Нейробиологи MIT подтвердили существование постоянной языковой сети в мозге — даже в тишине

Масштабное исследование, проведенное группой ученых из Массачусетского технологического института совместно с международными коллегами, предоставило убедительные доказательства того, что в головном мозге человека существует высокоспециализированная нейронная сеть, отвечающая исключительно за обработку языковой информации. Проанализировав почти две тысячи функциональных МРТ-снимков, полученных в ходе длительных сеансов, исследователи пришли к выводу, что эта система активна не только в моменты активной речи или слушания, но и в отсутствие какой-либо вербальной стимуляции. Открытие проливает свет на фундаментальные механизмы припоминания слов и их ментальной обработки, а также создает теоретическую базу для разработки новых методов восстановления речи у пациентов, перенесших инсульты или черепно-мозговые травмы.

Исторически связь между определенными церебральными структурами и речевыми функциями была установлена еще в девятнадцатом веке благодаря клиническим наблюдениям за пациентами, страдавшими афазией — состоянием, при котором утрачивается способность продуцировать или понимать речь. Тогда французский анатом Поль Брока и немецкий невролог Карл Вернике независимо друг от друга показали, что локальные поражения левого полушария, в частности зоны Брока и Вернике, приводят к избирательным речевым нарушениям, при этом общий уровень когнитивных способностей и интеллекта может оставаться полностью сохранным. Эти классические работы положили начало нейролингвистике, однако до недавнего времени оставался открытым вопрос: как организована языковая система в норме и проявляет ли она себя спонтанно.

В новой работе исследователи решили отойти от традиционной парадигмы, при которой языковые зоны выявляются исключительно в моменты выполнения вербальных заданий — чтения, проговаривания или восприятия речи на слух. Вместо этого авторы взяли за основу массив данных функциональной МРТ, включающий почти две тысячи сеансов сканирования сотни добровольцев, и отслеживали динамику гемодинамических реакций как индикатор нейрональной активности. Примененный ими метод позволил выделить стабильные сети взаимодействия между областями мозга, не навязывая априорных гипотез о том, какие участки должны быть вовлечены в переработку лингвистической информации.

Результат оказался поразительным: специализированная языковая нейросеть проявила себя с исключительной четкостью не только при выполнении речевых упражнений, но и в ситуациях, где речь была полностью исключена. Активность этих зон сохранялась в состоянии покоя, во время прослушивания музыки, при решении зрительно-пространственных головоломок или даже в момент полного расслабления. Это указывает на то, что языковая сеть является не ситуативной, а фундаментальной характеристикой архитектуры мозга, постоянно поддерживающей свою готовность и участвующей в процессах внутренней речи и имплицитной обработки слов. Подробное изложение этих результатов появилось на страницах авторитетного журнала Nature Communications.

Важным наблюдением стала индивидуальная вариативность архитектуры этой сети: у разных людей конфигурация и пространственное расположение языковых узлов различаются, однако внутри каждого отдельного индивида данная система демонстрирует высокую степень воспроизводимости и стабильности во времени. По словам ведущего автора работы Кори Шейна, сложность изучения языка заключается в его многогранности: этот феномен пронизывает практически все аспекты человеческого существования, и до сих пор в науке не существует единого мнения о том, что именно считать языком и представляет ли он собой нечто целостное. Именно поэтому в данном проекте ученые сознательно отказались от каких-либо предвзятых теоретических конструкций и обратились напрямую к данным, задав простой вопрос: что сама активность мозга может рассказать нам о том, как организована языковая функция. Полученный ответ подтверждает, что язык в мозге опирается на жестко закрепленную, автономно функционирующую нейробиологическую основу.