Где в нашем мозге «лежит» язык и как мы его учим?

Американские ученые не так давно продемонстрировали, что даже полиглотам, знающим больше 50 языков, общение на самом первом из них дается легче. Зато у приемных детей родной язык испаряется безо всякого следа. Автор исследования – Эвелина Федоренко, рожденная в СССР и возглавляющая самую передовую языковую лабораторию в Массачусетском технологическом институте. Она рассказала «Деталям», где в мозге находится язык, как его учат полиглоты и при чем здесь нейросети.

«Я попробую говорить с вами на русском, но многих профессиональных терминов я могу не знать, поэтому буду вставлять английские слова», – предупреждает Эвелина.

Она родилась в очень бедной волгоградской семье, училась в «английской» школе, в 15 лет впервые съездила в Штаты по обмену на год, а в 18 лет поступила на учебу в США. Так что в смысле языка успела буквально заскочить в последний вагон.

«Есть данные, что где-то на рубеже 12 и 18 лет человеку становится сложнее изучать языки, – объясняет она. – Но граница эта достаточно плавная. Есть те, кто учит язык с детства, всю жизнь живет в стране и все равно говорит с акцентом и использует неправильные конструкции. А другие начинают изучение во взрослом возрасте, а их речь звучит как у носителей языка».

Свою любовь к языкам Эвелина превратила в научную специализацию. Девушка решила заниматься нейронаукой, чтобы понять, как работает языковая система в человеческом мозге. Теперь она возглавляет собственную лабораторию в Массачусетском технологическом институте. Но это сейчас, а тогда, в начале 2000-х, ученые вообще не были уверены, что в нашей голове имеется отдельная область, отвечающая именно за язык.

«Существовала популярная теория, что у человека есть некие эволюционно новые части мозга, которые воспринимают вообще все иерархические абстрактные структуры: и в языке, и в музыке, и в математике. Мои исследования показали, что это не так, – рассказывает Федоренко. – А позднее благодаря людям с серьезными повреждениями отдельных областей мозга мы показали, что эти когнитивные функции не зависят друг от друга. Что человек может, например, не говорить и не понимать язык после инсульта, но выполнять сложные математические операции».

Где именно в мозге находится язык – вопрос более сложный. Понятно, что буквы из книги обрабатывает зрительная кора, а слова из песни слуховая. Но есть и некая общая языковая система, отвечающая за слова и их значения, которой уже совсем не важно, услышали вы что-то, или прочитали, или восприняли язык жестов глухих.

«Это своего рода система знаний, где хранятся понятия «стол», «собака». Мы обращаемся к ней, когда слушаем и говорим, читаем и пишем. В общем, запаковываем наши мысли в слова или распаковываем», – объясняет ученый.

Так вот, найти эту систему нелегко сразу по двум причинам. Во-первых, это не одна какая-то зона мозга, а несколько разных, иногда находящихся достаточно далеко друг от друга. Во-вторых, у разных людей все это не совпадает, потому что мозги у нас вообще разные по форме, размеру, расположению извилин.

Точно можно сказать, что у подавляющего большинства языковая система расположена в левом полушарии, и это не связано с тем, правша человек или левша. Зато если вы в каких-то случаях предпочитаете левую руку, а в каких-то – правую, то выше вероятность, что и языковая система у вас в обоих полушариях.

Как до всего этого добираются исследователи? Основных методов два. Во-первых, функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), позволяющая наблюдать в режиме реального времени активность разных участков мозга. Во-вторых, некоторым людям можно залезть непосредственно в мозги – тем, кому делали операции из-за эпилепсии или опухоли. Так что пациентам с разными мозговыми повреждениями современные нейронауки обязаны массой открытий.

Но Эвелина решила посмотреть в противоположную сторону и выяснить, не как работает язык в поврежденном мозге, а что происходит в головах у суперэффективных в языковом плане людей. У тех, кто знает десятки разных языков. Так в ее лаборатории начались исследования полиглотов.

«Надо было подготовить материалы для исследования, – рассказывает Федоренко. – Ведь, если на одном языке давать людям художественную книгу, а на другом – статью о финансах, это будет некорректным сравнением».

Сначала ученые пытались использовать Библию, благо это книга – рекордсмен по числу переводов на разные языки. Но потом решили взять что-нибудь более нейтральное и приняли на вооружение книгу, занимающую второе место по числу переводов – «Алису в Стране чудес». Так что теперь в лаборатории есть набор текстов и аудиозаписей одних и тех же фрагментов на 50 разных языках, включая, конечно, и иврит.

«Это все равно капля в море, в мире порядка 7 тысяч языков, – признает Федоренко, – но больше ни у кого из ученых нет».

Само исследование с полиглотами дало неожиданный результат. Оказалось, что знакомые языки вызывают более сильную реакцию мозга, чем незнакомые, за одним важным исключением. Родные языки провоцируют ощутимо меньшую мозговую активность. Получается, даже если вы знаете десятки языков, самый первый из них для вас все равно особенный. Вашему мозгу нужно меньше усилий, чтобы им пользоваться.

А как быть билингвами? У них, объясняет Эвелина, оба первых языка работают примерно одинаково. Но только если ими пользоваться.

«Есть исследования, проведенные во французской лаборатории, с приемными детьми, увезенными в очень раннем возрасте в другую языковую среду. Наши коллеги хотели узнать, остаются ли следы того первого языка, который ребенок слышал до трех лет. И выяснили, что ничего не остается», – рассказывает Федоренко.

В процессе разговора сама Эвелина начинает все чаще перескакивать на английский. Иногда даже прорывается легкий акцент. Русский, которым она сейчас почти не пользуется, оказывается совсем не легким в употреблении. Так что все эти выводы про силу первого языка справедливы только для тех, кто продолжает на нем писать и говорить.

«Я забываю слова. Они остаются в пассивном словарном запасе, то есть я все понимаю, но сказать не могу, – констатирует Эвелина. – Впрочем, при практике это возвращается. Вот сейчас говорю с вами, и русский возвращается потихоньку. Если вы приехали в новую среду уже подростком, утратить язык невозможно».

Начав изучать полиглотов, Эвелина надеялась получить и практические знания: как лучше всего учить языки. Но все это обернулось полным разочарованием.

«Выяснилось, что полиглоты очень разные и учат языки разными способами. Одни идут на рынки и начинают разговаривать с людьми. Мне, очень интровертивному человеку, сложно понять, как такое вообще возможно. А другие просто много часов сидят с книгами. Единственное, что объединяет их, – это то, что и те и другие посвящают этому занятию очень много времени, – объясняет исследовательница. – При таком подходе на освоение нового языка на хорошем уровне уходит два года».

Ученые пытались понять, существует ли какое-то языковое чутье, некий талант. Но и тут остались без ответа. Одни полиглоты рассказывали, что языки даются им легко. Другие, наоборот, говорили Эвелине: «Нет, все так же, как у всех, просто много времени провожу за учебой, отсюда и такие результаты».

Часть полиглотов изначально росли в многоязыковой среде в Индии или в Голландии. Так что тут у израильтян тоже весьма хорошие шансы. Ведь в Израиле каждый второй ребенок общается в школе и дома на разных языках. Но и другие люди прекрасно освоили много языков, несмотря на то что в детстве сталкивались только с одним.

Проблема в исследованиях людей в том, что они все очень разные. Нельзя уравнять их по всем параметрам, кроме тех, которые изучаешь. Но тут у науки появилась новая надежда – компьютерные языковые нейросети, которые могут стать идеальными подопытными.

«Мы не можем разрушить у человека несколько нейронов и посмотреть, что будет с его речью. Но мы можем ставить такие эксперименты на обученных нейросетях», – рассказывает Федоренко.

Подходящие для этого искусственные языковые системы появились лишь несколько лет назад. Зато теперь их довольном много, не только всем известный ChatGPT: «Оказалось, что выучить язык для алгоритма не так уж и сложно. Теперь мы учим нейросети осваивать язык так, как это делает человек».

Для этого надо совместить фМРТ мозга подопытного и программу. Обоим дают, скажем, тысячу предложений, и нейросеть учится предсказывать реакции человеческого мозга на новые фразы.

Все это не только даст ученым идеального подопытного кролика, но еще и позволит построить нейросети, более похожие на нас. А в перспективе, глядишь, появятся и программы для персонального, исключительно под вас подстроенного метода изучения языка.

А еще прямо сейчас проходит уникальный эксперимент, к которому Эвелина тоже немного причастна. Кембриджский нейробиолог Дениз Ватансевер решил выучить новый язык, полностью документируя биологию этого процесса. Он отправился в Китай, погрузился в новую языковую среду. При этом он сканирует свой мозг каждые три дня и каждые две-три недели делает функциональную проверку.

«Через полтора года, когда эксперимент закончится, у нас будет очень точное понимание, как меняется мозг при изучении нового языка», – обещает Эвелина.

Никита Аронов, «Детали». Фото: Caitlyn Cunningham √