Нейробиология обнаружила, что жесты важны не только как средства выражения, но и как направляющие факторы познания и восприятия. Комментарий Сохранить статью Прочитать позже
Введение
Помните, когда в последний раз кто-то показывал вам «птицу»? Независимо от того, сопровождался ли этот жест ругательствами или нет, вы точно знали, что это значит.
Переход от движения к смыслу происходит плавно и непосредственно, поскольку мы наделены способностью говорить, не говоря, и понимать, не слушая. Мы можем направлять внимание, указывая, усиливать повествование мимикой, подчеркивать ритмичными штрихами и передавать целые ответы простым сочетанием пальцев.
Тенденция дополнять общение движениями универсальна, хотя нюансы подачи информации немного различаются. Например, в Папуа — Новой Гвинее люди указывают носом и головой, а в Лаосе иногда используют губы. В Гане указание левой рукой может быть табу, а в Греции или Турции сложение указательного и большого пальцев в кольцо, показывающее, что всё в порядке, может привести к неприятностям.
Несмотря на их разнообразие, жесты можно приблизительно определить как движения, используемые для повторения или подчеркивания сообщения — независимо от того, произносится ли это сообщение явно или нет. Жест — это движение, которое «представляет действие», но оно также может передавать абстрактную или метафорическую информацию. Это инструмент, который мы носим с собой с самого раннего возраста, если не с рождения; даже дети, которые слепы от рождения, естественным образом жестикулируют в той или иной степени во время речи. Все это делают. И все же, немногие из нас задумывались о жестикуляции как о явлении — о ее нейробиологии, развитии и ее роли в понимании действий других. По мере того, как исследователи все глубже изучают нашу нейронную сеть, становится все более очевидным, что жесты направляют наше восприятие так же, как восприятие руководит нашими действиями.
Врожденная склонность к жестикуляции
Сьюзен Голдин-Медоу считается титаном в области жестов, хотя, по её словам, когда она впервые заинтересовалась жестами в 1970-х годах, «этой области вообще не существовало». Несколько других учёных работали над жестами, но почти исключительно как над ответвлением исследований невербального поведения. С тех пор она построила свою карьеру, изучая роль жестов в обучении и создании языка, включая систему жестов, которую создают глухие дети, когда им не знаком язык жестов. (Язык жестов отличается от жестов, поскольку представляет собой полностью развитую языковую систему.) В Чикагском университете, где она является профессором, она руководит одной из самых известных лабораторий, исследующих воспроизведение и восприятие жестов.
«Это чудесное окно в невысказанные мысли, а невысказанные мысли часто оказываются самыми интересными», — сказала она, сопровождая это множеством жестов.
Многие исследователи, обучавшиеся у Голдин-Медоу, сейчас исследуют схожие вопросы за пределами Чикагского университета. Мириам Новак защитила докторскую диссертацию под руководством Голдин-Медоу в 2016 году и, работая постдоком в Северо-Западном университете, изучает, как развивается жестикуляция на протяжении жизни.
Новак объяснила, что ни один другой вид не использует указательные движения, даже шимпанзе или человекообразные обезьяны, согласно большинству отчётов, если их не воспитывают люди. Человеческие младенцы, напротив, часто начинают указывать ещё до того, как начинают говорить, и наша способность генерировать и понимать символические движения продолжает развиваться вместе с языком. Жесты также являются ценным инструментом в школе, где они могут помочь маленьким детям обобщать глаголы в новых контекстах или решать математические уравнения. «Но, — сказала она, — не всегда очевидно, когда дети начинают понимать, что наши движения рук носят коммуникативный характер — что они являются частью сообщения».
Когда дети не могут найти слова, чтобы выразить свои мысли, они позволяют рукам говорить за них. Новак, изучавшая младенцев в возрасте от 18 месяцев, заметила, как способность извлекать смысл из движений увеличивается с возрастом. Взрослые делают это настолько естественно, что легко забыть, что перенести смысл на форму и траекторию движения руки — непростая задача.
Жесты могут быть простыми действиями, но они не функционируют изолированно. Исследования показывают, что жесты не только дополняют язык, но и способствуют его усвоению. Более того, эти два процесса могут иметь общие нейронные системы. Приобретение опыта жестов в течение жизни также может помочь нам интуитивно понимать смысл движений других людей. Но вопрос о том, опосредуют ли нашу способность расшифровывать действия других людей отдельные клетки или целые нейронные сети, всё ещё остаётся открытым.
Воплощенное познание
Вдохновлённые работами Ноама Хомского, выдающейся фигуры в лингвистике и когнитивной науке, некоторые исследователи долгое время утверждали, что язык и сенсомоторные системы — это отдельные сущности — модули, которые не обязательно работают вместе при жестовой коммуникации, даже если оба являются средствами передачи и интерпретации символической мысли. Поскольку исследователи пока не до конца понимают, как язык организован в мозге и какие нейронные цепи извлекают смысл из жестов, этот вопрос остаётся открытым. Однако многие учёные, например, Энтони Дик, доцент Флоридского международного университета, предполагают, что эти две функции опираются на одни и те же структуры мозга.
Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для исследования активности мозга, Дик и его коллеги продемонстрировали, что интерпретация жестов, сопровождающих речь, последовательно активирует центры обработки языка. Конкретные задействованные области и степень активации меняются с возрастом, что говорит о том, что молодой мозг всё ещё оттачивает навыки интеграции жестов и речи и утончает связи между ними. По словам Дика, «жест, по сути, является одним из стержней более широкой языковой системы», которая объединяет как области семантической обработки, так и сенсомоторные области. Но в какой степени само восприятие языка является сенсомоторным опытом, способом познания мира, зависящим как от сенсорных впечатлений, так и от движений?
Мануэла Македония совсем недавно получила степень магистра лингвистики, когда заметила повторяющуюся закономерность среди студентов, которым она преподавала итальянский язык в Университете имени Иоганна Кеплера в Линце (JKU): сколько бы раз они ни повторяли одни и те же слова, они всё равно не могли произнести связное предложение. Печатание фраз до тошноты тоже не особо помогало. «Они стали очень хорошими слушателями, — сказала она, — но говорить так и не смогли».
Она преподавала по учебнику: заставляла учеников слушать, писать, практиковаться и повторять, но этого было недостаточно. Чего-то не хватало.
Сегодня, будучи старшим научным сотрудником Института информационной инженерии в Университете Джона Кеннеди и исследователем в Институте когнитивных наук и наук о мозге Общества Макса Планка в Лейпциге, Македония приближается к гипотезе, которая очень похожа на гипотезу Дика: язык совсем не модульный.
Когда дети изучают свой родной язык, утверждает Македония, они впитывают информацию всем телом. Например, такое слово, как «лук», тесно связано со всеми пятью чувствами: лук имеет луковицеобразную форму, бумажную кожуру, которая шуршит, горьковатый привкус и вызывающий слезы запах при нарезке. Даже абстрактные понятия, такие как «восторг», имеют мультисенсорные компоненты, такие как улыбка, смех и радостный подпрыгивание. В какой-то степени познание «воплощено» — активность мозга может быть изменена действиями и опытом тела, и наоборот. Неудивительно, что иностранные слова не запоминаются, если ученики только слушают, пишут, практикуются и повторяют, потому что эти словесные переживания лишены своих сенсорных ассоциаций.
В исследовании «Македония» было обнаружено, что учащиеся, закрепляющие новые слова семантически связанными жестами, задействуют двигательные зоны мозга и улучшают запоминание. Не просто повторяйте слово «мост»: выгните руки дугой, когда произносите его. Возьмите чемодан, поиграйте на гитаре! Это настраивает мозг на запоминание, поскольку слова — это ярлыки для групп опыта, приобретённого за всю жизнь.
Благодаря мультисенсорному обучению такие слова, как «лук», могут существовать в разных частях мозга — они распределяются по целым сетям. Если один узел выходит из строя из-за невнимательности, другой активный узел может его восстановить, поскольку все они связаны. «Каждый узел знает то, что знают другие», — сказал Македония.
Создано на основе опыта
Способность жестов обогащать речь может быть лишь одним из способов интеграции жестов с чувственным опытом. Всё больше исследований показывают, что, подобно тому, как язык и жесты тесно переплетены, так же тесно переплетены и моторика, и восприятие. В частности, по словам Элизабет Уэйкфилд, нейронные системы, лежащие в основе наблюдения и понимания жестов, находятся под влиянием нашего прошлого опыта создания тех же движений.
Уэйкфилд, ещё одна протеже Голдин-Медоу, руководит собственной лабораторией в качестве доцента в Университете Лойолы в Чикаго, где она изучает, как повседневные действия способствуют обучению и влияют на когнитивные процессы. Но прежде чем она смогла глубоко изучить эти вопросы, ей необходимо было понять, как развивается обработка жестов. Будучи аспиранткой и работая с нейробиологом Карин Джеймс в Университете Индианы в 2013 году, она провела фМРТ-исследование, которое стало одним из первых исследований восприятия жестов как у детей, так и у взрослых.
Когда участники смотрели видео с актрисой, жестикулирующей во время речи, активировались не только области мозга, отвечающие за визуальную и языковую обработку. Области мозга, связанные с двигательными ощущениями, также были активны, даже когда участники лежали неподвижно в сканере. Однако у взрослых активность в этих областях была выше, чем у детей, и Уэйкфилд считает, что это связано с тем, что у взрослых было больше опыта в выполнении подобных движений (дети, как правило, меньше жестикулируют во время разговора).
«Насколько мне известно, мы были первыми, кто исследовал обработку жестов на протяжении всего развития», — сказал Уэйкфилд. «Этот небольшой массив литературы о том, как обрабатывается жест в процессе развития, имеет важное значение для того, как мы можем рассматривать обучение, формирующее жесты».
Исследование Уэйкфилда — не единственное доказательство того, что восприятие жестов и целенаправленные действия имеют одинаковую нейронную основу. Бесчисленные эксперименты продемонстрировали схожий феномен «зеркального» движения при выполнении действий, связанных с балетом, баскетболом, игрой на гитаре, завязыванием узлов и даже чтением нот. В каждом случае, когда опытные люди наблюдали, как их мастерство выполняют другие, их сенсомоторные зоны были более активны, чем соответствующие зоны у менее опытных участников.
(Как это ни парадоксально, в некоторых экспериментах наблюдался прямо противоположный эффект: мозг экспертов реагировал слабее, чем мозг неспециалистов, когда они наблюдали за кем-то, обладающим их навыками. Но исследователи предположили, что в этих случаях опыт делал их мозг более эффективным при обработке движений.)
Лорна Квандт, доцент Университета Галлодет, изучающая эти явления среди глухих и слабослышащих, использует детальный подход. Она разбивает жесты на сенсомоторные компоненты, используя электроэнцефалографию (ЭЭГ), чтобы показать, что воспоминания о совершении определённых действий меняют то, как мы предсказываем и воспринимаем жесты других.
В одном исследовании она и её коллеги регистрировали паттерны ЭЭГ взрослых участников, когда те держали в руках предметы разного цвета и веса, а затем наблюдали за тем, как мужчина на видео взаимодействует с теми же предметами. Даже когда мужчина просто имитировал действия с предметами или указывал на них, не касаясь их, мозг участников реагировал так, как будто они сами манипулировали этими предметами. Более того, их нейронная активность отражала их собственный опыт: паттерны ЭЭГ показали, что воспоминания о том, были ли предметы тяжёлыми или лёгкими, предсказуемо влияли на восприятие действий мужчины.
«Когда я вижу, как вы совершаете жест, я не просто обрабатываю то, что вижу; я обрабатываю то, что, по моему мнению, вы собираетесь сделать дальше», — сказал Квандт. «И это действительно мощная линза, через которую можно рассматривать восприятие действия». Мой мозг предвосхищает ваши сенсомоторные ощущения, пусть даже всего на миллисекунды.
Сколько именно двигательного опыта требуется? Согласно экспериментам Квандта, для простой задачи — развить навыки ассоциаций цвета и веса — достаточно всего одной тактильной пробы, хотя чтение письменной информации — нет.
По словам Дика, представление о том, что двигательные зоны мозга активны, даже когда человек неподвижен, но наблюдает за движениями других (феномен, известный как «соответствие наблюдения и исполнения»), в целом общепризнанно. Спорным остаётся вопрос о том, в какой степени эти же зоны извлекают смысл из действий других. Ещё более спорным является вопрос о том, какой механизм лежит в основе более глубокого понимания посредством сенсомоторной активации. Речь идёт о скоординированной активности нескольких областей мозга или всё сводится к активности отдельных клеток?
Зеркальные нейроны или сети?
Более века назад психолог Уолтер Пиллсбери писал: «В разуме нет ничего, что нельзя было бы объяснить с помощью движения». Эта концепция нашла современное воплощение в теории зеркальных нейронов, которая утверждает, что способность извлекать смысл из жестов и речи можно объяснить активацией отдельных клеток в ключевых областях мозга. Однако становится всё более очевидным, что имеющиеся данные о роли зеркальных нейронов в повседневном поведении, возможно, были преувеличены и неверно истолкованы.
Теория зеркальных нейронов зародилась в 1990-х годах, когда группа исследователей, изучавших обезьян, обнаружила, что специфические нейроны нижней премоторной коры реагировали на определённые целенаправленные движения животных, например, хватание. Учёные с удивлением обнаружили, что те же самые клетки активировались и тогда, когда обезьяны пассивно наблюдали за экспериментатором, совершающим аналогичные движения. Казалось, это был явный пример соответствия наблюдения и выполнения, но на уровне отдельных клеток.
Исследователи предложили несколько возможных объяснений: возможно, эти «зеркальные нейроны» просто передавали информацию о действии, помогая обезьяне выбрать подходящую двигательную реакцию. Например, если я протягиваю вам руку для рукопожатия, вашей естественной реакцией, вероятно, будет зеркально отреагировать и сделать то же самое.
Альтернативно, эти отдельные клетки могут стать основой для «понимания действий» – способа, которым мы интерпретируем смысл движений другого человека. Эта возможность могла бы позволить обезьянам сопоставлять свои действия с тем, что они наблюдали, с относительно небольшими умственными вычислениями. Эта идея в конечном итоге вытеснила другую, поскольку представляла собой удивительно простой способ объяснить, как мы интуитивно улавливаем смысл движений других людей.
С годами накапливались доказательства существования аналогичного механизма у людей, и зеркальные нейроны стали ассоциироваться с широким кругом явлений, включая эмпатию, подражание, альтруизм и расстройства аутистического спектра. А после сообщений о зеркальной активности в смежных областях мозга при наблюдении за жестами и восприятии речи зеркальные нейроны стали связывать также с языком и жестами.
Грегори Хикок, профессор когнитивных и языковых наук Калифорнийского университета в Ирвайне и убеждённый критик теории зеркальных нейронов, утверждает, что десятилетия назад основатели теории зеркальных нейронов выступили в поддержку неверного объяснения. По его мнению, зеркальные нейроны заслуживают тщательного изучения, но точечная концентрация на их роли в понимании речи и действий тормозит исследовательский прогресс. Он утверждает, что сопоставление наблюдения и выполнения, скорее всего, связано с планированием движений, чем с пониманием.
По словам Валерии Гаццолы, руководителя Лаборатории социального мозга Нидерландского института нейронаук и доцента Амстердамского университета, даже те, кто продолжает отстаивать теорию понимания действия, начали сбавлять обороты. Хотя она и является сторонницей теории зеркальных нейронов, Гаццола признает отсутствие единого мнения о том, что на самом деле означает «понимать» действие. «По-прежнему существуют некоторые разногласия и недопонимания», — сказала она. Хотя зеркальные нейроны играют важную роль в когнитивных процессах, «даже если они объясняют всю картину целиком, я бы сказала, что это, вероятно, неверно».
Первоначально большинство доказательств существования зеркального отражения у людей было получено в исследованиях, в которых одновременно изучалась активность миллионов нейронов с использованием таких методов, как фМРТ, ЭЭГ, магнитоэнцефалография и транскраниальная магнитная стимуляция. С тех пор исследователи начали экспериментировать с такими методами, как адаптация фМРТ, которые позволяют анализировать субпопуляции клеток в определённых областях коры. Однако лишь в редких случаях им предоставляется возможность проводить прямые измерения активности отдельных клеток человеческого мозга, что позволило бы получить наиболее прямое доказательство активности зеркальных нейронов.
«Я не сомневаюсь в существовании зеркальных нейронов, — сказал Хикок, — но все эти исследования нейровизуализации и активации мозга — корреляционные. Они ничего не говорят о причинно-следственной связи».
Более того, люди, неспособные двигаться или говорить из-за двигательных нарушений, таких как тяжёлые формы детского церебрального паралича, в большинстве случаев всё ещё могут воспринимать речь и жесты. Им не нужны полноценно функционирующие двигательные системы (и зеркальные нейроны) для выполнения задач, требующих понимания действий в широком смысле этого слова. По словам Хикока, даже у обезьян нет доказательств того, что повреждение зеркальных нейронов приводит к нарушениям наблюдения за действиями.
Поскольку утверждения об отдельных клетках по-прежнему трудно подтвердить эмпирически, большинство исследователей сегодня тщательно подбирают слова. У обезьян, возможно, есть «зеркальные нейроны», но у людей есть «зеркальные системы», «нейронное зеркалирование» или «сеть действия-наблюдения». (По словам Хикока, даже исследования на обезьянах сместились в сторону изучения эффектов зеркалирования в сетях и системах.)
Квандт, считающая себя сторонником теории зеркальных нейронов, не делает никаких заявлений о том, как различный опыт меняет функции отдельных клеток, основываясь на своих экспериментах с ЭЭГ. Тем не менее, она «полностью убеждена», что части сенсомоторной системы человека участвуют в анализе и обработке жестов других людей. «Я на 100% уверена в этом», — сказала она. «Меня бы очень трудно было убедить в обратном».
Возможно, исследователям не удастся точно определить, какие именно клетки помогают нам общаться и учиться с помощью тела, но пересечение функций мультисенсорных систем неоспоримо. Жесты позволяют нам выражать себя, а также формируют то, как мы понимаем и интерпретируем других. Как гласит одна из статей Квандта: «Действия других воспринимаются через призму нашего «я».
Так что в следующий раз, когда кто-то поприветствует вас одним пальцем, потратьте немного времени и подумайте, как важно для вас услышать это послание громко и чётко. По крайней мере, это может немного смягчить боль.
Исправление от 27 июня 2019 г.: предложение было изменено с целью уточнить, что разделение языка и сенсомоторных систем на отдельные сущности является точкой зрения некоторых исследователей, вдохновленных Хомским, хотя и не обязательно самим Хомским.
Эта статья была перепечатана на Wired.com .
Источник: www.quantamagazine.org
