Как мы учимся. Почему мозг учится лучше, чем любая машина… пока - Станислас Деан

Статистический анализ также позволяет детям идентифицировать слова, которые встречаются особенно часто: прежде всего артикли и местоимения (я, ты, он, она, оно). К концу первого года жизни они уже знают многие из них и с их помощью ищут другие слова. Рассмотрим пример. Услышав, как один из родителей говорит: I made a cake («Я испекла торт»), малыши могут выделить короткие незнаменательные слова I («я») и a (неопределенный артикль) и, исключив их, обнаружить, что made («испекла») и cake («торт») – тоже слова. Они понимают, что существительное часто следует за артиклем, а глагол – за местоимением, а потому в возрасте около двадцати месяцев с крайним удивлением реагируют на бессвязные фразы типа I bottle (местоимение + существительное) или the finishes (артикль + глагол)66.

Конечно, такой вероятностный анализ не всегда надежен. Например, услышав французскую конструкцию un avion («самолет»), в которой артикль un произносится слитно с существительным avion, многие дети делают ошибочный вывод о существовании слова navion (Regarde le navion!). Прямо противоположное произошло с носителями английского языка, которые решили позаимствовать французское слово napperon («салфетка под приборы»), но из-за неправильного членения конструкции un napperon в итоге изобрели слово apron («фартук»).

Впрочем, такие ошибки встречаются редко. Всего за несколько месяцев детям удается превзойти любой существующий алгоритм искусственного интеллекта. К своему первому дню рождения они уже заложили основу для базовых правил родного языка на нескольких уровнях, от элементарных звуков (фонем) до мелодики (просодии), словарного запаса (лексикона) и грамматических правил (синтаксиса).

Ни один другой вид приматов не обладает такими способностями. Этот эксперимент проводили не один раз: многие ученые обращались с детенышами шимпанзе, как с членами семьи, и пытались разговаривать с ними на английском языке, языке жестов или с помощью зрительных символов. Увы, даже спустя несколько лет ни одно из животных так и не овладело языком в том смысле, в каком понимаем его мы: они могли выучить максимум несколько сотен слов, но на этом все67. Следовательно, лингвист Ноам Хомский, вероятно, был прав, утверждая, что наш вид рождается со встроенным «механизмом усвоения языка» – специализированной системой, которая автоматически запускается в первые годы жизни. Как писал Дарвин в своем эпохальном труде «Происхождение человека» (1871), «речь, конечно, не может быть отнесена к настоящим инстинктам, потому что она должна быть выучена. Она, однако, весьма отличается от всех обычных искусств, потому что человек обладает инстинктивным стремлением говорить»[19]. Иными словами, всем нам присущ врожденный инстинкт овладения речью. Этот инстинкт настолько силен, что даже в тех популяциях, где язык изначально отсутствует, он самопроизвольно возникает в течение нескольких поколений. Например, установлено, что в сообществах глухих высокоструктурированный язык жестов с универсальными лингвистическими характеристиками появляется уже во втором поколении68.

Тот факт, что новорожденные младенцы многое знают о физических объектах, числах, людях и языках, опровергает некогда популярную гипотезу, согласно которой их мозг – «чистый лист», губка, жадно впитывающая все, что подсовывает ей окружающая среда. Отсюда вытекает простой прогноз: заглянув внутрь новорожденного мозга, мы должны обнаружить в нем хорошо организованные нейронные структуры, соответствующие каждой из основных областей знаний.

Долгое время эту идею рьяно оспаривали. Еще лет двадцать назад мозг новорожденного был terra incognita. Методы нейровизуализации только изобрели и еще не применяли для исследования развивающегося мозга, а потому в теоретических воззрениях того времени преобладал эмпиризм: считалось, что мозг рождается «пустым» и приобретает знания только под влиянием внешнего мира. Лишь с появлением методов магнитно-резонансной томографии (МРТ) мы наконец смогли увидеть организацию мозга на ранних стадиях его развития и подтвердить наши предположения. Как оказалось, в мозге новорожденного уже присутствуют практически все нейронные сети, характерные для мозга взрослого.

Моя жена, Гилен Деан-Ламбертц, и я вместе с нашей коллегой-неврологом Люси Герц-Паннье одними из первых использовали функциональную МРТ при обследовании двухмесячных детей69. Разумеется, при этом мы полагались на опыт педиатров. Пятнадцатилетний клинический опыт убедил их, что МРТ – безвредное обследование, которое можно назначать людям любого возраста, включая недоношенных младенцев. Тем не менее практикующие врачи прибегали к этой технологии только в диагностических целях – главным образом для раннего выявления очаговых поражений. Раньше никто не использовал функциональную МРТ для изучения мозга нормально развивающихся детей. Что же касается нашей команды, то прежде всего нас интересовал следующий вопрос: могут ли их нейронные сети избирательно реагировать на определенные стимулы? Перед исследованием нам пришлось преодолеть целый ряд трудностей. Мы разработали специальный шумоподавляющий шлем, чтобы уберечь малыша от громкого воя машины, и уютную люльку, в которой он мог лежать неподвижно. Каждого испытуемого мы постепенно приучали к необычной среде, а во время процедуры не спускали с него глаз.

В итоге все наши усилия окупились: мы получили невероятные результаты. Мы решили сосредоточиться на речи: как нам было известно, в течение первого года жизни процесс овладения речью происходит крайне быстро. И действительно, наши наблюдения показали, что уже через два месяца после рождения в мозге младенцев, слышавших предложения на родном языке, активировались те же самые области, что и у взрослых (см. цветную иллюстрацию 6).

Когда мы слышим предложение, первой активируется первичная слуховая кора – область, куда стекается вся информация от органов слуха. Эта же область «вспыхивала» и в мозге ребенка. Вам это может показаться очевидным, но в то время мы плохо представляли, что происходит в голове очень маленьких детей. Некоторые исследователи полагали, что при рождении сенсорные области детского мозга настолько дезорганизованы, что слух, зрение и осязание смешаны. По мнению этих ученых, ребенку требуется определенное время (несколько недель), чтобы научиться разделять эти сенсорные модальности70. Сегодня мы знаем, что это не так: с самого рождения звуковые стимулы активируют слуховые области, визуальные – зрительные области, а осязательные – области, связанные с тактильными ощущениями. Никто из нас не учится этому специально. Разделение коры головного мозга на участки, обрабатывающие информацию от разных органов чувств, задано генами. Такая организация свойственна всем млекопитающим и своими корнями уходит в глубины эволюции (см. цветную иллюстрацию 7)71.