Изучение Мозговой Организации Речи

Изучение мозгового обеспечения словоизменительной морфологии

В рамках этого направления исследований, посвященного изучению мозгового обеспечения словоизменительной морфологии (на примере образования личных форм глаголов), впервые на материале русского языка изучался вопрос о независимости мозговых механизмов регулярного/нерегулярного словоизменения. Так, довольно большая группа исследователей считает, что в процесс образования словоформ вовлекаются разные мозговые системы: регулярные формы подразумевают большее вовлечение исполнительных речевых областей (нижняя лобная извилина, поля Бродмана (ПБ) 45, 46, 47 или так называемая область Брока), связанных с применением процедуры или дефолтного правила, а нерегулярные глаголы ассоциируются с большим вовлечением областей мозга, ответственных за семантическую обработку. Можно сказать, что такое разделение соответствует представлениям о процедурно-декларативной организации памяти. Основная часть исследований в этой области проводится на материале глагольных форм. Согласно гипотезе о «двух системах», вовлекаемых в обеспечение процессов порождения регулярных и нерегулярных форм, при отнесении предъявленного слова к регулярному классу для генерации формы применяется дефолтное правило (например, в английском языке при образовании форм прошедшего времени регулярных глаголов к основе инфинитива добавляется –ed, в русском языке при образовании форм настоящего времени к основе инфинитива добавляется j и окончания (кидать – кида-j-у)). В случае генерации нерегулярных форм считается, что они хранятся в памяти целиком и извлекаются оттуда (например, go – went в английском или толочь – толку в русском). Тем самым в рамках такого подхода выделяется два относительно независимых функциональных «модуля» образования глаголов, которые обеспечиваются разными мозговыми системами. Существует и другая точка зрения, в соответствии с которой образование глаголов осуществляется в рамках единого мозгового механизма, а отмечаемые в литературе различия в наблюдаемых паттернах функциональной активности мозга при порождении регулярных и нерегулярных глаголов на самом деле обусловлены статистическими свойствами используемого стимульного материала (частотность, фонетическая сложность и т.д.), а не регулярностью глаголов как таковой.

С точки зрения мозгового обеспечения глагольной морфологии, описанные выше и конкурирующие между собой две теории достаточно определенно предсказывают поведение отдельных мозговых областей. В частности, если представление о модульной организации глагольной морфологии верно, то при генерации регулярных глаголов следует ожидать вовлечения области Брока. С другой стороны, если верны представления о «единой системе», то не следует ожидать вовлечения области Брока в процесс генерации нерегулярных глаголов. Таким образом, исследования, проводимые в рамках настоящего проекта, были направлены на экспериментальную проверку правдоподобности этих гипотез.

Проведение фМРТ исследования позволило установить большее вовлечение области Брока в процессы генерации нерегулярных глаголов (по сравнению с регулярными). Аналогичный эффект был продемонстрирован и для квазислов: квазиглаголы, образованные от нерегулярных глаголов, также характеризовались большим вовлечением области Брока. Принимая во внимание тот факт, что количество ошибочных генераций глаголов возрастало от регулярных к нерегулярным глаголам и, далее, от регулярных квазиглаголов к нерегулярным квазиглаголам, наблюдаемые изменения функциональной активности в области Брока были интерпретированы нами как отражение увеличения когнитивной нагрузки. При этом под когнитивной нагрузкой мы понимаем усилия, направляемые на отнесение предъявляемого слова к определенному глагольному классу, которые, в свою очередь, зависят от морфологических характеристик: например, частотность глагольного класса. Впоследствии нами было получено прямое доказательство такого возрастания путем расчета специального контраста фМРТ данных, моделирующего постепенное возрастание когнитивных усилий, затрачиваемых на порождение корректной формы глагола (при этом ошибочные пробы игнорировались). В результате расчета данного контраста была выявлена активность так называемой фронто-париетальной мозговой системы, которая, как известно, ответственна за процессы когнитивного контроля – мониторинга и управления действиями. В том числе, было показано, что функциональная активность в области Брока также линейно зависит от такого возрастания когнитивных усилий. Тем самым, полученные данные не подтверждают гипотезу о существовании двух независимых систем порождения регулярных и нерегулярных глаголов. Таким образом, многосторонний анализ данных фМРТ позволил установить ряд фактов, подтверждающих представления о том, что генерация регулярных и нерегулярных глаголов обеспечивается мозгом в рамках единой функциональной системы.

Для выявления особенностей функциональной активности, выявленной в фМРТ исследовании единой мозговой системы порождения глаголов, было проведено ЭЭГ исследование. Оказалось, что регулярные глаголы по сравнению нерегулярными характеризовались большим значением амплитуды так называемого компонента Р600 в лобных, центральных и теменных отведениях (600-850 мс с момента предъявления слов). Наиболее часто компонента P600 ассоциируется с процессами синтаксической и семантической обработки слов, что позволяет рассматривать данный компонент как показатель в том числе и исследуемых нами морфологических процессов. Одним из наиболее вероятных факторов, обуславливающих наблюдаемый ЭЭГ-феномен, может являться частотность глагольных классов, к которым принадлежали предъявляемые слова: «АЙ»-класс (по одноосновной системе Якобсона) является не только самым частотным, но и первым глагольным классом осваиваемым при усвоении языка (что, возможно, и обеспечивает его «дефолтность»). Кроме того, если считать, что дефолтность ассоциируется именно с морфологическими характеристиками глагольного класса, то становится понятным и снижение амплитуды P600, регистрируемое на этапе обработки нерегулярных глаголов. Однако это не является основанием считать, что работают две разные системы (P600 генерируется при нерегулярных глаголах, пусть и с меньшей амплитудой).

Полученные данные согласуются с результатами анализа зависимости функциональной интеграции области Брока от типа порождаемых глаголов. По результатам оценки контекст-зависимых изменений функционального взаимодействия мозговых областей было показано, что по сравнению с регулярными глаголами, порождение нерегулярных глаголов ассоциируется с усилением функциональной интеграции между областью Брока и правой средней лобной извилиной. Одной из функциональных специализаций этой области является удержание в памяти целей деятельности, что, очевидно, указывает на кроссмодальный, управляющий характер выявленных особенностей функциональных отношений.

Таким образом, совокупность экспериментальных данных, полученных в ходе реализации настоящего исследовательского проекта, впервые в мировой практике непротиворечиво свидетельствует в пользу того то, что теоретические представления о существовании двух относительно независимых механизмов порождения регулярных и нерегулярных глаголов не являются адекватными для описания мозговой организации глагольной морфологии. На материале русского языка показано, что порождение глаголов осуществляет в рамках единой функциональной мозговой системы.