Чтение — это сравнительно молодая и исключительно человеческая способность. До сих пор ведутся споры о том, есть ли в нашем головном мозге область, отвечающая именно за чтение написанных или напечатанных слов.
Многие исследователи уже подозревают в этом определённую область головного мозга. Судя по всему, учёные из Питтсбурга смогли внести некоторую ясность в этот вопрос. А помогла этому эпилепсия. Исследование опубликовано в 2016 году в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В исследовании, которое провели нейробиологи во главе с Авниэлем Гуманом (Avniel Ghuman), доцентом отделения нейрохирургии Университета Питтсбурга, использовали прямые записи нейрональной активности и непосредственную стимуляцию левой срединной веретенообразной извилины, расположенной в 37-м поле Бродмана, которая в последнее время часто называется визуальной областью словоформы (VWFА — visual word form area).
«Вот уже почти 200 лет идут дискуссии о том, есть ли в мозге человека отдельная область, отвечающая за чтение. И Вернике, и Шарко пытались ответить на вопрос, существует ли такая область», — комментирует свою решимость ответить на этот вопрос Гуман.
В распоряжении учёных оказались четыре пациента с медикаментозно устойчивой эпилепсией, выбравшие метод хирургического лечения этого недуга. Всем этим пациентам в визуальную область словоформы вживили электроды, получив возможность с беспрецедентной точностью следить за тем, как мозг распознаёт напечатанные слова.
Использование этих электродов позволило учёным делать две вещи. Во-первых, при помощи стимуляции нейронов появилась возможность нарушать нормальную работу веретенообразной извилины. В результате нарушалась и способность пациента понимать написанное. Так, одна пациентка резко потеряла умение читать и одновременно ощущала наличие в написанном слов и частей слов, которых на самом деле не было в тексте. Одновременно неврологи отмечали, что стимуляция не мешала ни называнию предметов, ни распознаванию лиц.
Во-вторых, использование методов глубокого обучения в обработке полученных сигналов во время чтения слова (специфический сигнал длительностью в несколько сот миллисекунд) позволило чётко различать, какое именно слово читает пациент. Учёные смогли даже различать слова, которые различались всего одной буквой: например, hint («подсказка») и lint («ворс»).
«Наше исследование показывает, что визуальная область словоформы очень точно настроена на мелкие детали написанных слов и что эта область играет важную роль в уточнении представления мозга о том, что мы читаем. Нарушение восприятия письма в результате стимуляции VWFA даёт нам прямое доказательство того, что она играет особую роль в мастерстве чтения», — говорит Элизабет Хирсхорн (Elizabeth Hirshorn) из Университета Питтсбурга.
Учёные считают, что их результаты будут иметь важные последствия для понимания и лечения расстройств чтения.
Текст: Алексей Паевский