Люди занялись разработкой системы письма и чтения лишь пару тысяч лет назад. Мы умеем произносить буквы, чем и отличаемся от животных. Но 2000 лет – слишком маленький срок для мозга человека, чтобы развить новые области, предназначенные для чтения текстов.
Чтобы объяснить появление этого навыка, ченые выдвинули гипотезу о том, что зоны мозга, изначально применяемые для иных целей, были «преобразованы» для чтения. Они считают, что часть зрительной системы, которая распознает объекты, получила способность различать буквы и слова. Об итогах нового научного эксперимента поговорим далее.
Новое исследование
Исследование нейробиологов технологического института Массачусетса представило подтверждения этой гипотезы. Полученные сведения говорят о том, что даже у приматов, не умеющих читать, зона мозга, называемая нижневисочной (IT) корой, способна различать слова или выделять указанные буквы из слов.
«Это изыскание открыло потенциальную связь между нашим пониманием нейронных систем обработки изображений и важным поведением приматов - чтением», - заявляет Джеймс ДиКарло, глава отдела когнитивных наук технологического института Массачусетса и старший автор эксперимента.
Идентификация слов
Чтение – это замысловатый процесс, который требует анализа слов, выявления их значения и связывания букв с подходящим им звуком. Говорят, что эти функции находятся в разных частях мозга человека.
Изыскания функциональной резонансно-магнитной томографии (фМРТ) обнаружили область, именуемую зоной визуальной словоформы (VWFA), которая активизируется при обработке мозгом написанного слова. Эта область принимает участие в орфографической стадии: она отличает слова от беспорядочных цепочек букв или слов из неведомых алфавитов. VWFA расположена в зоне зрительной коры, отвечающей за распознавание объектов.
Ученые обратили внимание на исследование нейронных систем, пребывающих в основе идентификации слов, после того как когнитивные психологи во Франции завили, что бабуины могут обучиться различать слова и буквы (результаты эксперимента опубликованы в журнале Science в 2012 году).
Выдвинули гипотезу, что если зоны мозга приматов умеют обрабатывать текст, то можно найти закономерности, отражающие это в нейронной активности, когда животные просто смотрят на буквы.
Чтобы проанализировать эту идею, изыскатели записали активность 500 нейронных зон ИТ-коры макак, когда приматы просмотрели 2000 строк, состоящих из английских слов и отдельных букв.
«Результативность этой технологии состоит в том, что животных не нужно чему-либо обучать, - говорит ученый Раджалингем. - Вы просто записываете модели активности нейронов, когда примату показываете картинку».
Затем исследователи загрузили нейронные сведения в компьютерную модель, именуемую линейным классификатором. Она была примерно на 70% точна в идентификации слов, что очень похоже на скорость, о которой сообщалось в эксперименте Science в 2012 г. с бабуинами.
Рециклинг нейронов
Исследователи также зарегистрировали активность нейронов в иной зоне мозга, которая отправляется в IT-кору V4, представляющую собой часть зрительной коры. Они выяснили, что эта область особенно подходит для перепрофилирования навыков, требуемых для чтения. В итоге подтвердилась гипотеза о том, что некоторые механизмы чтения построены на высокоразвитых системах распознавания объектов.
Теперь исследователи планируют обучать приматов выполнять задачи по орфографии и измерять, как изменяется их нейронная активность по мере их выполнения.