Когда человек читает, его взгляд скользит по строке почти автоматически. Кажется, что смыслы просто появляются в голове. Но на уровне мозга чтение — цепочка быстрых процессов. Сначала распознаются буквы, затем они объединяются в слоги и слова, а после слово связывается со значением. Каждая стадия активирует разные области коры головного мозга. При этом для одних слов путь чтения оказывается короче, чем для других. Это зависит от частотности слова (насколько часто оно встречается в языке) и от возраста, в котором оно усвоилось.
В психолингвистике давно обсуждается идея двух путей чтения: быстрый путь для знакомых слов и более медленный — для незнакомых сочетаний букв. Ее подтверждали и поведенческие эксперименты, и нейролингвистические исследования. Но исследований о том, какие области коры включаются при чтении слов разной частотности и как этот процесс меняется у детей, у которых система чтения еще формируется, было немного, и их результаты были противоречивы.
В новом исследовании сотрудники Центра языка и мозга ВШЭ использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) — метод, который фиксирует мозговую активность с точностью до миллисекунд и позволяет определить, в каких участках коры возникает сигнал. Исследователи анализировали две характеристики сигнала: амплитуду (насколько сильно активируется область мозга) и время пика сигнала (через сколько миллисекунд после появления стимула амплитуда достигает максимума). Исследование опубликовано в журнале Psychophysiology.
Это одно из первых исследований, где взрослые и дети выполняли одно и то же задание на чтение слов, что позволило сравнить, как созревают быстрый и медленный маршруты чтения. В эксперименте участвовали 30 взрослых и 30 детей 7-12 лет, все носители русского языка без нарушений чтения. Участники читали про себя высокочастотные слова (сумка, ручка, диван), редкие слова (карцер, реагент, сводка) и псевдословa (смейф, кифил, пузуч).
Результаты в обеих группах показали, что чем выше была частотность слова, тем меньше амплитуда мозгового сигнала и тем раньше наступал момент его наибольшей активности, то есть этап, на котором слово уже распознается. Также при чтении высокочастотных слов быстрее активировались височные области, связанные с распознаванием и пониманием слов. Для слов с более низкой частотностью и псевдослов реакция была более выраженной и разворачивалась дольше, несмотря на то, что работала та же самая сеть областей. Эти результаты хорошо вписываются в идею двух маршрутов чтения: знакомые слова проходят по короткой траектории, а незнакомые — по более трудоемкому пути.
С другой стороны, детям для обработки тех же стимулов требовалось гораздо больше времени и привлечение большего числа ресурсов. У детей задержка накапливалась по мере продвижения обработки слова. Ранняя зрительная реакция в затылочной коре возникала почти одновременно у взрослых и детей (около 70-130 миллисекунд). На следующем этапе, связанном с анализом буквенных последовательностей, пик активности у детей сдвигался примерно на 40-60 миллисекунд. А на позднем этапе, на котором подключаются области, связанные с фонологической и смысловой обработкой, задержка достигала уже 150-200 миллисекунд по сравнению со взрослыми.
Амплитуда сигналов у детей была выше: чтобы обработать то же слово, развивающемуся мозгу требовалось больше ресурсов. Различия были и при чтении высокочастотных слов: именно они сильнее всего демонстрировали разрыв между зрелой и формирующейся системой чтения. Важно, что исследователи обнаружили частотный эффект и в верхней височной области у детей. Это говорит о том, что лексический, быстрый путь чтения уже начинает работать, но пока еще неустойчив. Еще один важный результат был связан с интерпретацией псевдослов.
«У детей псевдословa вызывали такую же затратную реакцию, как и редкие настоящие слова, — возможно, потому, что и те и другие мозг обрабатывает по частям. Отсутствие четкой разницы между этими двумя категориями говорит о том, что быстрый, автоматический способ чтения у детей еще не сформировался», — пояснила один из авторов статьи, младший научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Татьяна Больгина.
При этом сами области, которые активировались у детей и взрослых, были почти одинаковыми. Различались не карты активации, а скорость и интенсивность работы мозга. Исследование показывает, что основные механизмы чтения формируются рано, но постепенно становятся более экономными, точными и быстрыми. Полученные данные о реакциях мозга могут стать ориентиром для понимания развития навыков чтения.