Исследовательница из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Валерия Виноградов совместно с британскими коллегами исследовала, как уровень владения языком связан с работой мозга у глухих и слышащих взрослых. Оказалось, что чем лучше человек владеет языком, неважно жестовым или звучащим, тем активнее и слаженнее работает мозговая сеть, отвечающая за выполнение неязыковых задач. Статья с результатами работы опубликована в Cerebral Cortex.
Связь языка и сложных мыслительных процессов давно обсуждается в психологии и нейронауке. Она важна не только для понимания речи, но и для более общих мыслительных процессов: планирования, удержания правил в уме, переключения между задачами. Интересно, что это относится как к устной речи, так и к жестовому языку.
Так, дети глухих родителей, использующих жестовый язык, обычно осваивают его на том же уровне и примерно в те же сроки, что слышащие дети осваивают звучащий язык. Но большинство глухих детей рождаются у слышащих родителей и часто не получают достаточного доступа к языковому материалу — в важные периоды развития, даже если используют современные слуховые протезы. Задержка языкового развития позже отражается и на исполнительных функциях, то есть способности планировать, контролировать свои действия и держать цель в голове. Ряд исследований показывает, что это связано с доступом к языку в детстве, а не с глухотой как таковой.
Международная команда психологов и нейробиологов при участии Центра языка и мозга НИУ ВШЭ изучили, как текущий уровень владения языком у глухих взрослых связан с работой крупных мозговых сетей, которые участвуют в выполнении сложных задач. Ученые впервые применили дизайн исследования, позволяющий проверить роль языкового опыта вне зависимости от вида языка — жестовый он или звучащий.
В исследовании участвовали 24 человека с врожденной или ранней глухотой и 20 слышащих взрослых. Группы были сопоставимы по возрасту, полу, невербальному интеллекту и зрительно-пространственной памяти. Глухие участники заметно различались по языковому опыту: кто-то считал родным звучащий английский, кто-то британский жестовый язык, кто-то использовал дома со слышащими родственниками «домашние жесты». Многие владели несколькими языками, как жестовыми, так и звучащим.
Чтобы получить общую оценку языковой компетентности, не зависящую от модальности, участникам предлагали задания на оценку грамматичности предложений на английском языке и на британском жестовом языке. Из двух результатов брали более высокий и использовали его как показатель общего уровня владения языком.
Во время сбора данных функциональной МРТ участники выполнили два эксперимента на исполнительные функции: на рабочую память и на планирование. В каждом эксперименте было два условия: задача на исполнительную функцию и контрольная задача, задействующая аналогичный визуальный ряд, но не требующая такой же когнитивной нагрузки. В задаче на рабочую память нужно было запоминать расположение объектов на экране, в задаче на планирование — мысленно просчитывать последовательность действий в компьютерном варианте классической задачи «Башня Лондона», психологической методике, направленной на исследование процессов планирования.
Исследователи сосредоточились на двух крупных сетях мозга. Первая называется нейронная сеть целевой активности. Это набор лобных и теменных областей, которые особенно активно включаются, когда человек решает сложную задачу. Вторая — сеть пассивного режима работы мозга. Её зоны, наоборот, обычно снижают активность, когда внимание направлено на конкретное задание, и работают активнее, когда человек отдыхает и ни на чём специально не сосредоточен. Активность этих сетей связана противоположным образом: когда одна усиливается, другая, как правило, подавляется. Для обеих сетей оценивали, насколько сильно они активируются в каждой группе, а также их функциональную связность — то есть насколько согласованно работают отдельные зоны внутри сети.
По точности выполнения заданий глухие и слышащие участники не отличались: обе группы чаще ошибались в задачах на когнитивные функции, чем в контрольных задачах на визуальное восприятие. Глухие отвечали в целом медленнее, но устойчивой связи между уровнем владения языком и скорости выполнения в основных задачах на рабочую память и планирование авторы не нашли.
На уровне мозговой активности обе группы продемонстрировали общие паттерны. Как и ожидалось, в сети целевой активности активация была выше при выполнении задания на рабочую память. В сети пассивного режима работы мозга активность, напротив, сильнее снижалась в этой задаче по сравнению с контрольной. Однако у слышащих степень снижения активности сети пассивного режима работы мозга заметно отличалась между основной и контрольной задачами, а у глухих эта разница не была статистически значимой.
Основной исследовательский вопрос — о связи языка и когнитивных процессов – был исследован именно в группе глухих участников, так как вариативность в уровне владения языком в этой группе выше и позволяет обнаружить эффекты, которые в популяциях с более ровным уровнем владения языком могут быть не так очевидны. В группе глухих участников с более высоким уровнем владения языком в задаче на рабочую память наблюдались более высокая активность и функциональная связность сети целевой активности. Иначе говоря, у глухих взрослых с более развитым языком мозговые сети, поддерживающие рабочую память, включались интенсивнее и работали более скоординировано. Для сети пассивного режима работы мозга, а также для контрольных задач и эксперимента на планирование такой связи не обнаружили.
Наши результаты показывают, что язык и социальное взаимодействие играют важную роль в формировании когнитивных функций. Язык помогает удерживать в голове сложные правила и цели, а также контролировать собственные действия. Различия в уровне владения языком, возникшие из-за разных условий в раннем детстве, влияют на то, как у глухих взрослых функционируют сети мозга, отвечающие за выполнение сложных когнитивных задач. При этом не играет роли, каким языком лучше владеет глухой человек – жестовым или звучащим. Язык любой модальности способствует развитию мышления.
- Валерия Виноградова, один из авторов исследования, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ
Авторы отмечают, что на развитие когнитивных навыков могут влиять и другие факторы среды: социально-экономические условия в семье, характер и успешность раннего взаимодействия с родителями, доступ к образованию. Исследования с использованием фМРТ показывают, что такие отношения можно обнаружить даже тогда, когда по обычным поведенческим тестам группы не показывают различий или связей между факторами. Дальнейшие исследования с участием людей разного возраста и с разными языковыми профилями помогут точнее понять, как на протяжении жизни взаимодействуют язык, мышление и сенсорный опыт и какую роль в этом играют ранние условия развития.
Источник: НИУ ВШЭ
Изображение: фрипик
