Сложные языки могут по-разному формировать мозг билингвов

У людей, которые в детстве изучали китайский и английский языки, наблюдается расщепление в уникальной части мозга, называемой VWFA.

Отредактировано 2023-25-06
Китайские и английские бейджики развешанные в классе начальной школыТаблички с именами на китайском и английском языках во время урока во втором классе, где преподавание ведется исключительно на мандаринском китайском языке, в начальной школе Бродвея, входящей в систему государственных школ Лос-Анджелеса, 2013 год.

Билингвизм - это способность, которая не ограничивается просто общением с другими людьми. Оно буквально меняет мозг, вызывая повышенную нейропластичность и защищая от когнитивного спада. Новые исследования также показывают, что малоизученная область мозга уникальным образом адаптируется к различным письменным языкам, что проливает свет на тайны распознавания языков.

В исследовании, опубликованном 5 апреля в журнале Science Advances, ученые изучили, как билингвы обрабатывают свои языки в письменной форме. Они обнаружили, что часть мозга, называемая зоной визуальной формы слова (VWFA), активируется по-разному у англо-китайцев по сравнению с англо-французами.

В то время как в большинстве исследований билингвизма люди, говорящие на двух языках, сравниваются с теми, кто говорит только на одном, в данном исследовании сравниваются билингвы разных языков и систем письма. Ученые проанализировали мозг людей, говорящих на английском и китайском языках, а также мозг людей, говорящих на английском и французском языках. В то время как аппарат фМРТ измерял активность мозга, участники рассматривали визуальные стимулы: буквы, лица и дома.

В обеих группах VWFA реагировал одинаково, когда им показывали английский или французский язык. Но когда англо-китайские участники читали китайские иероглифы, в ответ загорались отдельные участки.

Исследовательская группа, в свою очередь, обнаружила кластеры нейронов, характерные для китайского языка у англо-китайских билингвов. У англо-французских билингвов активность мозга была одинаковой независимо от языковых стимулов. Их исследование еще раз доказывает, что мозг развивается в ответ на уникальный опыт человека.

"Мое первое впечатление от [исследования] таково: это настоящее методическое достижение, а с точки зрения дизайна оно всеобъемлющее, тщательное и амбициозное", - говорит Дейл Стивенс, профессор неврологии Йоркского университета, который не принимал участия в исследовании. Он также дает нам "более конкретное понимание" VWFA, добавляет он.

Что такое область визуальной формы слова?

ЗВПФ - это область мозга, которая распознает написанные слова. Она развивается, когда люди учатся читать, что приводит к образованию нейронных путей между зрительной и языковой системами. Без него люди были бы неспособны читать.

Минье Жань, первый автор исследования и исследователь когнитивной нейронауки в NeuroSpin, исследовательском институте во Франции, ожидал найти некоторые неврологические различия между доминирующими носителями английского языка, доминирующими носителями французского языка и сбалансированными носителями англо-французского языка. Вместо этого 21 англо-французский билингв не продемонстрировал никаких различий в обработке информации, несмотря на преобладание одного языка над другим.

"Это одна и та же система", - говорит Чжан. "Я усердно копал и не увидел никакой разницы. Это был очень большой сюрприз".

Между тем, мозг десяти англо-китайцев реагировал совершенно иначе, когда им показывали китайские иероглифы. В этой группе доминирующим языком был китайский. Когда исследователи просканировали мозг этих участников, они обнаружили особую активность: специфические для китайцев кластеры нейронов в VWFA.

Как исследователи составили карту активности мозга?

Раньше исследователи не могли точно определить конкретные области активности мозга. Теперь аппараты МРТ высокого разрешения, такие как 7-тесла фМРТ, использованные в данном исследовании, позволяют проводить более детальное сканирование мозга. Исследовательская группа, в свою очередь, смогла увидеть, что цепочки нейронов активизировались, когда участники исследования видели китайский язык. Чжан описывает это как "галактику, созвездие областей".

"Самое интересное, что есть такие участки для слов, которые обрабатывают оба языка, даже такие разные языки, как английский и китайский", - говорит Чжан. "Они настолько разные, но обрабатываются в одной и той же области, хотя в мозге есть специализированные языковые участки только для китайского языка".

Интересно, что реакция мозга на китайские стимулы пересекается с областью, которая помогает распознавать лица. Разница может быть связана с когнитивной обработкой. Мозг может воспринимать визуальные стимулы целиком или по частям, и стратегия, которую он выбирает, зависит от языка, на котором читают.

Почему существуют языковые зоны?

Когда вы видите лицо, вы не воспринимаете глаза, нос и рот как отдельные части. Вместо этого вы видите лицо как лицо, как единое целое. Исследования показали, что носители китайского языка аналогичным образом обрабатывают китайские иероглифы, которые состоят из комбинаций штрихов и радикалов. Между тем, обработка по частям более распространена в алфавитных языках, таких как английский и французский. Отдельные буквы или комбинации букв обрабатываются отдельно, а затем объединяются в целостное слово.

Другое объяснение связано со структурой языка. Китайский язык, как и японский и некоторые корейские языки, является логографическим. В этих системах письма используются символы, соответствующие понятиям, идеям и словам. Фонетические языки, такие как английский и французский, используют символы, соответствующие звукам.

Большинство китайских иероглифов дают мало подсказок о том, как они читаются. Новые ученики, включая китайских детей, изучают произношение иероглифов с помощью пиньинь, который использует латинский алфавит для произношения звуков стандартных китайских иероглифов. Между тем, когда дети изучают французский или английский языки - фонетические языки с тесной связью между написанием и произношением, - их поощряют произносить слова буква за буквой.

Изучение китайского языка может предъявлять уникальные требования к нейронным путям, что приводит к образованию различных связей. Тем не менее, эти объяснения разделения VWFA пока являются спекуляцией. Исследователи не знают точно, почему мозг реагирует по-разному у англо-китайских билингвов, только то, что эти билингвы имеют специализированную мозговую активность, не наблюдаемую в англо-французской группе.

Это исследование было бы невозможно еще несколько лет назад. В эксперименте использовался фМРТ-сканер высокого разрешения 7 Тесла, который имеет гораздо более сильное магнитное поле, позволяющее более детально сканировать активность мозга по сравнению с предыдущими моделями (Тесла - это единица измерения для количественной оценки напряженности магнитного поля). Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило эту модель в 2017 году.

В отличие от этого, в больнице может использоваться аппарат МРТ с разрешением 1,5 или 3 Тесла. И хотя такое разрешение является стандартом, оно не позволяет выявить тот же уровень детализации, говорит Чжан.

Исследование вызывает много вопросов, говорит Чжан. Ее команда заинтересована в повторении исследования с группами участников, которые говорят на разных родных языках и используют разные алфавиты. Чжан также хочет выяснить, почему эти специализированные участки нейронов возникают в зависимости от того, на каком языке человек умеет читать.

"Так почему же появляются эти особые заплатки?" - спрашивает она. "Этого мы не знаем. Мы просто наблюдаем их. Поэтому мы сначала сообщаем и говорим, что это требует дополнительных исследований".