Нове дослідження розкриває, як саме мозок обробляє текст

Команда науковців з Інституту когнітивних і мозкових наук Макса Планка (Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences) у Німеччині спробувала знайти відповідь за допомогою найбільшого на сьогодні метааналізу досліджень із нейровізуалізацією, пише ScienceAlert.

«Попри велику кількість нейронаукових досліджень репрезентації мови, ми досі мало знаємо про те, як саме організована мова у мозку людини».

«Більшість того, що ми знаємо, походить з окремих досліджень з невеликою кількістю учасників і не було підтверджено в подальших дослідженнях», — додає вона.

Масштабний аналіз: 163 експерименти та понад 3 000 учасників

Для глибшого розуміння процесу читання Туркер та її колеги провели метааналіз, що об’єднав результати 163 експериментів з використанням функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI) або позитронно-емісійної томографії (PET) за участі 3031 дорослої людини.

Ці експерименти охоплювали різноманітні завдання з читання в різних алфавітних мовах: від окремих літер до повних текстів, читання мовчки та вголос, реальних слів і вигаданих слів.

«Коли ми говоримо про “читання”, більшість людей, включно з науковцями не-лінгвістами, мають на увазі розуміння змісту тексту, тобто надання значення словам. Але в нашому дослідженні ми зосередились на іншому аспекті — фонологічній обробці, тобто на тому, як мозок працює зі звуками мови та перетворює їх на осмислену інформацію. Саме цей процес об’єднує всі завдання, які ми вивчали», — пояснюють автори дослідження.

Як мозок читає: від літер до змісту

Ліва півкуля мозку відома як центр обробки мови, тому не дивно, що всі види читання, чи то окремих літер, речень, чи цілих текстів, активізували саме цю сторону мозку.

«Ми виявили високу специфічність обробки для читання літер, слів, речень і текстів виключно в ділянках лівої півкулі», — пише команда.

Результати показали, що:

• Читання літер і текстів особливо активізувало ліві зорові та моторні ділянки
• Читання слів і речень залучало різні класичні мовні кластери в лівій півкулі
• Для всіх типів завдань активність залишалася переважно зосередженою в лівій півкулі

Мозочок — забутий учасник мовлення

Раніше нейронаука певною мірою ігнорувала роль мозочка (церебелума, cerebellum) у мовній обробці. Натяки на те, що це може бути упущенням, з’явилися в дослідженні, також проведеному Туркер і опублікованому в 2023 році, яке показало, що мозочок бере участь не лише в обробці звуків, але й у створенні значень — обидва компоненти є вирішальними для мови.

Тепер виявляється, що він активний і під час читання. Нове дослідження виявило, що правий мозочок особливо активний в усіх видах завдань із читання. Певні ділянки правого мозочка виявилися набагато активнішими під час читання вголос, що свідчить про їхню важливість у нашій здатності перекладати написане слово у мовлення.

Лівий мозочок, тим часом, здавався особливо залученим під час читання слів (на відміну від читання літер, речень чи текстів).

«Дослідження показало, що лівий мозочок більше залучений до створення значення під час читання, тобто до розуміння, про що саме йдеться в тексті. Натомість правий мозочок працює над загальними аспектами читання, особливо коли нам потрібно перетворити написане слово на усне мовлення», — повідомляють автори.

Про себе чи вголос: різні нейронні маршрути

Дослідники також порівняли дані про завдання з читання вголос і мовчки. Читання вголос частіше активізувало слухові та моторні ділянки, тоді як читання мовчки спиралося на ділянки, що координують множинні когнітивні потреби.

Читання слів (або псевдослів) мовчки активізувало ліву орбітофронтальну, мозочкову та скроневу кору послідовніше, ніж коли читання вимагало інтерпретації для розшифрування неявного значення. Цей неявний режим читання, як правило, залучав обидві сторони нижньої фронтальної та інсулярної ділянок мозку.

Що це змінює: нова архітектура читання

«Це дослідження допомагає нам краще зрозуміти, як саме влаштований мозок під час читання, — пояснюють автори. — Наші результати підтверджують те, що раніше виявили дослідження із застосуванням нейростимуляції, і дають важливу інформацію для створення точніших моделей того, як людина читає текст».

Це дослідження формує нову карту мозку читача — не тільки мовну, а функціонально пов’язану зі смислом, моторикою, слухом і координацією. Розуміння цих механізмів відкриває можливості для:

• Розробки кращих методик навчання читання для дітей і дорослих
• Прецизійної діагностики порушень, пов’язаних із читанням, таких як дислексія
• Розробки ефективніших терапевтичних підходів при афазії та інших мовних порушеннях
• Розвитку штучного інтелекту, який “читає” тексти за принципами, подібними до людських

Чому це важливо знати

Це дослідження значно розширює наше розуміння одного з найунікальніших людських навичок — читання, яке дозволяє нам передавати та отримувати знання через символи. Виявлення того, що мозочок відіграє значно більшу роль у читанні, ніж вважалося раніше, може змінити наше розуміння еволюції мови та писемності.

Крім того, ці результати можуть пояснити, чому деякі діти чи дорослі читають повільніше або з труднощами — справа може бути не в зусиллях чи знаннях, а в особливостях нейронної архітектури. Це потенційно відкриває шлях до персоналізованих підходів у навчанні та корекції порушень читання.

Не менш важливим є розуміння відмінностей між читанням вголос і мовчки — це може допомогти в розробці спеціалізованих методик для тих, хто вчиться читати, або тих, хто відновлює цю навичку після травм мозку.