зона мозга отвечающая за чтение
Зона мозга отвечающая за чтение
• Графемы. Буква или комбинация из букв, которые обозначают один звук (фонему) в языке.
• Орфография (от греч.— «правописание»). Представление звуков в виде письменных или печатных символов.
• Фонемы (от греч.— «звуки»). Звуки, образующие отдельные слоги. Слово «кот» состоит из одного слога, в состав которого входят три фонемы: [к], [о], [т].
• Фонология. Изучает структуру звуков в составе слов. Для того чтобы проверить способность к пониманию звукового устройства речи, пациента можно спросить: «Сколько из этих слов состоят из двух слогов?» или «Какие из этих слов рифмуются друг с другом?».
• Извлечение (индексирование). Сопоставление слов, фраз и предложений с теми, что хранятся в памяти человека.
• Семантика (от греч.— «значение»). Смысл предложений и слов.
(А) Участки левого полушария, в которых во время чтения при проведении ПЭТ отмечается усиление кровотока.
(Б) Схема, на которой отображены пути, отвечающие за поступление (синий), обработку (зеленый) и выход (красный) информации во время чтения вслух.
ДЛПФК — дорсолатеральная префронтальная кора.
2. Что происходит при чтении (предположительная последовательность и процесс):
A. Зрительная обработка: Обработка зрительной информации происходит в полях 17, 18 и 19 обоих полушарий. Она включает анализ формы букв, распознавание букв, различение строчных и прописных букв, различение настоящих букв и случайных форм («ложные шрифты»). Далее информация от правой экстра-стриарной коры (поля 18 и 19) передается на левую сторону через большие щипцы валика мозолистого тела. Этот момент имеет важное клиническое значение (см. далее).
Б. Орфографическая (ортографическая) обработка: Под орфографической обработкой информации понимают определение того, представляет ли каждая последовательность букв в предложении настоящее слово или псевдослово (например, «слово» и «слуво»), В большей степени в этом процессе участвует медиальный участок поля 19 (V4).
B. Фонологическая сборка: Фонологическая обработка заключается в переводе графем в фонемы. За этот этап отвечают угловая извилина (поле 39) и средняя височная извилина (поле 21).
Г. Семантическое извлечение: Используя орфографические и фонологические «подсказки» текста, из памяти извлекается смысл отдельных слов и предложений. На этой поздней стадии становятся активными передняя часть зоны Брока (поле 45), поле 37 в задней части височной доли и поле 40 (надкраевая извилина) в нижней теменной дольке.
Д. Планирование речевых двигательных актов (фонологическое представление) в форме «внутренней речи» (субвокализация). Становятся активными поле Брока, близлежащие участки моторной и премоторной коры, добавочная моторная кора (медиальная часть поля 6), а также противоположное полушарие мозжечка. Еще большая активация этих участков мозга происходит во время чтения вслух.
В течение шагов А-Д становится активной латеральная префронтальная кора поля 46 и область вокруг него. Происходит также активация части поля 32 в левой передней поясной коре, которая задействована при всех когнитивных действиях, требующих повышенного внимания.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 23.11.2018
Зона мозга отвечающая за чтение
Согласно классическим представлениям, определенные языковые функции соотносятся с отдельными участками коры, при этом восприятие и воспроизводство речи представляют собой два разных акта. Эту концепцию и в настоящее время удобноприменять в условиях клиники; в честь ученых, которые впервые начали заниматься клиническим изучением языка, ее называют моделью Вернике-Лихтгейма-Гешвинда.
Несмотря на то, что и в настоящее время мы используем в своей работе некоторые компоненты этой модели, к настоящему времени стало понятно, что в основе человеческого языка лежат различные области коры головного мозга (а также подкорковые структуры). Восприятие и воспроизведение речи динамично связаны друг с другом, поэтому, по всей видимости, активность конкретной нейронной цепи определяет то, что происходит в настоящий момент (восприятие или воспроизведение).
а) Центр Брока. В 1861 г. французский патологоанатом Пьер Брока определил, что за «моторный» компонент речи отвечает нижняя лобная извилина левого полушария. Основная часть центра Брока расположена в покрышечной и треугольной частях нижней лобной извилины, которые соответствуют полям Бродмана 44 и 45. (Расположенные рядом поле Бродмана 47 и вентральная часть поля 6 также участвуют в реализации языковых функций.)
При повреждении центра Брока у больного развивается нарушение речи по типу экспрессивной афазии, однако (как будет понятно позднее) все нарушения языковой функции можно назвать экспрессивными. В настоящее время известно, что в пределах центра Брока имеются отдельные функциональные области. Одни из них (и их нейронные связи) отвечают за фонологию (организация и использование звуков в естественных языках), другие — за синтаксис (составление полноценных предложений из отдельных слов и фраз), третьи — за семантику (понимание смысла слов, фраз, предложений и даже более крупных единиц).
Помимо этого, центр Брока и его связи отвечают не только за язык, но и за другие когнитивные функции, например восприятие музыки или внимание. При некоторых условиях внимание человека к определенным компонентам речи увеличивается, при других (например, разговор на шумной вечеринке), напротив, снижается. Благодаря центру Брока человек также может усиливать акцент на определенных компонентах своей речи, делая ее более понятной собеседнику.
Центр Брока отдает волокна к участкам моторной коры, отвечающим за движения языка и мимической мускулатуры. Нейроны центра Брока также регулируют и фокусируют внимание, отвечают за речевое взаимодействие с собеседником (ожидание своей очереди в диалоге, выбор соответствующего тона и манеры речи). Для реализации последней функции центр Брока имеет связи с дорсолатеральной префронтальной (предлобной) корой, передней поясной извилиной, теменной корой. Для того чтобы получить доступ к определенным воспоминаниям (знания) с их фонологическими, синтаксическими и семантическими особенностями, необходимо также взаимодействие с височной и нижней теменной корой.
Учитывая тот факт, что центр Брока выполняет такие различные функции, иногда его называют областью Брока. Наличие у нее различных функциональных ролей, видимо, анатомически обусловлено ее разделением на отдельные части в переднезаднем и дорсовентральном направлениях.
Языковые области Брока и Вернике, дугообразный пучок.
б) Область Вернике. В конце XIX в. немецкий невролог Карл Вернике внес значительный вклад в понимание языковых процессов мозга. Он назвал заднюю часть поля 22 по Бродману в верхней височной извилине «чувствительной областью», которая отвечает за восприятие устной речи. У взрослых повреждения области Вернике приводят к развитию рецептивной афазии.
Верхнюю поверхность области Вернике называют височной площадкой (planum temporale), она расположена в верхней височной извилине, сразу за первичной слуховой корой (извилиной Гешля). Височная площадка отвечает за идентификацию и различение звуков речи в пространстве и времени (фонем; минимальная смыслоразличительная единица языка). Она также участвует в отборе слуховых сигналов, поступающих от левого или правого уха, а ее активность может меняться в зависимости от уровня слухового внимания (на его уровень может влиять и сама височная площадка). (У 65% правшей объем левой слуховой площадки больше, чем правой, однако эта разница не соотносится с тем, что у правшей более чем в 90% случаев за речь отвечает левое полушарие.)
Нарушения развития височной площадки часто встречают при шизофрении, что может играть определенную роль в возникновении слуховых галлюцинаций.
Область Вернике связана с областью Брока посредством ассоциативных волокон дугообразного пучка, который огибает задний конец латеральной борозды в составе подлежащего белого вещества. Методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) у человека были также обнаружены дополнительные связи языковых областей с участками коры лобной, височной, теменной и затылочной долей (благодаря методам трассировки можно подозревать о существовании таких путей и у обезьян). Они идут в составе крючковидного пучка, верхнего и нижнего продольного пучков и крайней капсулы.
Существование этих многочисленных связей привело к созданию концепции вентрального и дорсального языковых путей (аналогичных путям обработки зрительной информации). Дорсальный путь отвечает за связь слуха с двигательными функциями, а также за восприятие синтаксически сложных фраз; височная кора связана с зоной Брока (поле 44 по Бродману) и премоторной корой. Вентральный путь отвечает за понимание смысла звуковых сигналов и построение синтаксически сложных фраз; нижние участки лобной коры связаны с затылочной корой, а передние вентральные нижние участки лобной коры — с височной долей.
(А) Повреждение, затрагивающее область Брока.
(Б) Повреждение, затрагивающее область Вернике.
(В) Объем повреждения при кондуктивной афазии.
(Г) Объем повреждения при тотальной афазии.
в) Угловая извилина. Угловую извилину (поле 39) относят к области нижней теменной дольки. Левая угловая извилина получает проекции от нижней части поля 19 (языковая извилина), а отдает волокна к височной площадке. Часто угловую извилину рассматривают как часть области Вернике.
г) Роль правого полушария. Во время обычного разговора усиливается кровоток в верхних отделах височной коры и правого, и левого полушарий. Они отвечают за восприятие и понимание речи на лексическом уровне (словарный состав языка, или вокабуляр). Предполагают также, что правое полушарие может отвечать за мелодические аспекты речи, ее ритм, смысловые ударения и другие нюансы, которые обобщенно называют интонацией (просодия); интонация необходима для передачи эмоциональной и неэмоциональной информации. Нарушения этой сферы языка называют апросодиями; апросодии предложено классифицировать так же, как классифицируют афазии.
Под аффективной просодией понимают эмоциональную окраску речи (например, злоба, радость). Неаффективная просодия передает намерение или отражает цель высказывания (вопрос или утверждение). Апросодией называют состояние, при котором человек не способен понимать или использовать аффективные и неэффективные компоненты языка. Несмотря на то, что чаще всего апросодию встречают при повреждении коры правого полушария, она также может развиваться при повреждении левого полушария или подкорковых структур.
Восстановление речи, если оно вообще происходит, зависит от возраста пациента, а у взрослых пациентов — от степени повреждения. Имеются единичные сообщения о восстановлении почти нормальной речи у праворуких детей 7 лет или младше, которым по поводу тяжелой эпилепсии было произведено удаление левого полушария. Единственным объяснением таких феноменов служит лишь то, что языковые функции, в том числе речь, к моменту операции еще не были локализованы в конкретном полушарии. С помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) удалось обнаружить, что у некоторых взрослых пациентов с поврежденным в результате инсульта левым полушарием повышается активность определенных участков правого полушария, которые начинают выступать в качестве аналогов областей Вернике и Брока.
Однако значительное восстановление языковых функций возможно лишь в том случае, если левая височная площадка, которая через мозолистое тело передает нервные импульсы к правому полушарию, осталась относительно интактной.
Латеральная борозда раскрыта, показана верхняя поверхность височных долей.
д) Восприятие устной речи. На рисунке ниже показано изменение регионарного кровотока, регистрируемое при помощи ПЭТ, во время прослушивания слов («активное восприятие») и случайных последовательностей тонов («пассивное восприятие»). Как и следовало ожидать, простые последовательности тонов активируют первичную слуховую кору (с обеих сторон). Область Вернике слева также становится активной, вероятно, для того, чтобы отсеять эту невербальную информацию и не передавать ее для дальнейшей обработки. Поле 9 лобной доли, предположительно, является частью вышележащей надзорной системы.
Считают, что процесс активного восприятия слов происходит за счет связей, идущих от височной коры к нижней лобной коре, и наоборот. Слушание «начинается» в первичной слуховой коре, когда впервые происходит распознавание слов, которые отличаются от псевдослов своими акустическими свойствами. Область Вернике и прилежащие участки коры отвечают за интерпретацию синтаксиса и семантики, а передние отделы верхней височной извилины по мере построения синтаксически верной фразы извлекают информацию из того, к какой части речи или к какой категории относят то или иное слово. Затем эти сведения «передаются на рассмотрение» в нижние отделы лобной коры (центр Брока), где определяются грамматические отношения между отдельными фразами.
Область Брока отдает проекции обратно к передним участкам верхних отделов височной доли и к задней части верхней височной извилины. Предполагают, что эти связи обеспечивают определенный «вертикальный» контроль за грамматикой и семантикой. В зависимости от содержания поступающей информации могут активироваться и другие участки теменной или височной коры. Если для восприятия информации требуется концентрация внимания, происходит активация дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК) и передней поясной извилины. При восприятии звука собственного голоса становятся активными участки височной доли, отмеченные ранее.
Это необходимо для проведения мета-анализа (анализа post hoc) собственной речи, который позволяет нам отдавать себе отчет об оговорках и ошибках. У больных с так называемой афазией Вернике способность к мета-анализу речи отсутствует.
Несмотря на то, что мы до настоящего времени открываем для себя новые функции, которые выполняют различные участки коры больших полушарий, становится ясно, что современная нейробиология языка более не укладывается в рамки модели Вернике-Лихтгейма- Гешвинда.
Участки головного мозга, в которых усиливается кровоток при прослушивании (А) тонов и (Б) слов.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 23.11.2018
НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ ЧТЕНИЯ: КАК МЫ ЧИТАЛИ, ЧИТАЕМ И БУДЕМ ЧИТАТЬ
Благодаря достижениям науки мы неплохо изучили работу наших тел, и мы знаем, в какие зоны мозга приливает кровь, когда мы открываем книгу. Но начать эту историю следует не отсюда, а с далекого 1896 года от Рождества Христова.
Странная история Перси
1896 год. В Великобритании, в графстве Сассекс, местечке Сифорд, живет 14-летний мальчик Перси. Он второй ребенок из семи. Он воспитывается в семье интеллигентных родителей. Сообразительный, умный, он ни в чем не отстает от своих сверстников. Но есть одна проблема. Перси не умеет читать. Родители нанимают ему частных учителей, которые предпринимают самые невероятные попытки, чтобы заставить Перси прочесть хотя бы слово. Но все тщетно.
Отчаявшиеся родители обращаются к врачу общей практики по имени Уильям Прингл Морган. Мистер Морган обнаруживает, что Перси знает все буквы, может написать их и прочитать. Но прочесть больше слога он не в состоянии, а еще он так и не смог овладеть письмом. Вместо Percy он пишет Precy, English — Englis, Seashore — seasaw. И даже то, что он написал сам, прочитать он не в состоянии. При этом Перси отлично считает и записывает математические выражения.
Прингл Морган изумился уникальности этого случая и опубликовал в British Medical Journal статью с описанием заболевания Перси. Он назвал это странное нарушение «врожденная слепота к словам» (congenital word blindness) и предположил, что дело во врожденном нарушении работы мозга. Помочь Перси Прингл Морган был не в состоянии.
И даже в конце XX века вряд ли Перси смог бы получить врачебную помощь, но ему уже поставили бы диагноз «дислексия», нарушение способности к овладению навыком чтения. В основе дислексии лежат нейробиологические причины. Определённые зоны мозга у таких людей функционально менее активны, чем в норме. Структура мозговой ткани тоже имеет у лиц с дислексией отличия от нормы — например, у них обнаружены зоны пониженной плотности в задней части средней височной извилины слева.
Такой диагноз Перси могли бы поставить благодаря тому, что в начале века, во время Первой и Второй мировых войны в СССР жил и работал выдающийся ученый Александр Романович Лурия. Лурия оказывал врачебную помощь солдатам и заметил, что при повреждениях разных зон головного мозга у солдат возникали разные нарушения. Он предположил, что нельзя выделить какую-то конкретную зону мозга, которая отвечает за что-то одно и любой психический процесс является сложным, в нем задействовано сразу много зон.
МРТ позволяет заглянуть в мозг без того, чтобы вскрывать черепную коробку
Лурия стал основателем науки, которая изучает связь структуры и функционирования головного мозга с психическими процессами и поведением живых существ. Он назвал ее «нейропсихология». В современном мире наука занимается в основном изучением и реабилитацией больных с травмами головного мозга, но кроме этого, она изучает, как протекают разные процессы, в том числе интересующее нас чтение.
В наше время в арсенале нейропсихолога есть приемы и методы, которых не было раньше. Например, МРТ, которое позволяет заглянуть в мозг без того, чтобы вскрывать черепную коробку. С помощью МРТ можно отследить, в какую часть мозга приливает больше крови, и таким образом мы узнаем, какая часть мозга у нас активна, когда мы мечтаем, читаем или едим.
Вернемся в 1896 год, к мальчику Перси. Перси был совершенно здоровым ребенком, у которого, как мы понимаем, по сути проблем практически не было, кроме того, что он не мог научиться читать. С точки зрения эволюции можно сказать, что Перси был отличным представителем своего вида. Как мы можем с легкостью заметить, для приматов, к отряду которых принадлежит homo sapiens, не характерно чтение.
Человечество умеет читать и писать всего около 5000 лет. Наша способность к речи гораздо старше. В контексте эволюции это ничтожно малый срок, за который не могло сформироваться ни нового биологического вида, ни стабильной, передающейся из поколения в поколение и присутствующей у каждого человека мутации нового гена. Человеческому мозгу приходится идти на невероятные ухищрения, чтобы мы могли читать.
В акте чтения участвуют 17 областей мозга, причем не все из них одновременно!
Когда мы видим слово на странице, наш мозг сначала анализирует визуальную информацию, затем соединяет ее с тем, что мы знаем о слове («корова» выглядит вот так, значит вот это, звучит вот так). А затем — магия! Наш мозг в течении пары миллисекунд соединяет информацию, которую мы получили, с тем, что персонально мы знаем об этой информации, анализирует и сравнивает, и так мы можем делать собственные выводы о прочитанном и получать ассоциации. Чтобы совершать такие сложные операции, наш мозг вынужден импровизировать и использовать области, которые предназначены для распознавания устной речи, моторной координации и зрения. В акте чтения участвуют 17 областей мозга, причем не все из них одновременно!
Например, для того чтобы соотнести образ буквенного знака с его звучанием, мы используем теменно-затылочные отделы коры мозга в левом полушарии. Это та самая часть мозга, которая, например, помогает нам отличить лимон от ананаса, а табуретку от кошки. Из-за этого мы воспринимаем буквы как физические объекты. И, кстати, во многом поэтому, как пишет, например, психолингвист Марианна Вулф в книге «Пруст и кальмар», первыми видами письма были пиктограммы и иероглифы, а буквы современных алфавитов произошли от форм предметов и явлений материального мира. В букве С несложно узнать убывающую луну, а латинская S напоминает по форме змею.
Мозг воспринимает текст как ландшафт
Чтение не является в чистом виде «рецептивным» процессом. Прочитать книгу — значит не просто запомнить сюжет. Чтение также является продуктивным, производящим процессом, так как во время чтения мы проговариваем слова, которые читаем, и осмысляем то, что мы читаем. За осмысление отвечают лобные доли левого полушария мозга. Люди с травмами лобных долей не могут, например, создавать смысловые догадки, додумывать прочитанное и строить стратегию чтения. Все вместе это приводит к неправильному пониманию читаемого.
Интересно, что мозг воспринимает текст как ландшафт. Во время чтения возникает ментальная модель текста, в которой значение привязано к структуре, внешнему виду и даже к запахам и тактильным ощущениям. Многие из нас наверняка замечали, что, сидя на экзамене в университете и пытаясь судорожно припомнить цитату из учебника, мы вспоминаем не только сам текст, но и его место на странице, шрифт, которым он набран, и фактуру бумаги.
Кстати, с этим частично связан тот факт, что многие люди предпочитают бумажную книгу электронной — в бумажной проще «ориентироваться», ведь у нее есть обложка и оглавление, ее можно осязать и нюхать. А электронная книга часто создает у читателя ощущение, что его «телепортируют» бог весть куда, когда он нажимает на ссылку.
Второе пришествие Гутенберга
Первой серьезной революцией в мире книги стало изобретение книгопечатания. Станок немецкого мастера Гутенберга позволил чтению стать общедоступным. То, что было уделом избранных, внезапно стало массовым. Казалось, самый серьезный переворот в мире книги уже случился, и теперь мы можем только пожинать плоды и почивать на лаврах. Но, как оказалось, самое серьезное событие было еще впереди.
Настоящая революция в мире чтения происходит прямо сейчас, у нас на глазах. Ею стало появление доступных компьютеров и электронных текстов, расколовшее общество на сторонников «старой доброй книги» и тех, кто приветствует чтение с устройств.
Первые исследования того, как мозг воспринимает электронный текст, стали появляться еще в 80-х. До 1992 года все исследования показывали, что люди читают с экрана медленнее, чем с бумаги, и хуже понимают, о чем речь. Но в 1990-х ситуация начала меняться, и результаты предыдущих экспериментов стали жестко критиковаться.
Например, в 80-х исследователи утверждали, что люди читают с экрана на 20–30% медленнее, чем с бумаги. В начале 2000-х появились ученые, которые заявили, что этим результатам нельзя доверять, потому что в экспериментах были использованы экраны с разными разрешениями и разными размерами шрифта.
С точки зрения понимания содержания нет большой разницы между чтением с бумаги или с электронной книги
В 1985 г было объявлено, что люди хуже понимают текст, читая с экрана. В 2014 г университет Ставангера (Норвегия), провел эксперимент, участники которого, студенты примерно одного возраста, читали мистическую повесть с бумаги или с Kindle. Выяснилось, что нет никакой разницы между временем чтения, уровнем понимания текста и эмоциональной реакцией группы, которая читала бумажную книгу, и группы, которая использовала устройство. Впрочем, неудивительно, что люди с выработанной привычкой к чтению с экрана понимают текст не хуже, чем те, кто читает с бумаги.
Современные исследования показывают, что с точки зрения понимания содержания нет большой разницы между чтением с бумаги, с электронной книги или с устройства с обычным экраном. Исключение составляют пожилые люди — они читают гораздо быстрее, если предложить им планшет с высокой яркостью экрана.
На заре исследований чтения с экрана ученые использовали в том числе хорошо известный юзабилити-специалистам метод eye tracking (отслеживание движения глаз). Они ожидали, что если чтение с экрана сильно отличается от чтения с бумаги, то и движение глаз человека будет другим.
Во время чтения глаза совершают так называемые прыжки и остановки. Остановка длится примерно 250 миллисекунд, и во время нее мозг воспринимает слово. Во время остановки мы в состоянии воспринять только слово, которое находится в «визуальном поле чтения», в очень узком коридоре, на который направлен наш взгляд. Это поле может быть измерено в количестве символов.
В 1987 году было проведено исследование, которое показало, что при чтении с экрана происходит на 15% больше остановок, но в целом движение глаз такое же. А в 2006 г обнаружилось, что способ чтения с экрана резко изменился. Если в 1987 году люди читали линейно, то есть одно слово за другим, то теперь они стали пользоваться так называемым нелинейным чтением, или «F-паттерном». Это способ, которым люди обычно просматривают веб-страницу — они прочитывают заголовок или верхнюю линию, а дальше просто сканируют левую сторону текста, додумывая содержание правой. Это увеличивает скорость чтения, но ухудшает понимание текста.
Постоянное чтение с экрана влияет на тип чтения, которым мы пользуемся, когда читаем с бумаги. До появления электронных текстов мы читали линейно, и многим людям приходилось учиться скорочтению. А теперь ситуация поворачивается неожиданной стороной — люди разучиваются читать линейно. Некоторые психолингвисты даже рекомендуют заставлять себя читать линейно 30–40 минут в день, чтобы не потерять навык.
Интуитивной навигацией обладает книга, но не читалка
Основной проблемой для людей, читающих электронные тексты, становится навигация и невозможность применить к электронному тексту навыки манипуляции с текстом бумажным. Например, у бумажной книги можно загибать уголки или слюнявить странички, переворачивая их. Процесс общения с бумажной книгой во многом носит тактильный характер и активирует дополнительные зоны в мозгу. Устройства не могут передать ощущение переворачивающихся страниц, в них нельзя загнуть уголок. Ученые предполагают, что это влияет на чувство контроля происходящего, увеличивает стресс и ухудшает запоминание текста. Как бы мы ни говорили об интуитивной навигации, интуитивной навигацией обладает книга, но не читалка. Именно поэтому так важно, чтобы читалка имела номера страниц и прочие маленькие милые особенности, которые делают ее более похожей на бумажную книгу.
Гиганты электронной книжной индустрии, такие как Amazon и Kobo, активно исследуют изменения читательских привычек современного человека. Они выясняют, что лучше — свайп или скролл (спойлер: мозгу все равно) и мешает ли чтению добавление интерактивных ссылок в текст (очень мешает). И становится ясно, что с каждым годом мы все больше переносим свои сетевые привычки в материальный мир. Как бы мы ни любили запах бумаги, то, как мы читаем, определяет уже не печатная книга, а веб-страница. Конечно, книга не умрет, но она изменится так, чтобы нам было удобно ее читать.