся в проблемных ситуациях, это — нарушения собственно лингвистических или более общих когнитивных процедур? Это нарушения высших когнитивных процессов или специфически зрительных? Это нарушения моторики (в случае письма)? Внимания? Кратковременной памяти? Это специфика индивидуальной организации мозга? Перед нами не полный список исследуемых вопросов и было бы ошибкой думать, что они имеют отношение только к патологии.

Результаты исследований дают нам сведения, которых иными средствами получить почти невозможно и которые описывают структуру самой языковой способности человека (патология показывает нам норму): организация ментального лексикона, универсальное и специфическое в языке и психике в целом. В свою очередь, из этого следуют рекомендации по организации обучения вообще и письму и чтению в частности.

Чтение, посредством которого дети получают большую часть информации, играет огромную роль в процессе усвоения знаний. Его значение все возрастает в условиях существующей системы образования, предполагающей развитие дифференциации и индивидуализации обучения и увеличение удельного веса самообразования школьников. В этих обстоятельствах особенно важно умение правильно использовать чтение как средство получения новых знаний. Это актуально при широком доступе к интернету и распространении компьютерных программ и баз данных разных направленностей и качества.

Проблема семиотического дублирования и письменности как его важнейшей части — это проблема культурной традиции человечества и его развития. Мы познаем мир так, как это может наш мозг — такой, каким он достался нам от природы и каким мы его сформировали. Без знаний об этом мы смутно видим не только будущее, но и прошлое.

Дети со специфическими языковыми расстройствами[8]

Исследование языковой способности детей с так называемыми специфическими языковыми расстройствами является одним из серьезных направлений экспериментальной лингвистики и ряда довольно отдаленных областей, в частности генетики. Такой интерес возник в связи с дискуссиями об организации ментального лексикона и в связи с накапливающимися немногочисленными, но чрезвычайно ценными данными о генетической аномалии, вызывающей нарушения языковой системы.

Серьезные и часто непримиримые и нарастающие дискуссии ведутся по вопросу о том, является ли языковая способность человека врожденной и нейрофизиологически отдельной от других когнитивных функций, а стало быть, о вероятности организации мозга по принципу модулярности, а также о манифестациях нейрофизиологических механизмов в языках разных типов (см., например, [Bichakjian et al., 2000; Deacon, 1997; Fodor, 2001; Jackendoff, 2002; Loritz, 2002; Paradis, 2001; и т. д.]).

Общеизвестно, что школа Хомского и Пинкера постулирует врожденность языковой способности, так называемого LAD — Language Acquisition Device. В отличие от этого, последователи Скиннера в психологии и коннекционисты в лингвистике считают главным фактором языкового поведения научение. Согласно бихевиоризму, как известно, ребенок — это tabula rasa, постепенно заполняемая разными схемами поведения, в том числе и вербального, согласно принципу «стимул — реакция».

В книге Foundations of Language. Brain, Meaning, Grammar, Evolution Джекендофф [Jackendoff, 2002] обсуждает идею ментальной грамматики, постулируя, по сути дела, идею врожденных знаний вообще: ментальная грамматика представляет собой набор неосознаваемых грамматических правил, равно как и правил, позволяющих формировать жизненный опыт в целом, а не только усваивать язык.

То есть все это — некое интуитивное, имплицитное знание, грамматика мышления вообще, являющаяся базой и для языка, и для невербального познания мира и конструирования картины, более или менее изоморфной окружающему человека и доступному ему миру. Споры о том, покрывает ли грамматика мышления и специфически языковые универсалии, не утихают. Ясно, конечно, что конструировать некоторую «объективную» картину мира могут и другие существа (иначе они не могли бы выжить), и в этом смысле у нас и у них есть некая грамматика мышления, базирующаяся на закрепленных в геноме механизмах, но, по всей видимости, все же разная и пригодная для описания своего мира.

Идея попытки построения некой универсальной грамматики приходила в голову многим и до Хомского, но именно он разрабатывает ее последовательно, тщательно и продуктивно. Генеративисты, в конечном счете, утверждают, что мозг — это биологический компьютер, функционирующий на основе виртуальных сетей с «картами», отражающими, вероятно, генетически закрепленные универсальные языковые правила, которые актуализируются с помощью конкретного национального языка, слышимого ребенком (см., например, [Pinker, 1991; Pinker, Bloom, 1990; Bloom, 2002]). Система эта подчиняется определенным принципам и параметрам, изложенным в ряде работ Хомского. Словарь, согласно этим теориям, формируется за счет научения, а синтаксис развивается в процессе созревания мозга, но на основе «врожденной грамматики с ее символическими правилами». В то же время коннекционисты в разных вариантах в итоге сводят все к так называемому единому механизму, когда основой всех языковых процедур является ассоциативная память.

Таким образом, мы сталкиваемся с оппозицией школ, сводимой к схеме детерминизм (= врожденность языка) против «хаоса» или идей научения на основе частотностей, прогноза и предсказуемости. По Пинкеру, эволюция сделала рывок, что привело к обретению мозгом способности к цифровому вычислению, использованию рекурсивных правил и ментальных репрезентаций и к созданию основы для мышления и языка в человеческом смысле. Далее языковая способность привела и к формированию арифметического кода как базы математики. В основе всего этого, утверждает известная часть научного сообщества, лежит мутация, приведшая к возникновению «гена языка», а стало быть, к выделению человека как вида [Crow, 2000; Andrew, 2002].

Отметим более или менее установленные основные положения.

Критический возраст усвоения языка детьми хотя и противоречиво датируется, но существует: «условия игры» таковы, что если вовремя не поместить ребенка в языковую среду, то развертывание и формирование необходимых алгоритмов не происходят. Пластичность мозга — в первую очередь именно для высших кортикальных функций и прежде всего для речи — ухудшается после семи лет. Причем, похоже, именно для высших кортикальных функций, прежде всего — для речи.

Все чаще отмечается роль мотивации, коммуникативной ситуации — желания быть понятым, то есть не только корковых структур мозга, но, например, лимбической системы. Значит, как минимум, дело не только в языковом модуле как таковом, но и в других системах — не специфически языковых, и притом общих у нас с другими высшими видами. Коммуникативная значимость настолько важна, что если виртуальная речевая сеть по каким-то причинам дефектна, то частично это может быть компенсировано за счет других ресурсов, в том числе паралингвистических: так мозг компенсирует функциональные или даже органические нарушения [Paradis, Gopnik, 1997].

Обсуждение усложняющихся вместе с техникой результатов мозгового картирования указывает на зависимость активации тех или иных мозговых структур не только от стимула как такового, но от довольно широкого контекста. Нарастает интерес к осмыслению и локализации переносных значений, метафор, аффективных ситуаций, влияющих на интерпретацию человеком конкретного языкового материала, — ситуаций, когда для успешности вербальных процессов недостаточно участия специфически языковых зон мозга.

И наконец, продолжает чрезвычайно активно разрабатываться одна из кардинальных для обсуждаемой темы проблем — организация ментального лексикона в связи с дихотомией «алгоритмы/извлечение из памяти» (Computation (parsing) vs. storage). Считается при этом, что пользование символическими правилами является процедурой более высокого ранга, и именно она специфически человеческая, а возможно и генетически закрепленная. Этот вопрос представляется, однако, далеко не ясным, так как процедуры установления аналогий сами могут являться правилами, только гораздо более сложными.

Эти проблемы изучаются на разных моделях и контингентах испытуемых. Однако особый интерес вызывают языковые возможности людей со специфическими речевыми нарушениями — SLI (Specific Language Impairment). Говорят также о генетических или семейных нарушениях языка GLI или FLI (Genetic (familial) Language Impairments, or Genetic Dysphasia) [Folia Phoniatrica et Logopaedica, Special Issue, Genetic Dysphasia, 1998; Clahsen, 1991; Leonard et al., 1992; Gopnik, 1994; Gopnik et al., 1996; Lely, 1997; Newmeyer, 1997]). Следует заметить, что SLI не обязательно имеют генетическую основу, хотя на это есть все больше указаний. В эту же область исследований попадают и такие чрезвычайно интересные объекты, как, например, синдром Уильямса, при котором весьма низкий интеллектуальный уровень пациентов находится в резком контрасте с высоким уровнем языковых процедур [Bellugi, Wang, Jernigan, 1994].

Несомненный интерес вызывают специализированные генетические исследования семей с часто встречающимися речевыми нарушениями. Так, например, в Великобритании очень тщательно лингвистически и генетически была изучена семья КЕ, в которой в четырех поколениях зафиксированы проблемы усвоения языка [Fisher et al., 1998]. Очень интересны исследования речевого развития различных типов близнецов [Bishop, North, Donlan, 1995; Ganger, Wexler, Soderstrom, 1998].

Итак, специфически языковыми считаются неприобретенные нарушения, характеризующиеся языковыми трудностями при отсутствии нарушений интеллекта, артикуляции, слуха и психоэмоциональной сферы. У таких людей отмечены фонологические, синтаксические и инфлекционные трудности, особенно для грамматических согласований субъекта и глагола, маркирования времени, числа существительных, сравнительных форм прилагательных.

В психолингвистических экспериментах люди с такими нарушениями демонстрируют необычные характеристики — например, отношение к морфемным границам при принятии лексических решений. Регулярная и нерегулярная морфология, которая, как принято считать, по-разному обрабатывается в норме, при таких нарушениях обрабатывается одинаково. Например, в норме частотность слов играет особую роль только для нерегулярной морфологии, тогда как люди с SLI демонстрируют эффект частотности как для регулярно, так и для нерегулярно изменяемых слов. Такие нарушения не зависят от модальности (устно или письменно предъявленное задание) и проявляются как при речепроизводстве, так и при понимании.

Многие исследователи говорят, таким образом, об иной организации ментального лексикона, подчеркивая, что при SLI нарушена характерная для нормы морфологическая репрезентация, проявляющаяся и в понимании, и в продукции инфлекционных морфологических операций, и заключая, что это нарушение сводится к неспособности создавать символические правила. При SLI мы видим пример того, как языковая деятельность человека при овладении и пользовании языком базируется не на имплицитных процедурах и выведенных алгоритмах (независимо от того, передались ли они генетически), а на эксплицитно сформулированных — иногда в буквальном смысле — правилах и декларативной памяти, когда слова, например, хранятся списками, а правила — в виртуальных, так сказать, учебниках. Метафорически формулируя, это можно описать как поведение, сходное с речевой деятельностью человека на неродном языке, которым он владеет не свободно. Человек делает простейшие ошибки и, исправляясь, эксплицирует процедуры, которые он при этом производит. И так человек может пользоваться родным языком — всю жизнь. При достаточной сноровке он даже правильно говорит, но с большим «внутренним» трудом, так и не овладевая способностью к созданию продуктивных алгоритмов.

Отмечаются у таких людей и нарушения других языковых уровней. Фонетического: монотонная речь, нарушение речевого ритма и неправильное членение звукового потока; нарушения просодики, ударения как в частотных, так и в незнакомых, но ясных с точки зрения правил данного языка словах; сложности произнесения многосложных слов (сокращение их за счет пропуска слогов); невозможность вывести продуктивное правило оглушения или озвончения и т. п. Синтаксического: грамматические процедуры как бы симулируются за счет памяти и эксплицитных правил, необычный порядок слов серьезно затрудняет для них анализ пассивных и иных сложных конструкций. Фактически невозможным является адекватное понимание переносных значений и метафор.

При таких нарушениях морфологические процедуры почти не производятся: в ментальном лексиконе слова хранятся целиком, списком, без осознания их структуры; неясную роль играет морфологическая прозрачность. (Стоит вспомнить, что мозговое картирование показывает распределение свойств и характеристик слов по различным зонам мозга, что не подтверждает идею списка по крайней мере для значительной части лексики.)

Специально был исследован вопрос, не семантические ли это нарушения. Проводился анализ понимания сюжетов, показавший, например, что нарушения в понимании маркеров времени вызваны чисто языковыми причинами.

Анализ грамматических возможностей таких людей проводился в экспериментах, исключающих возможные трудности артикуляции или восприятия, например, оценкой грамматичности предложенных письменно фраз или форм с целью проверки неосознаваемого знания грамматики. Проверялось и пользование грамматикой — способность менять число и видо-временные формы в реальных языковых единицах и квазисловах. В ряде работ мы находим попытки найти нейроанатомические корреляты генетических языковых нарушений; в частности, есть предварительные данные о кортикальной атрофии передних отделов мозга, корреляты генетических языковых нарушений пытаются связать с соотношением серого и белого вещества — по некоторым данным, серого вещества больше у детей с SLI [Kabani et al., 1997].

По мере взросления люди с такими нарушениями языка вырабатывают компенсаторные механизмы, основывающиеся на эксплицитных правилах, используемых обучающимися вторым языкам. Подобно этим последним, они делают ошибки в состоянии стресса или сильной усталости и никогда не достигают уровня, свойственного говорящим на родном языке; говорят гораздо медленнее (иногда в два раза), как бы отслеживают свою собственную речь, рефлексируют, с трудом понимают быструю речь.

Исследования специфических языковых нарушений проводятся на материале целого ряда языков — германских, французского, греческого, японского, финского [Niemi, Laine, Tuominen, 1994; Kehayia, 1997; Folia Phoniatrica et Logopaedica, 1998; Simonsen, Bjerkan, 1998]. Совершенно очевидно, что данные такого морфологически сложного языка, как русский, являются важным вкладом в изучение проблемы.

Наши исследования организации ментального лексикона на материале вербальной морфологии русского языка проводятся на нескольких категориях испытуемых — на взрослых носителях русского языка без нарушений языковых процедур (с квазиглаголами, сконструированными по модели реальных глаголов разных классов с учетом большого числа параметров, включающих частотности), на взрослых больных с афазиями, на взрослых носителях других языков, изучающих русский язык как иностранный, на детях без языковых аномалий и на детях со специфически языковыми расстройствами. Основной целью было выяснение того, как происходят такие процедуры в языке, где глагольные классы не сводятся к дефолтному классу правильных глаголов, процедуры с которыми, как предполагается, происходят по символическим правилам, и классу неправильных глаголов, для которых частотность является решающей и такого рода правила не используются вообще: русский язык имеет глагольную парадигму и много классов. Мы вводим понятие сложности парадигмы и иерархии классов.

Наши данные не дают оснований к подтверждению ни одного из двух основных подходов — ни коннекционистского, ни модулярного. Модулярный подход не подтверждается, поскольку фактор частотности играл существенную роль для всех групп наших испытуемых, более того, дети со специфически языковыми нарушениями обнаружили наиболее высокий процент использования дефолтных регулярных моделей, что находится в противоречии с модулярной гипотезой. Конкурирующая гипотеза также не получила достаточных доказательств, поскольку наши испытуемые опирались и на морфологические процедуры, которые в классических коннекционистских моделях отрицаются [Chernigovskaya, Gor, 2000, 2002; Gor, Chernigovskaya, 2001]. Это дает веские основания для разработки промежуточных моделей, а вопрос о специфических расстройствах языка остается еще менее ясным. В частности, остается открытым вопрос о том, являются ли такие нарушения просто замедлением скорости выработки языковых алгоритмов или механизмы для их выработки просто отсутствуют.

Ментальный лексикон при распаде языковой системы у больных с афазией: экспериментальное исследование глагольной морфологии[9]

Представляемое экспериментальное исследование впервые показывает особенности процедур обработки регулярной и нерегулярной вербальной морфологии у больных с афазией на материале специально разработанных тестов для русского языка. Проверяются основные гипотезы об организации ментального лексикона и механизмах, обеспечивающих морфологические процедуры. Результаты свидетельствуют о том, что формулирование гипотез об универсальных механизмах организации ментального лексикона преждевременно и требуется проведение межъязыковых исследований.

Введение

Проблема организации ментального лексикона стала одной из самых обсуждаемых проблем в психолингвистике конца XX и начала XXI века. В частности, дискуссии ведутся вокруг организации морфологических процедур, связанных с регулярным и нерегулярным словоизменением.

В литературе принято выделять два основных противостоящих друг другу подхода к данной проблеме: двусистемный [Marcus et al., 1992; 1995; Pinker, 1991; Pinker, Prince, 1988; 1994; Prasada, Pinker, 1993; Ullman, 1999] и односистемный подход — в коннекционистской его версии [MacWhinney, Leinbach, 1991; Plunkett, Marchman, 1991; 1993; 1996; Rumelhart, McClelland, 1986] или в сетевой [Bybee, 1985; 1988; 1995]. Основное различие между этими моделями состоит в том, как их сторонники рассматривают процессы обработки и усвоения регулярных и нерегулярных форм. Сторонники двусистемного подхода постулируют независимые механизмы порождения этих двух типов паттернов, согласно которым регулярные глаголы выводятся в соответствии с символическими правилами, а нерегулярные извлекаются из памяти целиком. Односистемный подход основан на идее единого механизма порождения форм и придает особый вес лексическим связям, фонологическому и семантическому сходству [Bybee, 1988; 1995; Plunkett, Marchman, 1991]. Сторонники односистемного подхода считают, что в мозгу, который является единой нейронной сетью, не существует символических правил и принципиальной разницы в обработке и хранении регулярных и нерегулярных форм, а поэтому все формы будут в равной степени подвержены влиянию фонологических и частотных факторов.

В основе споров между сторонниками этих двух главных гипотез лежит фундаментальное для современной когнитивной науки разграничение процессов, организованных по принципу подобия, и процессов, основанных на правилах [Hahn, Chater, 1998].

Результаты экспериментальных исследований в этой области, проводившихся изначально на материале глагольной морфологии германских языков (главным образом, английского), противоречивы и приводят данные в поддержку как одной, так и другой модели. Однако обсуждение проблемы перешло на кросс-лингвистический уровень, и данные исследований на базе языков с богатой морфологией (скандинавские языки [Ragnarsdottir et al., 1999; Blesses, 1998; Jensvoll, 2003; Veres, 2004], итальянский [Matcovich, 1998; Say, Clahsen, 2001], немецкий [Clahsen, 1999], французский [Meunier, Marslen-Wilson, 2000], испанский [Clahsen et al., 2002], польский [Reid, Marslen-Wilson, 2001; Dabrowska, 2004], русский [Gor, Chernigovskaya, 2003; 2005; Черниговская и др., 2008] приводят все больше аргументов в поддержку односистемного подхода или даже иной, третьей модели. В языках с богатой морфологией вообще сложно говорить о категориальном разграничении регулярной и нерегулярной обработки в силу большого разнообразия глагольных классов; кроме того, эксперименты на базе русского языка показали, что ни одна из предложенных теоретических моделей не может быть применена в том виде, в котором они были сформулированы, к языкам со сложной морфологической системой [Chernigovskaya, Gor, 2000; Gor, Chernigovskaya, 2001; 2005]. К. Гор на основании этих данных была предложена модель «правил и вероятностей» (Rules and Probabilities Model) [Gor, 2004].

В этом контексте данные, полученные в рамках той же научной парадигмы при исследовании больных с афатическими расстройствами, говорящих на русском языке, представляют бесспорный интерес, так как позволяют ввести в обсуждение новые оригинальные данные и, возможно, внести изменения в понимание природы взаимоотношений восприятия и порождения слова по частям и целиком, а значит, и в наши представления о структуре ментального лексикона.

1. История вопроса

Данные афазий используются в исследованиях различных уровней языка, в том числе и морфологии.

Афазия — это специфические нарушения речи, вызванные локальными поражениями определенных зон коры головного мозга: зоны Брока и зоны Вернике. Существуют разные классификации афазий. В упрощенном варианте предполагается выделение двух типов в зависимости от локализации повреждений:

1) афазия Брока, или моторная афазия;

2) афазия Вернике, или сенсорная афазия.

При моторной афазии в первую очередь страдает производство речи, тогда как восприятие остается сохранным. При сенсорной афазии способность к производству речи остается, а восприятие нарушается.

Поскольку в данном исследовании центральным вопросом являются особенности порождения глагольных форм, то большинство испытуемых были пациентами с моторной афазией. У таких больных наблюдаются аграмматизмы, которые выражаются в неспособности построения сложных высказываний и нарушениях морфологии.

В рамках дискуссии об организации ментального лексикона первыми афатический материал стали привлекать сторонники двусистемного подхода. М. Ульман и его коллеги [Ullman et al., 1997] обнаружили нейрофизиологические механизмы двойной отрицательной связи (double disassociation) в порождении форм прошедшего времени от регулярных и нерегулярных глаголов. В частности, они выявили, что люди с сенсорной афазией (или афазией Вернике, то есть с нарушением восприятия речи) лучше справлялись с порождением форм от регулярных глаголов, а с моторной афазией (или афазией Брока, то есть с нарушением порождения речи) — с формообразованием от нерегулярных глаголов. Они полагают, что это является свидетельством в пользу гипотезы, согласно которой регулярное и нерегулярное словоизменение обеспечивается двумя различными механизмами. Эти выводы подтверждаются и на большей выборке пациентов в более поздней статье М. Ульмана и его коллег [Ullman et al., 2005].

Схожее мнение высказывается У. Марслен-Уилсоном и Л. Тайлер [Marslen-Wilson, Tyler, 1998]. Они провели эксперимент, где пациенты с афазией должны были принимать лексическое решение, то есть определить, является ли целевое слово, предъявляемое на слух, реальным словом английского языка, которому предшествовало также произносимое вслух слово-прайм, или подсказка. Связи между стимулом и праймом были различны: семантически связанные имена существительные и имена прилагательные, а также регулярные и нерегулярные формы настоящего и прошедшего времени. Данные тестирования показали, что часть пациентов демонстрируют высокие результаты для нерегулярных глаголов и семантически связанных существительных и прилагательных, часть — для регулярных глаголов. По мнению авторов, это является свидетельством раздельности процессов обработки регулярной и нерегулярной морфологии.

Дополнительным свидетельством в пользу двусистемного подхода являются результаты, полученные М. Вайнрих с соавторами [Weinrich et al., 1999], исследовавших пациентов с моторной афазией, которых тренировали на порождение глагольных форм, а затем анализировали их устную и письменную речь, в которой содержались как глаголы из тренировочного материала, так и новые. Результаты показали, что после тренировки ошибок на спряжение глаголов стало статистически значимо меньше. Однако были обнаружены различия между письменной и устной речью. Пациенты отлично справлялись с порождением форм от регулярных глаголов как в устной, так и в письменной форме без тренировки, тогда как ошибок на нерегулярное словоизменение было на порядок больше в нетренированной письменной форме, чем в устной. Авторы утверждают, что это является свидетельством того, что нерегулярные глаголы хранятся отдельно, поскольку люди с афатическими нарушениями способны применять регулярное правило в глаголах, на порождение которых их не тренировали в обеих модальностях, в случае же нерегулярных глаголов такого не происходит.

Однако явление двойного разделения, то есть раздельного хранения регулярных и нерегулярных форм, может быть объяснено не только существованием двух различных механизмов.

Было предпринято несколько попыток объяснить этот феномен и в рамках коннекционистского подхода. Например, в статье К. Планкетта и С. Банделоу [Plunkett, Bandelow, 2006] использовалась унимодальная сеть для моделирования явления двойной отрицательной связи. Они установили, что случайное разрушение искусственной нейронной сети может использоваться для симуляции отрицательной связи. К примеру, такие разрушения могут приводить к утрате нерегулярного словоизменения (но не регулярного) или к утрате глагольного словоизменения целиком, но с сохранением именного словоизменения.

Также авторы выявили, что частота стимула влияет на порождение некоторых индивидуальных форм: высокочастотные существительные более сохранны, чем низкочастотные. Им же удалось смоделировать и явление двойной отрицательной связи. Таким образом, основываясь на этих данных, авторы полагают, что сетевой подход вполне конкурентоспособен.

Существуют и другие объяснения того факта, что пациенты с моторной афазией лучше справлялись с порождением форм от нерегулярных глаголов. В целой серии статей [Bird et al., 2003; Brabera et al., 2005; Lambon Ralph et al., 2005] выдвигается гипотеза о том, что данное явление может быть связано с фонологическим, а не морфологическим дефицитом: исчезновение регулярного словоизменения может быть классифицировано как фонологическое упрощение.

Однако в статье Я. Фарок-Шах и С. Томпсон [Faroqi-Shah, Thompson, 2004] утверждается, что помимо фонологического дефицита существует еще одно объяснение ошибкам на словоизменение в речи афатиков. По мнению этих исследователей, раз пациенты способны к порождению большого количества разных форм, у них нет трудностей с доступом к фонологическому уровню, а проблемы у них начинаются на диакритическом уровне, когда слову должны приписываться конкретные граммемы, например граммема прошедшего времени. Также они выявили зависимость между частотностью формы слова и количеством ошибок в словоизменении: значительная часть ошибок состоит в заменах низкочастотных форм слова на высокочастотные.

Другой подход к дефициту в нерегулярном глагольном словоизменении используется в работе К. Паттерсон и ее коллег [Patterson et al., 2001]. Авторы тестировали одиннадцать пациентов с семантическими нарушениями и выявили, что они способны порождать и распознавать регулярные и квазиформы прошедшего времени, но испытывают некоторые сложности с нерегулярными глаголами, связанные с частотностью стимула. На основании этого делается предположение, что существует связь между нарушениями нерегулярного словоизменения и нарушенной семантической компетенцией.

На материале норвежского языка исследовались пациенты с афатическими нарушениями и болезнью Альцгеймера [Simonsen, Lind, 2002; Simonsen et al., 2004]. Эти исследования показывают, что если у пациентов с афазией в первую очередь нарушен морфологический компонент, то у людей с болезнью Альцгеймера — семантический, что отражается и на характере ошибок в формообразовании.

Однако исследование каталоно-испанских билингвов с афазией Брока [De Diego-Balaguer et al., 2004] показало, что они хуже справлялись с формообразованием от нерегулярных глаголов, чем от регулярных в обоих языках. Данный факт противоречит результатам статьи [Ullman et al., 1997], которые трактовались в пользу двусистемного подхода.

2. Экспериментальное исследование

Основной задачей, которая стояла перед нами в настоящем исследовании, было выявление процессов генерализации в речевой деятельности больных с афазией и определение стандартного решения, то есть выбор наиболее «беспроигрышной» модели в случаях, когда глагол неизвестен испытуемым. Полученные данные сопоставляются с контрольной группой из двадцати двух здоровых взрослых носителей языка.

2.1. Испытуемые

В эксперименте принимали участие шесть пациентов (три мужчины и три женщины) с диагнозом афазия. Эксперимент проводился на базе Института мозга человека РАН. Использовалась классическая типология афазий, предложенная А. Р. Лурией [Лурия, 2002]. Демографические данные представлены в табл. 1. Данные нейропсихологического обследования пациентов (табл. 2) показывают, что у большинства из них зафиксирована средняя степень тяжести нарушений.