Происхождение и формирование речи человека

Хорошо известно, что ни один ребёнок не научится говорить, если он не будет слышать речь окружающих его людей. С другой стороны, ни одно животное, включая ближайших биологических родственников человека - человекообразных обезьян, не в состоянии овладеть полноценной человеческой речью, как бы ни старались им в этом помочь сами люди. Из этого сопоставления следует вопрос: чем обусловлена врождённая способность человека к овладению речью и на каком этапе эволюции она появилась?

Один из создателей модели речевой деятельности Норман Гешвинд указывал на то, что у человека левое полушарие в среднем на 1 куб. см больше, чем правое, а это значит, что в левом полушарии содержится гораздо больше нейронов. Эта разница хорошо выявляется и при сравнении величины planum temporale (зона Вернике) в двух полушариях: эта область оказалась большей слева примерно у 70% взрослых людей, но и у плодов обнаружены сходные различия, что указывает на врождённое, т.е. генетически запрограммированное происхождение асимметрии мозга (Рис. 18.5).

Исследование эндокраниальных отпечатков, т.е. слепков внутренней стороны ископаемых черепов, где отпечатываются главные извилины и борозды мозга, позволило обнаружить его асимметрию у неандертальцев, живших 30-50 тысяч лет назад: у них, как и у современных людей, языковая область височной доли была больше слева. Есть сведения и о том, что похожая асимметрия появилась ещё раньше, у представителей Homo erectus, обитавших на Земле 300-500 тысяч лет назад.

Конечно нельзя не отметить, что и у шимпанзе, пусть и в меньших размерах, тоже обнаруживается морфологическая асимметрия мозга, и даже у певчих птиц она есть, но различия мозга человека и шимпанзе отнюдь не сводятся к одной лишь степени асимметрии. Мозг человека существенно больше по объёму, а значит содержит большее количество нейронов, причём это эволюционное прибавление не распределяется равномерно по всем отделам мозга, а происходит преимущественно за счёт его ассоциативных областей. Кроме того, в мозгу человека происходит качественное изменение связей между корой и подкорковыми структурами. Всё это и делает мозг человека уникальным в его способности овладения речью, а также другими когнитивными функциями.

Многие лингвисты полагают что предпосылки к появлению языка возникли очень давно, возможно около 500 000 лет назад, когда в связи с прямохождением освободились руки и появилась возможность использовать их для коммуникационной системы жестов. Одновременно использовались голосовые коммуникации, ведущие своё происхождение от инстинктивных восклицаний, сопровождавших различные эмоциональные состояния: радость, отчаяние, сексуальное возбуждение. Анатомические изменения строения челюстей и голосового аппарата, дали возможность производить различные тоны и звуки, а затем контролировать их и различными способами комбинировать. Развитие голосовых коммуникаций позволило освободить руки от необходимости жестикулировать, хотя и у современного человека несомненно существует корреляция между произнесением слов и деятельностью рук, что особенного выразительно проявляется при выработке навыков письма.

Из перечисленных предпосылок около 100 000 тысяч лет назад в Африке появился первый или базовый язык, из которого в дальнейшем сформировались все известные человеческие языки. В 1968 году американский лингвист Ноэм Хомский (Chomsky N.) обосновал т.н. преформистскую теорию развития речи. Исходя из сходства структуры существующих языков, он стал рассматривать их как варианты общей базовой модели. Независимо от того, какой язык является для человека родным, овладение им, по мнению Хомского, происходит на основе универсальной грамматики - генетически установленной системы правил, заключённой в речевых структурах мозга. Любой ребёнок постоянно сравнивает услышанную от окружающих речь с этими правилами, овладевая таким образом родным языком.

У всех маленьких детей, независимо от их принадлежности к той или иной культуре, развитие речи происходит в одинаковой последовательности. Все они постепенно переходят от несвязного и неясного лепета к отчётливому произнесению односложных, а затем двусложных звуков, их комбинациям и мало-помалу овладевают, на основе имплицитной памяти, синтаксисом. Индивидуальные темпы развития могут, конечно же, отличаться, однако средние темпы овладения речью вполне сопоставимы у всех детей, к какой бы языковой культуре они не относились.

Существует критический возрастной период в течение которого возможно усвоение языка: он длится от третьего года жизни до наступления пубертатного периода (пубертатный или подростковый возраст начинается у девочек в 12 лет, а у мальчиков - в 13). После вхождения в пубертатный возраст возможность выучить второй язык стремительно уменьшается и подростки усваивают его не быстрее и не лучше, чем взрослые люди 30-40 лет, а потому и не овладевают естественным произношением. Предполагают, что критический возраст соответствует процессу окончательного созревания мозга.

Латерализация функций

Каждый здоровый человек, решивший позагорать на речном берегу, легко определяет даже с закрытыми глазами, на какую часть его тела совершает посадку какое-нибудь назойливое насекомое. Если, например, он почувствует касание лапок на своей правой руке, то немедленно отмахнётся ею или прогонит непрошеного визитёра своей левой рукой. Обратим внимание на то, что сенсорная информация от тактильных или от болевых рецепторов кожи правой руки поступит для обработки в соответствующий участок левой постцентральной извилины благодаря перекрёсту проводящих путей. Движение этой руки произойдёт по команде, поступившей от моторной коры противоположного, левого полушария. Точно так же сенсорная и моторная деятельность левой половины тела регулируется правым полушарием. Симметрия обнаруживается и в том, что при односторонних повреждениях мозга нарушается чувствительность противоположной половины тела, и там же развивается паралич или парез - разные степени нарушения деятельности мышц.

При поражении левого полушария будет нарушена сенсорная и моторная функция справа, а при поражении правого полушария - слева. Но при поражении левого полушария у большинства людей нарушается ещё и речь, тогда как при поражениях правого полушария это случается очень редко: здесь симметрия уступает место асимметрии. Когда Поль Брока заявил, что "мы говорим с помощью левого полушария", многие вспомнили о существовании правшей и левшей, а поскольку у большинства людей, примерно у 90%, ведущей рукой является правая, а управляется она, как известно, левым полушарием; так почему бы ему не доминировать над правым и в управлении речью? А после открытия Вернике, после многих наблюдений клиницистов представление о "говорящем" левом полушарии и безмолвном правом легко укрепилось в сознании как большинства врачей, так и прочих смертных.

Правда долгое время оставалась непонятной и даже парадоксальной роль мозолистого тела - массивного пучка из примерно 200 миллионов нервных волокон, соединяющих оба полушария. Попытки исследовать его функцию посредством изучения последствий перерезки не приносили успеха: у подопытных животных не обнаруживалось никаких специфических проявлений в ответ на такое вмешательство. С другой стороны, было известно, что эпилептический приступ, начавшийся в одном полушарии, благодаря волокнам мозолистого тела вовлекает в этот процесс и другое. В 1940 году Уоррен Мак-Каллох (Mc Culloch W.) саркастически заметил по этому поводу: "единственная важная задача мозолистого тела состоит в том, чтобы помогать эпилептическому приступу переходить с одной стороны мозга на другую."

Таким образом, к середине ХХ века сложилось представление о том, что наряду с симметричным устройством мозга, существует и асимметричное представительство некоторых функций, выражающееся в преобладании одной руки, ноги, глаза, уха и полушария - по крайней мере в осуществлении важнейшей для человека речевой функции. И в то же время оставалось неясным: почему способные управляться со своими проблемами поодиночке полушария соединены таким большим количеством нервных волокон?

Расщеплённый мозг

В начале 50-х годов ХХ века исследованием роли мозолистого тела стал заниматься Роджер Сперри (Sperry R.), ставший Нобелевским лауреатом в 1981 году. Объектом исследования были кошки, подвергнутые комиссуротомии, т.е. хирургической перерезке мозолистого тела. Сперри полагал, что ключ к пониманию феномена расщеплённого таким способом мозга может быть найден при использовании способа, позволяющего информировать и тестировать каждое полушарие в отдельности. Как известно, зрительная информация от каждого глаза может попадать в оба полушария, поскольку в зрительном перекрёсте волокна от внутренней (носовой) половины сетчатки переходят на противоположную сторону, а волокна от наружной (височной) половины не перекрещиваются. Поэтому Сперри, наряду с комиссуротомией, дополнительно перерезал перекрещивающиеся волокна зрительных нервов, а один глаз кошки прикрывал во время опытов щитком (Рис. 18.6). При таких условиях зрительная информация могла поступать только в одно полушарие: от левого глаза - в левое, а от правого - в правое.

Такие кошки, нисколько не хуже интактных животных, научились различать предъявляемые им круг и квадрат и нажимать педаль, когда им показывали круг: за это действие они получали лакомство. Было установлено, что каждое полушарие способно так же легко научиться решать простые задачи, как и два полушария, работающих вместе. Но, если щиток переносили на другой глаз, обучение приходилось начинать сначала, поскольку всем приобретённым опытом могло пользоваться только обученное полушарие. Такого не было у кошек, которым перерезали только зрительный перекрёст, но сохраняли мозолистое тело, благодаря которому полушария могли делиться получаемой информацией. Так стало понятным, что функция мозолистого тела состоит в обмене информации между полушариями.

Последующие опыты, выполненные на обезьянах, показали, что после комиссуротомии не только зрительный, но и тактильный опыт (например, умение различать шероховатую и гладкую поверхности) приобретает только одно противоположное полушарие (конечно, в таком эксперименте была исключена возможность видеть ощупываемый предмет). Окончательным выводом стало заключение об удивительной двойственности мозга и использовании мозолистого тела для транспорта информации.

В начале 60-х годов нейрохирурги Фогель и Богин (Vogel P.J., Bogen J.E.) решились на проведение комиссуротомии у больных, страдающих тяжёлыми формами эпилепсии. Хирургическое лечение оказалось эффективным, и лишь в первые недели после операции у пациентов бывали рассогласованные действия рук: одной рукой, например, больной застёгивал пуговицу, а другой пытался её расстегнуть. Выздоравливающих пациентов взялись исследовать Сперри и Газзанига (Gazzaniga M.S.), создав для этого специальную батарею тестов, предусматривающих введение информации в каждое полушарие отдельно с последующей оценкой деятельности левого и правого полушария.

Большая часть исследований была проведена с помощью тахистоскопии, позволявшей предоставлять разную информацию для левого и правого полушария. Сидящему лицом к экрану пациенту предлагали смотреть в точку фиксации, находившуюся посредине экрана, а затем на левую и правую половины экрана одновременно проецировали изображения различных легко узнаваемых предметов (ключ, кольцо, ножницы, карандаш, вилка, яблоко и т.п.) или слова, обозначавшие названия этих предметов (Рис. 18.7). Изображение сохранялось на протяжении короткого временного промежутка - 0,1 с, а произвольная смена точки фиксации занимает, как известно, около 0,2 с. Поэтому испытуемые не успевали переводить взгляд и воспринимали стимулы из левой половины зрительного поля только правым полушарием, а из правой половины - левым. Кроме этого, им предлагали правой или левой рукой на ощупь выбирать из нескольких предметов один, причём все эти предметы были отгорожены от испытуемого непрозрачной ширмой.

Если в правом поле зрения появлялось изображение какого-либо предмета или обозначающее его слово, то испытуемый мог этот предмет назвать, предъявленное слово - прочитать, а затем на ощупь выбрать среди нескольких именно этот предмет правой рукой; он был способен назвать предмет, который ему давали в правую руку. Всё это означало, что левое полушарие справлялось с поставленной задачей точно так же, как и нерасщеплённый мозг. Если изображение предмета возникало в левом зрительном поле, то испытуемый был в состоянии выбрать показанный предмет левой рукой, но не мог его назвать, как и не мог прочитать слово или назвать цифры, проецируемые в левое поле (чаще всего пациент говорил, что ничего не видел или наугад называл какое-нибудь слово). Люди с сохранённым мозолистым телом при подобных исследованиях могут называть предметы и читать демонстрируемые им слова независимо от того, в каком поле зрения они появляются, поскольку их полушария через мозолистое тело обмениваются информацией. На основании ранних тахистоскопических исследований был сделан вывод о том, что каждое полушарие способно действовать независимо, а разница между ними состоит в том, что одно из них, левое, обеспечивает владение речью, тогда как другое, правое, этого сделать не может.

На первом этапе возможности тахистоскопических исследований были серьёзно ограничены необходимостью показывать стимулы в течение лишь очень короткого времени - 0,1 с (поскольку при более длительной экспозиции испытуемые переводили глаза и могли благодаря этому получать предъявляемую информацию в оба полушария). В 1975 году этот временной барьер был преодолён с помощью т.н. Z-линзы, сконструированной Зайделем (Zaidel E.). Эта линза преломляла световые лучи так, что они попадали лишь на наружную (височную) сторону сетчатки, а следовательно вся зрительная информация без перекрёста поступала только в одно полушарие. Благодаря Z-линзе появилась возможность увеличить время экспозиции стимулов, что, в свою очередь, позволило выполнить ряд важных экспериментов, уточнивших и расширивших представления о деятельности каждого из полушарий мозга.

Удалось, например, выяснить, что правое полушарие может понимать относительно простые слова. Если, например, испытуемому показывали для обработки в правом полушарии слово D-O-G (собака) или A-P-P-L-E (яблоко), то после этого он правильно выбирал из предъявленных предметов игрушечную собачку или яблоко. Значительно хуже оказались возможности правого полушария в понимании глаголов, однако ни в лучшем, ни в худшем варианте само слово не произносилось, а потому был сделан вывод о способности правого полушария перерабатывать простую входящую лингвистическую информацию и об отсутствии способности этого полушария обеспечивать языковый выход. Однако в некоторых видах деятельности, например, в формировании пространственного ощущения (см. главу 10) правое полушарие действовало эффективнее, чем левое. Следовательно, правое полушарие нельзя было считать лишь копией левого минус речевая деятельность.