Те, кто изучает деятельность мозга, знают о существовании идеи функциональной специфичности, согласно которой у каждого участка мозга есть своя простая функция, присущая только ему. Эта идея неоднократно подтверждалась исследованиями: например, существует кластер нейронов, контролирующий движения пальцев левой руки, и есть группа клеток, управляющих движениями языка; и те и другие входят в большую сеть, отвечающую за моторику и скелетные мышцы всего тела. Но как в таком случае обстоят дела с более сложными когнитивными функциями вроде распознавания лиц, выполнения математических или языковых упражнений и пр.? Есть ли у них собственные специальные зоны — или же для таких целей существует некий резерв общего пользования, комплекс нейронов-многостаночников, выполняющих нужные в данный момент задания?..

Эксперименты исследователей из Массачусетского технологического института позволяют сказать, что по крайней мере для языковой функции в нашем мозгу «выделена» специализированная зона, не задействованная более ни в чём.

По словам Эвелины Федоренко, одного из участников исследования, предыдущие работы в этом направлении терпели неудачу из-за общей методологической ошибки. Функциональные исследования мозга в качестве основного метода используют фМРТ, с помощью которой анализируется мозговая активность; обычно в эксперименте участвуют несколько десятков добровольцев, а получившиеся данные сопоставляются. Но именно из-за большой выборки учёным долго не удавалось найти зоны, уникальные для той или иной мало-мальски сложной когнитивной функции. Активность при выполнении языкового задания перекрывалась с активностью при выполнении задания математического, с зонами, ответственными за музыкальную память, и т. д. Всё это, по словам авторов нынешнего исследования, происходило из-за индивидуальных анатомических особенностей каждого испытуемого.

Иначе говоря, у конкретного человека за каждое задание отвечали, может, и разные мозговые участки, но при сравнении с другими испытуемыми эти участки перекрывались друг с другом, и в результате получалась картина некоей неспецифической мозговой активности. Это всё равно что наложить одна на другую фотографии десяти человек: в итоге мы получим определённо человеческое лицо, но это будет совершенно другая картинка.

В своей работе авторы подвергли каждого отдельно взятого человека более интенсивному анализу на предмет активности различных зон его мозга. В течение 10–15 минут испытуемый выполнял языковые тесты, после чего ему предлагали семь других заданий на проверку музыкальной памяти, рабочей памяти, арифметические тесты и другие известные по прошлым наблюдениям «загрязнители» языковой активности. В статье, опубликованной в журнале PNAS, исследователи пишут, что им удалось обнаружить девять зон, отвечающих за языковую активность мозга, четыре из которых лежат в левой лобной доле, включая область Брока, а следующие пять — в левом полушарии позади первой четвёрки. Восемь из девяти специфичны для языковой функции, они не отвечали ни на один из последующих семи «посторонних» тестов. Такие результаты позволяют говорить о довольно высокой степени специфичности головного мозга по отношению к языку.

Существует ли подобная специализация и для других высших когнитивных функций? Авторы затрудняются ответить на этот вопрос. Из того, что такая специализация существует для языка, вовсе не следует, что так же обстоят дела, например, с музыкальной памятью или математическими способностями. В дальнейшем учёные как раз собираются обратиться к другим функциям мозга. Кроме того, они хотят более чётко детализировать языковые области, выяснив, за что конкретно отвечает каждая из восьми специальных зон.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.