Ключом к чтению являются связи в мозге

связи в мозге

Связи в мозге, существующие до того, как дети научатся читать, могут определять развитие области распознания слов в мозге.

Новое исследование МТИ обнаружило, что в области мозга, отвечающей за чтение, имеются связи для этого навыка еще до того, как дети научатся читать.

Сканируя мозг детей до и после обучения чтению, исследователи обнаружили, что они могут предсказать точное место, где будет развиваться область визуальных словоформ (visual word form area или VWFA), на основе связей этой области с другими частями мозга.

Нейробиологов давно интересовало, почему мозг имеет область, отвечающую только за чтение – навык, который уникален для человека и развился всего лишь около 5 400 лет назад, что недостаточно для того, чтобы эволюция видоизменила мозг конкретно для этой задачи. Новое исследование предполагает, что зона VWFA, расположенная в области, которая получает визуальный сигнал, имеет изначально существующие связи с участками мозга, связанными с обработкой языка, что делает ее идеально приспособленной для чтения.

«Долгосрочные связи, которые позволяют этой области общаться с другими частями мозга, по-видимому, стимулируют эту функцию, – говорит Зейнер Сайгин, постдок в Институте исследования мозга Макговерна в МТИ. – Насколько мы можем судить, в этой большой веретенообразной области мозга только область чтения имеет эти особые наборы связей, и именно этим она отличается от прилегающей коры».

Сайгин является ведущим автором исследования, которое опубликовано в выпуске журнала Nature Neuroscience от 8 августа 2016 года. Главным автором работы является Нэнси Канвишер, профессор-стипендиат Уолтер А. Розенблит из отдела когнитивных нейронаук МТИ и института исследования мозга Макговерна.

Специально для чтения

Кора головного мозга, где осуществляются основные когнитивные функции, имеет области, специально предназначенные для чтения и распознавания лиц, понимания языков и многих других задач. Нейробиологи выдвинули гипотезу о том, что расположение этих функций может определяться уже существующими связями с другими частями мозга, но у них было мало возможностей проверить эту гипотезу.

Чтение представляет собой уникальную возможность изучить этот вопрос, так как ему обучаются не сразу, что дает ученым шанс изучить область мозга, которая станет зоной VWFA до того, как дети научатся читать. Эта область, расположенная в веретенообразной извилине, в основании мозга, отвечает за распознавание цепочек букв.

Дети, участвующие в исследовании, прошли сканирование дважды – в возрасте 5 лет, до обучения чтению, и в возрасте 8 лет, после того как научились читать. При сканировании в восьмилетнем возрасте исследователи четко определили зону для каждого ребенка, используя функциональную магниторезонансную томографию (fMRI) для измерения активности мозга, когда ребенок читает. Они также использовали способ, называемый диффузно-взвешенным изображением, чтобы проследить связи между зоной VWFA и другими частями мозга.

При проведении fMRI исследователи не обнаружили свидетельств того, что зона VWFA реагировала на слова в возрасте 5 лет. Тем не менее область, которая должна была стать зоной VWFA уже отличалась от прилегающей коры схемами связей. Эти схемы были настолько характерными, что их можно было использовать для точного предсказания того, где именно позже разовьется зона VWFA у каждого ребенка.

Хотя область, которая станет зоной VWFA, не реагирует в первую очередь на буквы в возрасте 5 лет, Сайгин говорит, что она, вероятно, вовлечена в какое-то распознавание объектов высокого уровня, до того как будет задействована для распознавания слов, когда ребенок учится читать. Все еще неизвестно, как и почему мозг формирует эти связи на ранних этапах жизни.

Существующие связи в мозге

Канвишер и Сайгин обнаружили, что зона VWFA связана с областями языка мозга взрослых, но новые данные, полученные от детей, дают достоверное свидетельство того, что эти связи существуют до обучения чтению и не являются результатом обучения чтению, согласно Станисласу Дехаену, профессору и председателю отделения экспериментальной когнитивной психологии в Коллеж де Франс, который написал комментарий к работе для Nature Neuroscience.

«Чтобы действительно проверить гипотезу о том, что зона VWFA обязана своей специализацией существующей схеме связей, было необходимо измерить нейронные связи в мозге детей до того, как они научатся читать, – написал Дехаен, который не участвовал в исследовании. – Хотя многие дети в возрасте 5 лет еще не имеют зоны VWFA, связи, которые уже имеются, могут быть использованы для предсказания расположения зоны после их обучения чтению».

Группа МТИ в настоящее время планирует изучить, может ли этот вид сканирования мозга помочь в выявлении детей, которые подвержены риску развития дислексии и других проблем чтения.

«Действительно важно иметь возможность предсказать функциональное развитие на три года вперед, – сказал Сайгин. – Использование нейровизуализации может помочь людям, еще до того, как появится проблема».

Энн Трафтон | Пресс-центр МТИ