Математические и языковые операции в мозгу полностью разделены

Представьте, что вам нужно покрасить забор вокруг дачи. Перед этим его следует очистить от старой краски. В одиночку вы справитесь с работой примерно за восемь часов. Ваш сосед предлагает помощь: он говорит, что за некоторую плату сделает всё за пять часов. Предложение соблазнительное, но что если вы будете работать вместе? Тогда на работу уйдёт ещё меньше времени.

Нам постоянно приходится сталкиваться с подобными задачами. Например, планируя день со множеством поездок, мы решаем, как нам везде успеть и потратить минимум времени. Подобные ситуации заставляют нас заниматься математикой, только математика эта выражена в конкретных бытовых примерах и пользуется обычными словами и синтаксическими конструкциями. И порой тут сложно сказать, где заканчивается обычный язык и начинаются арифметика с алгеброй. На этот счёт существует влиятельная психологическая гипотеза о том, что математические способности возникли на базе речевых. То есть сначала возник язык, умения составлять из бессмысленных звуков осмысленные слова, а из слов — предложения, а потом эти же языковые операции приспособились для математических операций с символами.

Из этой гипотезы следует, что языковые и математические операции должны — хотя бы отчасти — выполняться в одних участках мозга. Пусть сейчас сугубо математические процессы и отделены от чисто речевых, что но если представить математику в виде вот такой словесной задачи с забором, краской и двумя соседями? По идее, арифметические действия в этом случае должны попасть в языковые области, отвечающие за комбинацию слов и т. п.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Принстонского университета (оба — США) и британского Университета Шеффилда проверили это экспериментально. Испытуемые должны были решить ряд задач, одни из которых предлагались в математических символах, другие описывались словами. Среди словесных задач были, например, такие. Человек одновременно видел два предложения — «Джон дал Сэму десять монет» и «Десять монет Сэм получил от Джона», — и нужно было сказать, одинаковый или разный смысл у этих фраз.

Очевидно, что в этом конкретном случае смысл двух предложений одинаков, различаются они лишь синтаксисом. Учёных интересовало, какая зона мозга будет выполнять сравнение — математическая или языковая (напомним, что похожее задание предлагалось и в математико-символьном виде). Активность мозга наблюдали с помощью фМРТ. В статье, опубликованной в Psychological Science, исследователи делают однозначный вывод: любая математика, независимо от способа выражения, попадает в математические зоны мозга. Хотя задания и были написаны словами, их обработка в мозгу полностью отличалась от того, как обрабатываются словесные конструкции без математического смысла.

Разумеется, такой способ проверки — через словесное описание математических действий — может вызывать критику, и скептики возразят, что это сейчас языковые и математические операции полностью разделены, а изначально они всё равно могли находиться в одной области. На это можно возразить, что человеческий вид ещё не настолько стар, чтобы полностью утратить нейронные связи между математическим и языковым способностями, которые когда-то могли быть объединены в мозговой центр.

Подготовлено по материалам Association for Psychological Science.
science.compulenta.ru