Kalba ir mąstymas: smegenų atskirtis ir afazijos pamokos

Įsivaizduokite, kad prarandate žodžius, bet ne protą. Du insultą patyrę žmonės, kurie vos galėjo kalbėti, vis tiek išsprendė sudėtingus galvosūkius, pastebėjo paslėptas taisykles skaičių sąrašuose ir užbaigė modelių matricų užduotis, viską atlikdami be sklandžios kalbos. Šis vienas stebėjimas privertė tyrėjus užduoti tiesmuką klausimą: ar mąstymas reikalauja žodžių?

MIT McGovern instituto neuromokslininkai ėmėsi to atsakyti. Vadovaujami Evelinos Fedorenko ir su postdoktorantės Hope Kean svarbiu indėliu, komanda sujungė retenybe pasižyminčius pacientų testus ir smegenų vaizdavimo tyrimus, kad atskirtų kalbą nuo logikos. Rezultatai, paskelbti PNAS, paneigia paprastą prielaidą, kurią daugelis iš mūsų nešėsi nuo universiteto filosofijos kursų: kalba ir abstraktus samprotavimas gali būti kaimynai, bet tai ne tas pats namas.

Kodėl tai iš pradžių atrodė įtikinama? Todėl, kad kalba ir logika rengiasi panašiai. Abi gali būti suskaidytos į dalis ir sujungtos į didesnes struktūras. Sakinį sudaro poskyriai; loginė taisyklė turi savo komponentus. Kai kurie mokslininkai ilgai įtarė, kad smegenys gali pakartotinai naudoti mechanizmus, kurie kuria sakinius, kad sudėliotų mintis. Kean pažymi, kad abstrakčios taisyklės dažnai atrodo ir elgiasi kaip lingvistinės struktūros, hierarchiškos ir sudėtinės, todėl ryšys atrodė intuityviai patrauklus.

Norėdami patikrinti, ar ta intuicija atitinka biologiją, komanda atliko du dalykus. Pirmiausia jie pritraukė du retus pacientus su sunkiąja afazija po insultų: žmones, kurie negalėjo suprasti ar vartoti įprastos kalbos. Tyrėjai sukūrė neverbalines užduotis, reikalaujančias atrasti ar pritaikyti taisykles, pavyzdžiui, apskaičiuoti transformaciją tarp dviejų skaičių sąrašų arba pasirinkti trūkstamą langelį geometrinių raštų tinklelyje. Dalyviai galėjo nurodyti atsakymus gestais ar piešiniais, tad rezultatai nepriklausė nuo žodžių.

Naujame tyrime neurotipinio dalyvio funkcinis smegenų skenavimas parodo aiškų atskyrimą tarp logikos (žalia) ir kalbos (raudona/geltona) aktyvacijos. 

Abu pacientai pasirodė tiek pat gerai kaip sveikų kontrolinių dalyvių grupė, net kai užduotys tapo labiau abstrakčios. Jie galėjo atpažinti paslėptas taisykles ir pritaikyti jas naujiems pavyzdžiams. Trumpai tariant: kalbos žlugimas nereiškė samprotavimo žlugimo. Vien tik elgesio duomenys jau sėkmingai paneigė idėją, kad simbolinė taisyklių indukcija reikalauja nepažeistos lingvistinės gebos.

Antra, komanda skanavo sveikus savanorius naudojant funkcinį branduolių magnetinio rezonanso vaizdavimą (fMRI), kol šie sprendė panašias loginio mąstymo užduotis. Skenavimo protokolas apėmė nepriklausomas užduotis kiekvieno asmens kalbos apdorojimo sričių žemėlapiui sudaryti ir taip pat nustatyti smegenų vadinamąjį daugelio užduočių (MD) tinklą, platų sisteminį tinklą, anksčiau susietą su sudėtingu, tiksline nukreiptu kognityviniu darbu. Loginiai žaidimai apėmė tiek indukcinius iššūkius (atrask paslėptą taisyklę), tiek dedukcinius silogizmus, sudarytus iš jei—tada teiginių.

Vaizdai pasakojo aiškią istoriją. Kai savanoriai atliko samprotavimo užduotis, klasikinės kalbos sritys tylėjo. Jos aktyvuodavosi sakinių užduotims, kaip ir tikėtasi, bet ne loginiam samprotavimui. Vietoje to indukcinės užduotys sukeldavo daugelio užduočių tinklo aktyvaciją. Dedukcinis samprotavimas pasirodė sudėtingesnis: jis nesukeldavo tokio pat MD aktyvacijos modelio, netikėtas niuansas, kurį Kean teigia reikalaujantį tolesnių tyrimų.

Kalba ir loginis mąstymas remiasi skirtingomis smegenų sistemomis.

Šio darbo pasekmės viršija grynai akademinę diskusiją. Klinikinėje plotmėje šie radiniai sustiprina tai, ką daugelis slaugytojų jau įtaria: afazija gali atimti iš žmogaus sklandžią kalbą, nesunaikindama gebėjimo sudėtingai mąstyti. Žmonės, kuriems sunku vartoti žodžius, vis tiek gali tvarkyti biudžetus, žaisti strateginius žaidimus ar vertinti pasekmes; kliūtis dažnai yra žodžių išraiška ir priėmimas, o ne būtinas intelektas.

Tai turi ir socialinių pasekmių. Kai neverbalūs pacientai vertinami pagal jų kalbą, galime nuvertinti jų sprendimo priėmimo kompetenciją. Fedorenko pabrėžia būtinybę mokyti gydytojus ir visuomenę, kad kalbos sunkumai nėra sinonimas kognityviniam nuosmukiui, nesvarbu, ar sunkumai kyla dėl insulto, raidos sutrikimų ar to, kad žmogus nėra gimtakalbis.

Tyrimas taip pat prisideda prie diskusijų apie dirbtinį intelektą. Dideli kalbos modeliai mokosi ir generuoja tekstą ir gali imituoti tam tikras samprotavimo formas. Tačiau žmogaus smegenys, regis, atskiria žodinį apdorojimą nuo kai kurių abstraktaus mąstymo rūšių. Lyginant inžinierinius sistemas su šia biologine architektūra gali paaiškėti, ką dabartiniai modeliai iš tikrųjų atlieka ir kaip ateities sistemos galėtų būti projektuojamos atskirti reprezentaciją nuo verbalizacijos.

Kean vadina pastangas žemėlapyje pažymėti, kur vyksta samprotavimas, „nauja fronte mąstymo geografijoje“. Tai tinkamas vaizdinys: mes vis dar tyrinėjame protinį kraštovaizdį, brėžiame sienas ten, kur anksčiau buvo tik prielaidos. Tyrimas neuždaro temos; jis tiesiog perbraižo žemėlapį ir ragina skaitytojus atidžiau pažvelgti, kaip iš tiesų atrodo mąstymas.

Jeigu kalba yra priemonė idėjoms pakuoti, šis darbas rodo, kad protas turi kitus, bežodžius variklius, tyliai verčiančius logikos krumpliaračius. Kaip pastebime ir vertiname tuos variklius — pacientuose, klasėse ar dirbtinio intelekto laboratorijose — išlieka klausimas, kurį verta spręsti.