Мозг воспринимает мимику и жесты как слова

Членораздельная речь -- самое главное эволюционное приобретение человека, отличающее его от животных, в том числе и от ближайших родственников -- человекообразных обезьян. Но бывают ситуации, когда мы не используем дар речи и общаемся без слов: например, палец, прижатый к губам, красноречивее любых слов передает, что нужно молчать. В повседневном общении люди применяют не только слова, но и жесты, понятные в любой языковой среде.

Жестовую коммуникацию используют представители разных культур. Жесты -- это символы, хотя значение их в тех или иных культурах может быть разным. У маленького ребенка жесты играют большую роль в общении с внешним миром. Пантомима, в которой мим с помощью жестов показывает те или иные предметы и действия, также понятна каждому без слов.

Ученым было очень интересно изучить нейроанатомическую основу жестовой коммуникации. Надо уточнить, что речь не идет о языке глухонемых. Последний, как и всякий язык, подчиняется формальным лексическим законам. Давно известно, что в нем задействованы те же зоны мозга, что и в звуковой речи: это нижняя лобная извилина, так называемая зона Брока, и задняя височная область, так называемая зона Вернике. В данном же случае ученые изучали жесты, которые не являются языком, не переводятся в точные слова и фразы, но несут смысловую нагрузку.

Пантомима в эксперименте

Задачу решали ученые из Национального института изучения глухоты и иных нарушений коммуникации (National Institute on Deafness and Other Communication Disorders; NIDCD) в Бетезде вместе с коллегами из Университета в Сан-Диего (San Diego State University). Они провели эксперименты с 20 испытуемыми, предъявляя им на видео различные жесты, исполняемые актерами. В это же время их мозг сканировали методом функциональной магнитно-резонансной томографии.

Актеры выполняли жесты двух типов -- пантомиму (изображения предметов или имитация действий, например жонглирования мячиками или открывания банки) и знаки, используемые в коммуникации (например, «Тише!», «Эврика!» и пр.). Всего испытуемые просмотрели 118 пантомим и 104 знака. В другой серии им демонстрировали слова и фразы. В контрольных экспериментах испытуемые видели жесты, не несущие никакого смысла, а также псевдослова -- набор букв.

Мозг читает жесты почти так же, как слова

Метод функциональной магнитно-резонансной томографии позволяет оценить степень локального мозгового кровотока (указывающую на степень насыщения клеток кислородом), которая отражает активность тех или иных зон мозга.

Оказалось, что во время просмотра смысловых жестов в мозге испытуемых активировались нижняя лобная извилина и задняя височная область, то есть именно те участки (область Брока и область Вернике), которые принято считать речевыми зонами.

При демонстрации как смысловых жестов, так и слов у испытуемых были активны нижняя лобная извилина в левом полушарии и задняя височная область в обоих полушариях. Но при демонстрации бессмысленных жестов и псевдослов эти зоны молчали.

Более точное картирование показало, что речевые и жестовые зоны мозга не абсолютно совпадают, хотя сильно перекрываются. В пределах височной области верхняя ее часть реагирует больше на словесные, а верхняя часть -- на жестовые сигналы.

Субстрат семантики

Ученые построили гипотетическую модель того, как работают зоны мозга при распознавании символьной информации. По-видимому, сначала сигналы разной модальности поступают либо в верхнюю, либо в нижнюю височную область, а затем кодируются в задней височной области. А нижняя лобная извилина распознает значение этой информации, не связанное с модальностью. То есть эти зоны работают как единая семантическая сеть.

Получается, что область Брока и область Вернике предстают не только как речевые зоны, но и как общие зоны для символьной коммуникации. Это тот нервный субстрат, на котором развиваются жестовые и речевые навыки у маленьких детей. И это тот субстрат, на котором в эволюции возникла человеческая речь. Вероятно, у предков человека эти зоны обеспечивали жестовую коммуникацию, и постепенно на их базе развивалась членораздельная речь.

Руководитель исследования Аллен Браун (Allen Braun) считает, что полученные результаты могут быть полезны для лечения афазии -- полной или частичной потери речи.

Статья об общности восприятия слов и жестов будет опубликована на этой неделе в PNAS.