24 марта 2008, 13:35 Наука Размер текста А А А

Речь не лезет в голову обезьяны

Найдено ключевое отличие речевого аппарата человека от приматов

Пётр Смирнов Обезьяны могут всё понимать, но сказать ничего не смогут. Как выяснили учёные, им не хватает пропускной способности канала, связывающего «думающие» и «говорящие» участки мозга. У человека этот нервный пучок гораздо совершеннее.

Надежная связь играла важную роль не только в современной истории, но и в эволюции. Ведь природа не захватывает старое, а всегда создает и развивает что-то новое. Так, хорошее развитие проводящих путей, идущих от речевого центра, предопределило способность человека говорить, что частично обеспечило его доминирование в природе.

Ученые нашли ключевые отличия проводящих путей мозга, обеспечивающие способность человечества общаться. И хотя они не торопятся делать выводы, что обезьяны никогда не заговорят, нет сомнений, что именно эти пучки белого вещества подарили нам такие уникальные возможности.

Работа нейрофизиологов из университетов Эмори и Оксфорда, принятая к публикации в Nature Neuroscience, выходит спустя меньше месяца после публикации шотландских зоологов, продемонстрировавших способность солнечнохвостых мартышек мона (Cercopithecus mona) к общению связными предложениями. Если бы шотландцы знали о закономерности, обнаруженной их американскими и британскими коллегами, то наверняка подвергли бы своих нигерийских питомцев исследованиям, о которых будет сказано ниже.

Межполушарная ассиметрия и речь Способность к речи, анализу, детализированию, абстракции обеспечивается левым полушарием мозга. Оно работает последовательно, выстраивая цепочки, алгоритмы, оперируя с фактом, деталью, символом, знаком, отвечает за абстрактно-логический компонент в мышлении.

Правое полушарие способно воспринимать информацию в целом, работать сразу по многим каналам и, в условиях недостатка информации, восстанавливать целое по его частям. С работой правого полушария принято соотносить творческие возможности, интуицию, этику, способность к адаптации. Правое полушарие обеспечивает восприятие реальности во всей полноте многообразия и сложности, в целом со всеми его составными элементами.

Ряд исследований показал, что имеются различия функций полушарий мозга в цветоощущении: полушария головного мозга асимметричны в восприятии и обозначении цветов.

Правое обеспечивает словесное кодирование основных цветов с помощью простых высокочастотных названий (синий, красный). Здесь характерны минимальные латентные периоды названия и точное соответствие названий физическим характеристикам основных цветов. В целом правое полушарие ответственно за формирование жестких связей между предметом и цветом, цветом и словом, словом и сложным цветным образом предметного мира.

Левое полушарие обеспечивает словесное кодирование цветов с помощью относительно редких в языке, специальных и предметно соотнесенных названий. При угнетении левого полушария из лексикона исчезают такие названия цветов, как оранжевый, терракотовый, вишневый, цвет морской волны.

В речемыслительной деятельности комплементарность проявляется в том, что каждое полушарие формирует свои принципы организации речи:

1. правое полушарие формирует целостность смыслового содержания, обеспечивает эмпирическое и образное (метафорическое) мышление, создает ассоциации на основе наглядно-чувственных представлений о предмете; левое полушарие обеспечивает теоретическое мышление, грамматическое оформление высказывания и характеристику свойств предметов.
2. формирование структуры лексикона человека происходит за счет суммации разных слоев лексики: правое полушарие опирается на образное отображение предметного мира, левое — на слова-концепты.

Речевой центр, располагающийся в височных долях коры больших полушарий, связан с лобными долями с помощью дугообразного нервного пучка (arcuate fasciculus), состоящего из отростков нейронов. Случаи нарушения и потери речи при перерезке, разрывах и прочих повреждениях этого тракта позволили ученым судить о его роли в общении с помощью слов.

Тем не менее, сравнительных данных о наличии и строении этого пучка нервов у других животных, в том числе приматов, было недостаточно. Именно поэтому Джеймс Риллинг и его коллеги решили применить недавно изобретенный метод диффузной (диффузно-взвешенной) магнитно-резонансной томографии для уточнения строения и функции этой области у макак (Macaca mulatta), человека и наших ближайших родственников среди приматов — шимпанзе.

close 100%

//Wikimedia

Диффузно-тензорная визуализация один из методов магнитно-резонансной визуализации, позволяющий измерять ограниченную диффузию воды в тканях. Основное применение этого метода – визуализация белого вещества нервной системы, где таким образом можно определить локализацию, направление и однородность путей. Архитектура аксонов в параллельных пучках и их гидрофобная миелиновая оболочка обеспечивает диффузию молекул воды в основном по направлению отростка. Такая «ориентированная» диффузия называется анизотропной диффузией.

Таким способом можно оценить как минимум шесть направлений – векторов, отсюда и название метода. Направление кодируется цветом, как и в случае с исследуемым в работе пучком: поперечно направленные волокна – красные, в передне-заднем направлении – зеленые, снизу вверх или сверху вниз – синие. Степень анизотропии отображается яркостью каждого воксела.

Этот метод используется и для трактографирования – выяснения «откуда и куда» идут нервные отростки, поскольку ДТВ позволяет проследить аксон на всем его протяжении от вставочного нейрона в головном мозге до моторного в спинном и от последнего к мышце или другому органу.

Частный случай этого метода — диффузно-тензорная визуализация, разработанная для изображения диффузии и распространения воды в тканях, стала настоящим кладом для неврологов. За счет изолированности отростков нейронов от окружающей нервной ткани с его помощью можно прослеживать отдельные пучки, координаты их начала и конца в нервной системе, но что самое главное — делать всё это в условиях in vivo (в живом организме), не нарушая целостности и жизненных функций ткани.

Правда, авторам упомянутой выше работы пришлось пожертвовать преимуществом работы на целом организме. Они признались, что для лучшей детализации небольшого мозга четырех обезьянок (по две каждого вида) лучше проводить посмертные исследования. Изображения arcuate fasciculus у 10 людей-добровольцев получали без вскрытия черепной коробки.

Ученые обнаружили принципиальные отличия в строении этого пучка у людей от макак и шимпанзе.

close 100%

Дорсальная (находящаяся на спинной стороне) часть пучка у людей (a), идущая в передне-заднем направлении, изображена зеленым цветом; она переходит в голубую в месте входа в височную долю. У шимпанзе (b) на изгибе пучка в месте указанного перехода в него «вкрапляются» красные (медиолатерально-направленные). У макак © содержание «красных» путей значительно больше, и распределение нервных путей мало напоминает таковое у человека или шимпанзе. То есть только у людей есть непрерывный путь, существование которого подтверждается при диффузной тензорной визуализации. //Nature Neuroscience

Правда, если отличия проводящих путей макак не вызывали сомнений, то «вкрапления красного» (см. рисунок) у шимпанзе могли и не мешать целостности пучка. Дополнительные исследования вторичной диффузии и направления волокон подтвердили гипотезу ученых, показав принципиальные отличия в строении arcuate fasciculus у человека и обезьян. Вместе с тем, нейрофизиологам пришлось признать, что у шимпанзе эта область лучше развита по сравнению с макаками.

Ученые считают, что в эволюции человека это отличие сыграло очень важную роль.

Надежная «широкополосная» связь между корой лобной доли, отвечающей за высшую нервную деятельность, и левой височной областью, отвечающей за речь, постоянно развивалась. Возможно, именно она предопределила расхождение ветвей шимпанзе и современного человека, не говоря уже о более примитивных обезьянах. Развитие проводящих путей сочеталось и с непропорциональным увеличением и самого «речевого центра», и связанного с ним в лобной доле участка.

Именно поэтому макаки, да и другие обезьяны вряд ли заговорят в ближайшем будущем, хотя точно на этот вопрос можно было бы ответить, имея на руках данные о строении «каналов связи» большего числа видов. Учёные продолжают работу.