Пруст и кальмар. Нейробиология чтения

Связав всю эту языковую и концептуальную информацию, вы создали собственные умозаключения и гипотезы, основанные на своих фоновых знаниях и роде занятий. Если эта совокупная информация все же не имеет для вас смысла, возможно, вам придется перечитать некоторые части, чтобы убедиться, что они соответствуют данному контексту. Затем, после того как вы соединили всю зрительную, концептуальную и языковую информацию со своими фоновыми знаниями и умозаключениями, вы пришли к пониманию того, что описал Пруст: восхитительный день из детства, который остался с вами навсегда благодаря божественному наслаждению – чтению!

Некоторые из вас, закончив читать отрывок из эссе Пруста, начали размышлять о чем-то, лежащем за пределами содержания текста. Но, прежде чем обратиться к этому философскому вопросу, давайте вернемся к биологическому аспекту и глубже рассмотрим поведенческий акт чтения. Все виды человеческого поведения состоят из множества расположенных один над другим слоев многообразной скрытой активности. Я попросила нейробиолога и художницу Кэтрин Студли из Оксфорда нарисовать пирамиду для иллюстрации, как эти различные уровни работают вместе, когда мы читаем отдельное слово (см. рис. 1.1). В верхнем слое пирамиды поверхностной деятельностью является чтение слова (скажем, bear – «медведь»); ниже располагается когнитивный уровень, составленный из всех упомянутых базовых процессов внимания, восприятия, концептуализации, языка и моторики, которые вы задействовали для чтения. Другими словами, все виды человеческого поведения основаны на разнообразных когнитивных процессах, базирующихся на стремительной интеграции информации от очень специфических нейронных структур, которые зависят от миллиардов нейронов, способных установить триллионы возможных связей, в значительной степени программируемых генами. Чтобы научиться работать согласованно с целью выполнения основных функций, нейронам нужны инструкции от генов относительно того, как формировать эффективные цепи, или пути, между нейронными структурами.

Рис. 1.1. Пирамида чтения

Эта пирамида работает как трехмерная карта для понимания, как осуществляется любая генетически запрограммированная способность, например зрение. Она тем не менее не объясняет, как можно применить все это к схеме (цепочке) чтения, потому что в нижнем слое нет генов, специфичных только для чтения. В отличие от своих составляющих, таких как зрение и речь, которые действительно генетически организованы, чтение не имеет непосредственной генетической программы, передающейся следующим поколениям. Таким образом, задействованные в этом процессе следующие четыре уровня должны учиться тому, как заново формировать необходимые пути каждый раз, когда чтением овладевает конкретный мозг. Это отчасти отличает чтение – и любое иное культурное изобретение – от других процессов, и объясняет, почему оно не приходит к детям так же естественно, как зрение или речь, которые запрограммированы заранее.

Тогда как же все это случилось в первый раз? Французский нейробиолог Станислас Деан рассказывает, что первые люди, которые изобрели письмо и работу с числами, могли делать это посредством того, что он назвал «нейронной переработкой» [14]. Например, в своей работе с приматами Деан показывает, что, если перед обезьяной поставить две тарелки бананов (на одной – два банана, а на другой – четыре), в задней коре мозга животного активируется некоторая область как раз перед тем, как обезьяна осознает разницу между тарелками и понимает, что в одной из них больше фруктов. Эта общая область мозга – один из отделов, который мы, люди, теперь используем для некоторых математических операций [15]. В том же ключе Деан и его коллеги доказывают, что способность узнавать слова при чтении использует эволюционно более древние цепочки (схемы), которые специализируются на опознании объектов [16]. Более того, точно так же, как способность наших предков с первого взгляда различать хищника и добычу превратилась во врожденную способность зрительной специализации, наше умение опознавать буквы и слова, возможно, включает в себя более глубоко встроенную способность, которая обеспечивает «специализацию внутри специализации» [17].

Если пойти дальше по пути Деана, может оказаться весьма вероятным, что умеющий читать мозг задействовал прежние нейронные пути, первоначально предназначенные не только для зрения, но и для связи зрения с концептуальными и языковыми функциями. Например, они могут обеспечивать связывание быстрого опознания формы с мгновенным выводом о том, что данный след означает опасность, а затем связать опознанный след хищника или врага с поиском слова. Следовательно, когда перед нашим мозгом стоит задача изобретения функций, подобных грамотности и умению считать, у него в распоряжении есть три оригинальных принципа действия: способность устанавливать новые связи между старыми структурами, способность формировать области поразительно точной специализации для узнавания моделей в массивах информации, а также способность учиться автоматически выбирать и связывать информацию из этих областей. Так или иначе, эти три принципа организации мозга – основание для всей эволюции и развития чтения, а также его расстройств.

Хитро организованные свойства зрительной системы – отличный пример того, как переработка уже существующих зрительных схем сделала возможным развитие чтения. Зрительные клетки обладают способностью становиться узкоспециальными и очень специфичными, а также создавать новые цепи между уже существующими структурами. Именно поэтому младенец появляется на свет с глазами, которые уже почти готовы функционировать и которые можно назвать исключительными образцами дизайна и точности. Вскоре после рождения ребенка каждый нейрон сетчатки глаза начинает соотноситься со специфическим набором клеток в затылочных долях мозга [18]. Из-за этой особенности строения нашей зрительной системы (она называется «ретинотопическая организация») каждая линия, диагональ, круг или арка, пойманные сетчаткой глаза, в мгновение ока активируют специфическую, специализированную локацию в затылочных долях (см. рис. 1.2).

Рис. 1.2. Зрительные системы

Это качество зрительной системы несколько отличается от того, почему наши кроманьонские предки могли идентифицировать животных на дальнем горизонте, почему многие из нас могут определить модель машины за четверть километра и почему многие наблюдатели за птицами могут заметить крачку, которую другие просто не увидят. Деан предполагает, что зрительные области в мозге наших предков, ответственные за распознавание объектов, использовались для дешифровки первых символов и букв письменного языка, приспосабливая свои встроенные системы распознавания. Критически важно, что сочетание нескольких врожденных способностей – адаптации, специализации и установления новых связей – позволило нашему мозгу проложить новые пути между зрительными областями и теми, которые обслуживают когнитивные и языковые процессы, необходимые для письменного языка.

Третий из используемых чтением принципов, способность нейронных цепочек становиться практически автоматическими [19], заключает в себе две другие. Именно это позволило вам пробежать глазами отрывок из текста Пруста и понять, что именно вы прочитали. Автоматизация происходит не мгновенно и не характерна для новичка – наблюдателя за птицами или читателя. Эти цепочки и пути создаются за счет сотен или, в случае некоторых детей с проблемами чтения, например с дислексией, тысяч соприкосновений с буквами и словами. Нейронные пути для распознавания букв, образцов букв и слов становятся автоматическими благодаря ретинотопической организации – способности узнавания объектов – и другому крайне важному свойству организации мозга: способности репрезентировать хорошо изученные модели информации в специализированных отделах. Когда цепочки клеток, ответственных за узнавание букв и образцов букв, научаются запускаться одновременно, они создают репрезентации зрительной информации, а такие репрезентации отыскиваются значительно быстрее [20].

Удивительно, что цепочки клеток, которые за долгий период времени научились работать вместе, создают репрезентации зрительной информации, даже если эта информация не находится у нас перед глазами [21]. В объяснившем многое эксперименте когнитивного психолога из Гарварда Стивена Косслина [22] взрослых читателей (в ходе исследования с помощью томографа) попросили закрыть глаза и представить себе конкретные буквы. Когда нужно было представить заглавные буквы, в мозге испытуемых реагировали дискретные области, ответственные за одну часть зрительного поля в зрительной коре, а строчные буквы активировали другие дискретные области. Таким образом, простое представление букв в уме приводит к активации конкретных нейронов в зрительной коре. В мозге опытного читателя, когда информация поступает через сетчатку, все физические свойства букв обрабатываются массивом специализированных нейронов, которые автоматически загружают информацию все глубже и глубже в другие области обработки в зрительной коре. Они представляют собой неотъемлемую часть автоматичности умеющего читать мозга, в котором все его репрезентации и фактически все его отдельные процессы (а не только зрительные) становятся молниеносными и не требующими усилий.

Ученым очень важно понять то, что происходит между первым знакомством с буквами и умелым чтением, поскольку это дает уникальную возможность наблюдать упорядоченное развитие одного из когнитивных процессов. Различные особенности, которые характеризуют зрительную систему (способность задействовать более старые генетически запрограммированные структуры, распознавание моделей, создание дискретных рабочих групп специализированных нейронов для конкретных репрезентаций и связей цепочек, обладающих большой многофункциональностью, а также достижение беглости посредством практики), одинаковы во всех остальных главных когнитивных и языковых системах, задействованных в чтении. Я остановлюсь на этом подробно далее, но сначала мне хотелось бы объяснить поразительную (и едва ли случайную) аналогию между тем, что происходит в мозге, и тем, что происходит в сокровенных мыслях каждого читателя.

Во многом подобно тому, как чтение отражает способность мозга выходить за рамки первоначального предназначения своих структур, оно также отражает способность читателя выходить за рамки того, что заложено в тексте автором. Когда системы мозга интегрировали всю зрительную, слуховую, семантическую, синтаксическую и выведенную путем умозаключений информацию из фрагмента эссе Пруста об одном дне в детстве, проведенном с любимой книгой, вы, читатель, автоматически начали связывать то, о чем писал Пруст, с собственным мышлением и собственным внутренним миром.

Конечно, я не могу описать, куда были направлены ваши мысли, но могу рассказать о своих. Поскольку я недавно побывала на выставке Моне и импрессионистов в Музее изящных искусств Бостона, я вдруг поняла, что сравниваю то, как Пруст написал об одном дне своего детства, с тем, как Моне создал «Впечатление. Восход солнца» [23]. И Пруст, и Моне использовали отдельные фрагменты информации, чтобы передать сложную композицию, которая производит гораздо более живое впечатление, чем совершенная копия. В этом отношении и художник, и писатель демонстрируют пример исполнения сокровенного наказа поэтессы Эмили Дикинсон: «Скажи всю правду, но не сразу. / Разумней путь избрать кружной» [6] [24].

Когда Эмили Дикинсон писала эти строки, она не рисовала в своем воображении нейронные схемы, а оказалась столь же проницательной психологически, сколь и поэтически. Используя «обходные пути», Пруст и Моне побуждают своих читателей и зрителей активно содействовать в конструировании образа и переживать его более непосредственно. Чтение в нейронном и интеллектуальном плане в равной степени обогащается непредсказуемыми обходными путями выводов и мыслей читателя и прямыми указаниями со стороны текста.

Это уникальное свойство чтения стало меня волновать, поскольку я задумываюсь о Google-вселенной моих детей. Начнет ли конструктивный компонент, лежащий в основе чтения, меняться и не грозит ли ему потенциальная атрофия по мере того, как мы переходим на электронное представление огромных массивов информации? Другими словами, когда на первый взгляд полная зрительная информация подается практически одновременно, как это происходит во множестве цифровых презентаций, достаточно ли остается времени и мотивации для ее дедуктивной, аналитической и критической обработки? Насколько отличается в таких условиях акт чтения? Возможно, базовые зрительные и языковые процессы идентичны, но будут ли сокращаться требующие времени, доказательные, аналитические и творческие аспекты восприятия, или информация с добавленным потенциалом из текста с гиперссылками будет способствовать развитию мышления детей? Сможем ли мы сохранить у детей конструктивный аспект чтения наряду с их все возрастающими способностями выполнять многочисленные задачи и интегрировать все увеличивающиеся массивы информации? Стоит ли нам начать разрабатывать специальные методики чтения текстов, представленных в разных модальностях [25], для того, чтобы дети гарантированно научились разным способам обработки информации?

Этими вопросами я отвлекаюсь от темы. Но ведь мы часто отвлекаемся, когда читаем. Ассоциативный аспект вовсе не плох, он – часть творческого свойства, лежащего в основе чтения. Сто пятьдесят лет назад Чарльз Дарвин увидел в созидании подобный принцип, в соответствии с которым «бесконечные» формы возникают из конечного количества правил: «Из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм» [7] [26]. Так же и с письменным языком. Биологически и интеллектуально чтение позволяет человеческому виду выйти «за рамки данной информации», чтобы создать бесконечное количество мыслей, самых прекрасных и самых изумительных [27]. Мы не должны утратить это важнейшее качество в настоящее время исторического перехода к новым формам овладения, обработки и осмысления информации.

Нет сомнения в том, что взаимоотношения между читателями и текстом различаются от культуры к культуре и в разные периоды истории. Тысячи жизней изменили свой ход или прервались из-за того, как именно читались священные тексты, например Библия, воспринимались они буквально или иносказательно на основе разных толкований. Сделанный Мартином Лютером перевод Библии с латыни на немецкий язык позволил обычным людям самостоятельно читать и интерпретировать эту книгу и значительно повлиял на историю религии. Некоторые историки считают, что на самом деле изменение взаимоотношений читателя с текстом с течением времени можно считать одним из признаков развития мышления [28].

Главной темой данной книги тем не менее будет скорее биологический и когнитивный, а не культурно-исторический подход [29]. В таком контексте творческие способности чтения сравнимы с фундаментальной пластичностью нейронных систем нашего мозга: и первое, и второе позволяет нам выходить за рамки конкретных условий изначально данного. Богатые ассоциации, выводы и озарения, возникающие в результате обладания этой способностью, позволяют нам (и даже поощряют нас!) выбираться за пределы конкретного содержания прочитанного и формировать новые мысли. В этом смысле чтение как отражает, так и вводит в действие способность мозга к когнитивному развитию.

В убедительном описании способности чтения возбуждать мышление Пруст выразил большую часть сказанного выше, правда, косвенным образом.

Мы очень хорошо чувствуем, что наша мудрость начинается там, где она кончается у автора, и хотели бы, чтобы он дал нам ответы, тогда как он только и может возбудить в нас желания. И эти желания он может пробудить в нас, только заставляя нас созерцать высшую красоту, которой он смог достичь предельным усилием своего искусства. Но по… закону… (который, возможно, означает, что мы ни от кого не можем получить истину и должны творить ее сами) то, что является последним словом их мудрости, предстает нам только как начало нашей собственной [30].

Понимание Прустом творческой природы чтения содержит в себе парадокс: цель чтения состоит в выходе за рамки идей автора в область мыслей все в большей мере автономных, трансформирующихся и в конечном итоге независимых от написанного текста. С первых, неуверенных попыток ребенка расшифровать буквы опыт чтения ценен не столько сам по себе, сколько в качестве лучшего средства к изменению сознания, а также – и буквально, и в переносном смысле – к измененному мозгу.

И наконец, биологические и интеллектуальные изменения, вызванные чтением, обеспечивают удивительно благодатную почву для исследования того, как мы думаем. Такое исследование требует множества научных подходов – с точки зрения лингвистики древних и современных языков, археологии, истории, литературы, образования, психологии и нейробиологии. Цель этой книги состоит в том, чтобы интегрировать перечисленные дисциплины для описания нового взгляда на три аспекта письменного языка: эволюцию читающего мозга (как человеческий мозг научился читать); его развитие (как юный мозг овладевает чтением и как чтение изменяет нас) и возможные варианты, когда мозг не может научиться читать.

Как мозг научился читать

Мы начнем наше путешествие в Шумере, Египте и на Крите, где в шумерской клинописи, египетских иероглифах и некоторых недавно обнаруженных протоалфавитных записях можно обнаружить все еще нераскрытые начала письменного языка. Каждый основной тип письма, изобретенный нашими предками, требовал от мозга чего-то нового, и этим можно объяснить, почему между самыми ранними известными системами письма и замечательным, практически совершенным алфавитом, созданным древними греками, прошло более 2000 лет. В основе алфавитного принципа лежит реализация глубокого понимания, что каждое слово устного языка состоит из конечной группы отдельных звуков, которые можно представить конечной группой отдельных букв. Когда со временем возник этот на первый взгляд бесхитростный принцип, он оказался революционным, так как создал возможность передать на письме каждое произносимое слово в каждом языке.

Одним из великих, в значительной степени сохраненных в тайне преданий в истории чтения является рассказ о том, почему Сократ направил все свои легендарные риторические навыки против греческого алфавита и овладения грамотностью. Верными и на сегодняшний день пророческими словами Сократ описал, что люди утратят из-за перехода от устной к письменной культуре. Протесты Сократа (и молчаливое возмущение Платона, когда он записывал каждое его слово) сегодня имеют особое значение, поскольку мы преодолеваем собственный переход от письменной культуры к культуре, которая все больше управляется зрительными образами и огромными потоками цифровой информации.

Как юный мозг учится читать и как мы меняемся на протяжении жизни

Несколько наводящих на размышления связей объединяют историю письма у человеческого вида и развитие чтения у ребенка. Первое: нам потребовалось примерно 2000 лет для осуществления когнитивного прорыва, необходимого, чтобы научиться читать с использованием алфавита, а сегодня детям приходится затратить примерно 2000 дней на то, чтобы проникнуть в суть печатного слова. Второе касается эволюционных и образовательных последствий того, что для овладения чтением приходится «реорганизовать» мозг. Если не существует особых генов, ответственных только за чтение, и нашему мозгу приходится связывать уже имеющиеся структуры зрения и языка для овладения новым навыком, то каждый ребенок в каждом поколении вынужден проделывать огромную работу. Когнитивный психолог Стивен Пинкер выразительно сказал об этом: «Наши дети оснащены проводкой для звуков, а буквы – это дополнительный аксессуар, который приходится навинчивать с усилием» [31]. Для овладения этим «неестественным» процессом детям нужна образовательная среда. Такая образовательная среда должна поддерживать отдельные части нейронных систем, которые необходимо соединить, чтобы мозг смог читать. Такой подход не согласуется с использующимися в настоящее время методами обучения, которые сосредотачиваются лишь на одном или двух основных компонентах чтения.

Понимание того, что развитие охватывает период с младенчества до ранней взрослости, влечет за собой необходимость знания всего многообразия составляющих частей нейронных систем в умеющем читать мозге и их становления. Собственно, образно говоря, это история двух детей – обоим из них предстоит овладеть многими сотнями слов, тысячами понятий и десятками тысяч слуховых и зрительных ощущений. Все это – исходный материал для развития основных компонентов чтения. Однако, в значительной степени из-за условий среды, один ребенок овладеет этими необходимыми элементами, а другой – нет. Потребности тысяч детей каждый день остаются неудовлетворенными, но в этом нет их вины.

Овладение умением читать начинается с того момента, когда ребенка в первый раз берут на руки и рассказывают ему историю. Оказывается, один из лучших показателей будущего умения читать – то, насколько часто ребенку рассказывали истории или читали книги в первые пять лет детства [32]. Классовая система, о которой теперь мало говорят, незримо разделяет наше общество. При этом те семьи, которые обеспечивают детям богатые возможности для развития устного и письменного языка, постепенно отделяются от тех, которые этого не делают или не могут делать. В одном известном исследовании было обнаружено, что ко времени детского сада некоторых детей из бедных в языковом плане семей от их более развитых в этом отношении сверстников уже отделяет пропасть в 32 миллиона слов [33]. Другими словами, в определенных условиях к пятилетнему возрасту ребенок из среднего класса слышит на 32 миллиона больше произнесенных слов, чем ребенок из более бедных слоев общества.

Дети, которые к моменту прихода в детский сад уже услышали и использовали тысячи слов, значение которых они уже поняли, классифицировали и сохранили в своем юном мозге, имеют преимущества в сфере образования. Дети, которым никогда не читали историй, которые никогда не слышали, как рифмуются слова, никогда не представляли себе битвы с драконами или королевские свадьбы, имеют не так много шансов в свою пользу [34].

Знание того, что предшествует чтению, может помочь изменить эту ситуацию. Благодаря замечательным новым технологиям теперь мы можем видеть, что происходит, если в ходе овладения чтением все идет как надо: ребенок переходит от декодирования слова, например cat («кошка»), к быстрому, внешне не требующему усилий постижению значения «животное из семейства кошачьих по имени Мефистофель». Мы различаем ряд предсказуемых фаз, которые человек проходит на жизненном пути, что показывает, насколько нейронные схемы и запросы мозга различаются у начинающего и опытного читателя, который ориентируется в сложных мирах «Моби Дика», «Войны и мира» и текстов по экономике. Наши растущие знания о том, как мозг с течением времени учится читать, могут помочь предсказать, исправить или предотвратить некоторые формы нежелательных расстройств чтения. Сегодня мы обладаем уже достаточными знаниями о компонентах чтения, поэтому еще в детском саду можем не только диагностировать почти каждого ребенка, у которого есть риск проявления проблем с обучением, но и научить большинство детей читать. Эти знания дают нам представление о том, какие достижения читающего мозга мы не хотим потерять как раз в тот момент, когда начинается цифровая эпоха, предъявляющая к нему новые и качественно иные требования.

Когда мозг не может научиться читать

Знания о нарушениях чтения придают этой осведомленности другой ракурс, и любой, кто заглянет в эту область, будет удивлен. С точки зрения науки знакомство с чтением ребенка с дислексией чем-то похоже на изучение молодого кальмара, который не может плавать быстро. Необычная организация мозга такого кальмара может рассказать нам многое о необходимых для плавания условиях и об уникальных качествах, которыми должен обладать этот кальмар, чтобы выжить, не умея плавать так, как это делают все остальные. Мы с коллегами используем множество инструментов, от называния букв до томографии, чтобы понять, почему так много детей с дислексией (включая моего старшего сына) испытывают трудности не только с чтением, но и с внешне простыми лингвистическими задачами, например не могут различить отдельные звуки или фонемы в словах или быстро вспомнить название цвета. Отслеживая активность мозга в тот момент, когда он производит подобные действия при нормальном развитии и при дислексии, мы создаем живые карты неврологического пейзажа.

На этом пейзаже ежедневно возникают сюрпризы. Последние достижения в исследованиях с помощью томографии начинают рисовать иную картину мозга человека с дислексией, и это может иметь значительные результаты для последующих исследований, особенно для поиска путей решения проблемы. Понимание таких возможностей может помочь нам осознать разницу между наличием большого количества будущих граждан, имеющих шанс внести свой вклад в общество, и большого количества тех, кто не сможет дать того, что могли бы в ином случае. Сопоставление того, что мы знаем о типичном развитии ребенка, с тем, что мы знаем о препятствиях в овладении чтением, способно содействовать восстановлению утраченного потенциала миллионов детей, многие из которых обладают преимуществами, способными изменить нашу жизнь.