Прямо сейчас ваш мозг совершает подвиг. Как человек научился читать и превращать слова на бумаге в миры и смыслы - Станислас Деан
В свете всех этих вариаций остается загадкой, как именно наша зрительная система учится классифицировать формы букв. Частично проблему инвариантности можно решить относительно простыми способами. Возьмем, например, букву «о». Благодаря уникальной замкнутой форме эта гласная легко распознается независимо от размера, регистра или шрифта. Иначе говоря, создать зрительный детектор «o» не так уж и трудно. С другими буквами ситуация обстоит сложнее. Рассмотрим букву «б». Хотя нам кажется очевидным, что знаки б, Б, б и б обозначают одну и ту же букву, тщательный анализ показывает, что эта ассоциация совершенно произвольна. С равным успехом строчной версией буквы «Б» мог стать, скажем, знак e. В результате ребенок, который только учится читать, должен запомнить, что буквы не только передают определенные звуки, но и могут принимать самые разные формы. Как мы увидим далее, умение читать, по всей вероятности, обусловлено существованием абстрактных буквенных детекторов – нейронов, способных распознавать букву в ее различных обличиях. Согласно результатам экспериментов, чтобы с нормальной скоростью ДеКоДиРоВаТь ЦеЛыЕ пРеДлОжЕнИя, БуКвЫ кОтОрЫх НаПеЧаТаНы ПоПеРеМеНнО в ВеРхНеМ и НиЖнЕм РеГиСтРе, достаточно минимальной тренировки[30]. В «дьявольски гениальном» компьютере Макконки и Рейнера регистр может меняться перед каждой саккадой, но человек этого даже не заметит[31]! Хотя в повседневной жизни мы практически никогда не видим слов, напечатанных с чередованием регистров, наши процессы нормализации настолько эффективны, что зрительная система с легкостью игнорирует подобные трансформации.
Экспериментальные исследования подтверждают: внешний облик слова не играет в процессе чтения никакой роли. Если мы можем мгновенно распознать, что «слово», «СЛОВО» и «СлОвО» означает одно и то же, то это потому, что наша зрительная система не обращает внимания ни на размер, ни на регистр, которым напечатаны слова. Ее интересуют только буквы, которые их составляют. Несомненно, наша способность определять слова не зависит от анализа их общей формы.
Усиление различий
Хотя наша зрительная система успешно отфильтровывает визуальные различия, незначительные для чтения (например, между «Б» и «б»), не стоит думать, будто она всегда отбрасывает информацию и упрощает формы. Во многих случаях она, наоборот, сохраняет и даже усиливает (амплифицирует) мельчайшие детали, позволяющие отличить два очень похожих слова друг от друга. Рассмотрим слова «зрение» и «трение»[32]. Хотя разница составляет всего несколько пикселей, мы мгновенно получаем доступ к их соответствующим значениям и произношениям. Наша зрительная система чрезвычайно чувствительна к крошечным различиям между «зрением» и «трением». Усилив их, она посылает сигнал в разные семантические зоны мозга. В то же время она уделяет очень мало внимания другим, гораздо более выраженным различиям – например, между словами «зрение» и «ЗРЕНИЕ».
Как и в случае с регистром, способность обращать пристальное внимание на значимые детали является результатом многолетней тренировки. Читатель, который мгновенно замечает разницу между буквами «е» и «о» и ее отсутствие между «а» и «а», может не заметить, что еврейские буквы «» и «» кардинально отличаются друг от друга, хотя для любого еврея это очевидно.
Каждое слово – это дерево
Наша зрительная система решает проблему инвариантного распознавания слов с помощью хорошо организованной схемы обработки сигналов. Как мы увидим в главе 2, поток нейронной активности, поступающий в зрительную кору, постепенно рассортировывается на значимые категории. Слова, кажущиеся похожими (например, «зрение» и «трение»), просеиваются через ряд мельчайших фильтров, которые отделяют их друг от друга и относят к разным статьям в ментальном лексиконе – нашем внутреннем словаре всех слов, с которыми мы сталкивались в жизни. И наоборот, такие слова, как «зрение» и «ЗРЕНИЕ», изначально кодируются разными нейронами в первичной зрительной области, но постепенно перекодируются, пока не становятся практически неразличимыми. Детекторы элементарных признаков распознают сходство букв «р» и «Р». Другие, более абстрактные, детекторы классифицируют «e» и «E» как две формы одной и той же буквы. Несмотря на первоначальные различия, зрительная система в конечном счете кодирует сам смысл буквенных цепочек «зрение» и «ЗРЕНИЕ» и приписывает им один и тот же ментальный адрес – абстрактный код, ориентирующий остальную часть мозга на соответствующее произношение и значение.
Как выглядит этот адрес? Согласно некоторым моделям, он представляет собой своего рода неструктурированный список, фиксирующий последовательность букв З-Р-Е-Н-И-Е. Другие модели предполагают, что мозг опирается на абстрактный и условный код, похожий на случайный шифр: скажем, [1296] – это слово «зрение», а [3452] – это «трение». Однако современные исследования говорят в пользу другой гипотезы. Каждое написанное слово, по всей вероятности, кодируется иерархическим деревом. В нем буквы объединены в более крупные единицы, которые, в свою очередь, сгруппированы в слоги и слова. Точно так же человеческое тело можно представить в виде совокупности ног, рук, туловища и головы, состоящих из более простых частей. В мозге человека каждое написанное слово кодируется иерархическим деревом, в котором буквы объединены в более крупные единицы, а те, в свою очередь, сгруппированы в слоги и слова.
В качестве примера мысленного разложения слов на значимые единицы разберем английское слово «unbuttoning» («отстегивание», «расстегивание»). Сначала уберем приставку un- и характерный суффикс или грамматическое окончание – ing. Оба обрамляют центральный элемент – корень «button». Все три компонента называются морфемами – мельчайшими единицами, несущими некий смысл. На этом уровне каждое слово характеризуется особой комбинацией составляющих его морфем. Разбиение слова на морфемы позволяет нам понимать даже те слова, которые мы никогда раньше не видели, например «reunbutton» (буквально – «снова отстегивать»; приставка re- предполагает повтор действия) или «deglochization» (приставка de- обозначает отмену, прекращение
