Молодой австрийский студент-медик Франц Йозеф Галль (1758–1828) отличался не только своей выдающейся памятью, но и выступающими глазами. Он полагал, что эти два феномена взаимосвязаны – ведь способность узнавать и запоминать слова сидит в лобной доле. Поэтому он предположил, что форма черепа соответствует форме мозга. Чем способнее человек в чём-то, тем больше растёт зона, которая отвечает за это. А так как череп не растёт, она на него давит. В случае самого Галля лобные доли выдавливали глаза из черепа.
Чтобы доказать свою теорию, Галль собрал черепа сотен людей, измерил их и сравнил с типами личности, их особенностями и способностями. Он выделил у людей 27 областей с разными функциями, а у животных – 19. Он утверждал, что нашёл зоны, отвечающие за убийства, агрессию и даже Бога. Так зародилась псевдонаука френология, методы Галля были далеки от научных.
Мари-Жан-Пьер Флуранс (1794–1867) – французский физиолог и бывший последователь Галля – был убеждён, что части мозга взаимодействуют друг с другом. Из этого взаимодействия возникают разные качества. Он вскрывал череп живым птицам и слой за слоем удалял кору мозга. В каком бы месте мозга он ни начинал это делать, сначала никакие функции не казались повреждёнными и не отказывали. И только когда он добирался до более глубоких слоёв, птицы умирали в агонии. Так он доказал, что высшие функции расположены не в чётко ограниченных зонах, а рассредоточены по коре[2].
Глава 1. Язык и мозг – первые доказательства
Как впервые нашли язык в мозге
Если бы вы были древним греком или римлянином и вдруг не смогли говорить, доктор прописал бы вам массаж языка или полоскания горла. И всё! Потому что тогдашние медики полагали, что нашу речь контролирует язык – орган во рту – и причину всех проблем с речью надо искать именно там.
Правда, древнеримский врач Гален из Пергамона (129–216 до н. э.) считал, что мозг управляет речью. Он выяснил это интересным образом, разделяя нервы, которые ведут к гортани. Как результат, мускулы речевых органов парализованы, и человек больше не говорит. Эти нервы идут из мозга, а значит, речь управляется оттуда. Интересно, эти люди были добровольцами?
В Средние века диагноз врача мог быть одним из двух – либо паралич голосовых органов, либо расстройство разумной души, которая управляет их движениями.
В 1770 году Иоганн Геснер написал в своей работе, что при афазии человек не может найти правильные слова для своих мыслей и представлений из-за поражения мозга инфекционной болезнью.
Пальма первенства в обнаружении языка в мозге принадлежит французскому неврологу Полю Брока в 1861 году. Но предположения о возможном местонахождении языка выдвигали уже за 30 лет до него. В 1836 году французский врач Марк Дакс обнаружил, что нарушения речи вызваны повреждениями левого полушария мозга. Он представил своим коллегам на конгрессе медицинские случаи людей с повреждениями левой лобной доли и проблемами с речью. Однако на них никто не обратил внимания. Имя Марка Дакса так бы и кануло в Лету, если бы не его сын Густав, который опубликовал работы отца. В 1848 году Жан-Баптист Буйо – тоже врач, который искал речь в мозге – во время жарких дебатов в Королевской академии медицины в Париже пообещал 500 франков тому, кто приведёт пример тяжёлого нарушения в передней части мозга без нарушений речи.
11 апреля 1861 года в парижскую клинику Биситре доставили 51-летнего сапожника Леборна. С юности он страдал от эпилептических припадков. А в 30 лет начались проблемы с речью. Он произносил лишь
В этом же году к Брока поступил ещё один пациент с похожей проблемой. Месье Лелонг на протяжении девяти лет произносил только пять слов. Его вскрытие выявило поражение мозга меньшего размера, чем у месье Тана, но с более чёткими границами. Врач заключил, что в третьей лобной извилине слева находится центр речи[3].
Поль Брока законсервировал мозги обоих пациентов в спирте и передал их в Парижский музей. В 2007 году команда учёных под руководством Нины Дронкерс просканировала их в магнитно-резонансном томографе (МРТ). Оказалось, что мозг Леборна и Лелонга был повреждён сильнее, чем предполагал Брока.
Центр понимания речи обнаружил молодой немецкий врач Карл Вернике (1848–1905). 7 октября 1873 года он работал в больнице в Бреслау, куда доставили 75-летнюю пациентку. Медперсонал сначала принял её за глухую. Через несколько дней Вернике понял, что старушка всё же слышит, но не понимает речь. Говорила она какую-то белиберду – бессмысленную, но грамматически правильную речь. Через два месяца пациентка умерла. При вскрытии Вернике увидел вместо левой первой височной доли желтоватую кашу.
Центры производства и понимания речи получили имена открывших их исследователей – Брока и Вернике соответственно.
Первая модель языка в мозге
Чтобы понять, как работают сложные системы, учёные создают их упрощённые копии – модели. Они собирают данные, описывают, как происходит тот или иной процесс. Выдвигают гипотезы, что и как может ещё происходить. И проверяют их на моделях.
Самую первую модель обработки языка предложил Карл Вернике 140 лет назад. В 1874 году – на тот момент ему было всего 26 лет – он опубликовал диссертацию, в которой первым описал сенсорную афазию, обобщил и проанализировал свои наблюдения и находки Брока. Многое из того, что он предположил в своём труде, подтвердилось много лет спустя.
Вернике считал, что моторный и сенсорный центры речи соединяются друг с другом напрямую и обмениваются информацией через нервные пути. Благодаря этому ребёнок может повторять слова за взрослыми. Слово – это шаблон, состоящий из звуков, которые мы слышим, и движений для его произнесения. Зона Вернике сравнивает последовательность звуков с командами, которые хранит центр Брока, а также с их определённым значением. Центр Брока отправляет команды на произнесение слов в моторные зоны, управляющие движениями мускулов рта, губ, языка и других речевых органов. Он связывает звуковую форму с движениями.
Но где в мозге проходит этот путь? Первое предположение Вернике – через островковую долю, которая прячется внутри мозга. Позже оказалось, что эту задачу выполняет другой путь – дугообразый пучок – толстый канат из нервных волокон, проходящий сверху над зонами Брока и Вернике. Когда повреждён этот пучок, люди не могут повторять новые и незнакомые им слова.