После смерти своего пациента Вернике произвел вскрытие тела и обнаружил, что задняя теменная и височная доли левого полушария повреждены. Ученый, которому тогда было всего 26 лет, сделал вывод, что этот участок, расположенный рядом со слуховой корой, задействован в понимании устной и письменной речи. В 1874 году Вернике опубликовал свою самую важную работу – «Афонический симптомокомплекс», связав в ней афазию с повреждениями в головном мозге конкретного участка. Он получил название зоны Вернике, а подобные случаи стали называться афазией Вернике.
Кроме того, Вернике сформулировал так называемую теорию локализации. Он предположил, что разные области мозга контролируют разные типы поведения и взаимодействуют между собой, что приводит к появлению других, более сложных видов деятельности. Так, например, при обмене информацией между зонами Брока и Вернике «рождается» язык.
Аркуатный пучок
Как же взаимодействуют зоны Брока и Вернике? Это происходит при помощи аркуатного, или дугообразного, пучка – группы нервных волокон, по которым информация от слуховой коры поступает к моторной и обратно (рис. 4). Впервые этот путь коммуникации между речевыми центрами мозга описал американский невролог Норман Гешвинд, живший в середине ХХ века.
Рис. 4. Схематичное изображение зоны Брока, зоны Вернике и соединяющего их аркуатного пучка
Если аркуатный пучок повредить, то у человека появятся проблемы: сохраняя способность понимать устную и письменную речь, он не сможет повторить слова, которые услышал или прочитал. Такой пациент будет говорить с ошибками, и, осознавая это, самостоятельно исправить их он не сможет.
Модель неврологической основы речи, согласно которой способность человека владеть языком обеспечивают зоны Брока и Вернике, соединенные аркуатным пучком, называют классической моделью Вернике – Гешвинда. В свое время она стала революцией в науке и до сих описывается во многих учебниках. Но значит ли это, что она так же верна, как считалось десятилетия назад?
Рис. 5. 3D-модель аркуатного пучка, соединяющего зоны Брока и Вернике. Метод, при помощи которого сделано изображение, называется диффузионно-тензорной трактографией (разновидность МРТ). Снимок стал финалистом конкурса научной фотографии Wellcome Image Award в 2017 году.
Источники: Stephanie J Forkel and Ahmad Beyh, Natbrainlab, King's College London; Alfonso de Lara Rubio, King's College London
Не все так просто
Время шло, ученые открывали всё новые зоны мозга, вовлеченные в процесс обработки и продуцирования речи, и узнавали все больше о взаимодействии областей Брока и Вернике. Так, например, дискуссии о том, есть ли у нас в мозге специальная область, отвечающая за чтение, ведутся почти 200 лет. На этот вопрос пытались ответить и Карл Вернике, и Жан-Мартен Шарко – всемирно известный специалист по неврологическим болезням, живший в XIX веке.
В 2016 году ученые исследовали головной мозг пациентов, проходивших лечение от эпилепсии, – для поиска эпилептического очага им вживили электроды в область левой срединной веретенообразной извилины. Можете не запоминать ее название. Для нас важно лишь то, что эта извилина находится в том месте, которое называют областью визуальной словоформы (англ. visual word form area). Предполагалось, что эта область участвует в распознавании письменной речи – помогает связывать изображения букв и слов с их звучанием и значением.
При помощи электродов ученые получили возможность напрямую воздействовать на нужную область, стимулируя нейроны электрическим током и тем самым нарушая их работу. Оказалось, что, если мешать веретенообразной извилине нормально функционировать, пациент теряет способность понимать написанный текст. При этом неврологи отмечали, что он по-прежнему мог называть предметы и распознавать лица. Тем самым ученые подтвердили, что область визуальной словоформы действительно очень точно «настроена» именно на распознавание символов письменной речи.
Но это еще не все. Исследователи также выяснили, что «настройка» этой области работает только у грамотных людей – тех, кто умеет читать и писать. Поэтому в ученом сообществе бытовала гипотеза, что в начале жизни человека область визуальной словоформы ничем не отличается от других частей зрительной коры головного мозга, отвечающих за распознавание любых окружающих нас объектов и лиц. Специализация же на тексте возникает по мере того, как ребенок учится говорить, читать и писать.