ГЛАВА ТРЕТЬЯ                                                ИНТЕГРАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ ЧТЕНИЯ

ЧТЕНИЕ И МОЗГ

Как было показано во второй главе, среди факторов, управляющих процессом чтения, можно выделить две группы: причинные, к которым относятся центральные механизмы мозга, и следственные — функции периферических концов анализаторов.

При обучении быстрому чтению по данной отечественной методике ставится задача воздействовать на обе группы факторов. Поскольку первопричиной, определяющей способ восприятия, скорость и эффективность чтения, являются функции механизмов мозга, то познание основных закономерностей его работы дает нам ключ к управлению процессом чтения.

Среди многочисленных загадок живой природы, над расшифровкой которых трудятся многие поколения ученых, пожалуй, самой сложной является деятельность головного мозга.

Еще в середине прошлого века физиология вплотную подошла к исследованию головного мозга как главного центра управления организмом. Монография выдающегося русского ученого И.М.Сеченова “Рефлексы головного мозга” положила начало рассмотрению головного мозга как сложной интегративной системы.

В трудах основоположника отечественной физиологии уже тогда было показано значение управляющих процессов, которые сейчас получили название обратной связи.

Академик И. П. Павлов и его многочисленные ученики и последователи создали стройное учение о высшей нервной деятельности, получившее мировое признание. Продолжая исследования И. М. Сеченова, И. П. Павлов изучал механизмы прижизненного возникновения нервных связей между внешней средой и поведением организма. Его интересовал механизм формирования нового опыта, навыка, который регулирует взаимодействие человека с внешним миром. Тем самым были заложены основы научного понимания роли коры больших полушарий головного мозга как центра управления условными рефлексами.

В связи с развитием кибернетики возникли новые возможности и пути исследования головного мозга. Центральная нервная система была объектом первых кибернетических исследований и основателя этой науки Н. Винера (США), приведших к формулировке фундаментальных кибернетических концепций. Сегодня почти нет области нейрофизиологии, где бы не использовался кибернетический подход. В самостоятельную область вылилось новое направление физиологической науки — нейрокибернетика. Она изучает вопросы передачи, хранения и переработки информации в центральной нервной системе человека и животных. Большое значение для ее развития имела общая теория функциональных систем, разработанная акад. П. К. Анохиным.

Однако, несмотря на значительные успехи в объяснении основных механизмов работы мозга, и сегодня остаются неясными многие даже и общие закономерности его работы как органа мышления, как центра, объединяющего отдельные части тела в единый организм и определяющего его целенаправленное поведение.

Головной мозг человека давно привлекает внимание ученых и инженеров, работающих в области создания искусственного интеллекта. Головной мозг человека компактен, обладает небольшой массой и поразительно незначительным расходом энергии. Мозг человека содержит более 14 млрд. нервных клеток и имеет среднюю массу 1,2 кг, его объем 1,5 дм³, а энергетической мощности в электрическом эквиваленте он потребляет всего около 2,5 Вт. Это всего 3 лампочки карманного фонаря. Если сопоставить число активных нейронов головного мозга человека с общим числом логических элементов, содержащихся в современной ЭВМ (около 10 тыс.), то получим разницу в миллион раз. В одном кубическом сантиметре мозга содержится более 10 млн. активных нейронов. Таким образом, человеческий мозг является наглядным примером реального существования наиболее Эффективных и компактных методов микроминиатюризации в виде тонкопленочных структур. Но достоинства мозга заключаются не только в архитектуре сверхплотной многослойной укладки нейронов. Пожалуй, самая удивительная особенность мозга — функциональные программы, по которым он работает. Живой мозг использует такие методы алгоритмизации вычислений и параллельной ассоциативной обработки информации, которые даже трудно себе представить. В последние годы получены новые интересные данные о работе головного мозга, в частности на основе его изучения методами электрического раздражения с помощью вживленных в мозг микроэлектродов. Один из исследователей мозга, испанский ученый X. Дельгадо считает, что мозг новорожденного наряду с другими врожденными качествами потенциально способен к управлению процессами чтения, речи, изучения языков, к абстрактному мышлению и даже к моральным суждениям. Таким образом, имея генетический фундамент, вооружившись в детстве определенным запасом представлений о мире и научившись ими пользоваться, мозг взрослого организма может обнаруживать и порождать новые сочетания и новые представления, но необходимая для этого информация должна быть получена извне. У каждого человека процесс осознанной или неосознанной расшифровки картин внешнего мира, по-видимому, зависит в первую очередь от последовательных этапов перевода поступающей информации в подсистемы биохимических и электрических кодов; при этом создаются новые промежуточные материальные носители и их новые коды. Они в свою очередь активизируют новую последовательность электрических и биохимических процессов, с которыми и связаны скопления (популяции) специализированных нейтронов. Все эти представления, отмечает Дельгадо, гипотетичны, но они имеют то преимущество, что служат удобными рабочими гипотезами, которые можно подвергнуть экспериментальной проверке.

С 1962 г. исследования с помощью микроэлектродов, вживленных в мозг, проводятся в Советском Союзе в Институте экспериментальной медицины АМН СССР.

Экспериментальные данные о кодировании слов — важнейшая ступень к изучению тончайших мозговых механизмов психики человека. Они могут привести к разгадке механизма мозговых процессов, объясняющих и чтение. Интересные работы проведены в этом направлении также и известным польским исследователем Ю. Конорски. Изучая нейрофизиологические особенности интегративной деятельности мозга, он предположил существование так называемых гностических нейронов, отвечающих за отдельные фазы восприятия. Гностические нейроны формируют определенные гностические поля — хранилища понятий и образов слов. Разбирая механизм мозговых процессов, связанный с чтением текста, Ю. Конорски выдвинул предположение, что короткие последовательности букв, составляющие наиболее часто употребляемые слоги или слова, формируют свои гнезда гностических нейронов. При чтении текста эти морфемы воспринимаются целиком, не разлагаясь на отдельные фонетические элементы. Эксперименты показали, что такое восприятие звукокомплексов возникает лишь при условии, если сочетания букв имеют определенное расположение, а именно — стоят цепочкой в определенном порядке, например в тексте слева направо. Так, хорошо известное нам слово, но напечатанное вертикально или вразрядку, сразу не воспринимается. Наблюдения Ю. Конорски убедительно показали, что зрительные и слуховые образы символов-знаков имеют определенное представительство в мозге — каждое понятие размещается в своем гностическом поле. Так, поражения мозга, локализующиеся в затылочной области коры больших полушарий, сопровождаются избирательным нарушением способности распознавать буквы и слова при полном сохранении всех других компонентов восприятия семантической информации. Это заболевание получило название алексии.

Известный советский нейропсихолог, проф. А. Р. Лурия наблюдал один интересный случай подобного заболевания.

Талантливый инженер был ранен во время Великой Отечественной войны в голову. В результате ранения он потерял способность читать. Больной видел, но не узнавал букв. В то же время он мог писать — “двигательные образы” букв у него сохранились. Не пострадал и интеллект больного. Он продолжал работать инженером, но работать мог только с секретарем. Чтобы прочесть что бы то ни было, даже только что им самим написанное, ему нужен был помощник, читающий вслух. В таком состоянии раненый инженер попал в отделение проф. А. Р. Лурия, где врачи стали заново “строить” у него функцию чтения. Глядя на букву, больной не узнавал ее. Лишь обведя букву по контуру, он узнавал ее — узнавал не глазом, а рукой. Позже он уже не обводил букву, а воспроизводил ее контур мысленно. Затем он научился узнавать буквы и глазами, рисуя буквы пальцем руки, спрятанной в карман. Месяцы тренировки — и больной научился довольно бегло читать. Он вернулся к полноценному творческому труду конструктора, который теперь уже стал посилен ему без постоянного секретаря-чтеца.

Кажется, что потерянная функция восстановлена. На самом деле она не восстановлена, а заново (и по-новому) сконструирована в мозгу. Достаточно врачу сжать пальцы руки больного, как тот становится “неграмотным”. В его способности читать участвуют те области мозга, которые анализируют ощущения мышц и суставов пальцев руки.

О чем говорит этот пример? Он свидетельствует о том, что, говоря о локализации отдельных видов психической деятельности человека в определенных зонах мозга, следует понимать условность этого положения. Поэтому правильнее говорить о мозговой организации отдельных специфических Функциональных структур и их роли в осуществлении определенных видов деятельности.

Среди многих других проблем деятельности мозга для нас особенно интересна система программ извлечения значимой информации из окружающей среды. И именно здесь обнаруживается главная особенность живого организма — селективная адаптация, т. е. приспособляемость, которая делает наиболее очевидными преимущества человека перед современными ЭВМ. Человеческий мозг, для того чтобы переработать информацию, должен вначале ее себе добыть. Машине же информацию так или иначе подает человек в готовом виде. Мозг человека поставлен совсем в другие условия: он вынужден самостоятельно извлекать значимую информацию из окружающей среды, например из текста, т. е. из системы, организация которой не всегда ему известна.

Надежным посредником и критерием рациональности действий организма являются уровень автоматизма его движения и действия — так называемые стереотипные акты поведения. При чтении текста они носят характер целенаправленных действий в замкнутой кибернетической системе, модель которой мы рассматривали в предыдущей главе.

Итак, переработке информации мозгом должно предшествовать ее извлечение из внешней среды. О способах решения мозгом этой исходной задачи известно сегодня еще очень мало. Что же известно?

Современная нейропсихология выделяет три основных функциональных блока, три основных аппарата мозга, участие которых необходимо для любого вида психической деятельности человека, в том числе и чтения.

Первый — биоэнергетический блок тонуса. Он обеспечивает бодрствование коры и расположен в глубинных, ранее других сформировавшихся отделах мозга. Второй блок ведает приемом, переработкой и хранением информации. Место его локализации — в задней части больших полушарий. И наконец, лобные доли — блок, который ведает программированием и контролем всей деятельности мозга.

В первый блок входят верхние отделы ствола головного мозга, так называемая ретикулярная формация, обеспечивающая тот уровень бодрствования и активного внимания, без которого невозможна мозговая деятельность. Как показали многочисленные наблюдения, если опухоль или внутричерепное микрокровоизлияние затронет этот блок, у человека не нарушится ни восприятие, ни речь, ни мышление, но внимание, уровень бодрствования снизятся, изменится эмоциональная сфера в сторону ее обеднения. Зная особенности этого блока, выдающийся советский хирург, акад. Н. Н. Бурденко во время нейрохирургических операций соответствующим воздействием на мозг искусственно вызывал сон у больного, находящегося на операционном столе. Но механизмы первого главного Функционального блока не только тонизируют кору больших полушарий, но и сами испытывают ее влияние. Таким образом, существует тесная органическая связь этого блока с высшими отделами коры головного мозга.

Особый интерес представляет для нас второй функциональный блок мозга, обеспечивающий прием, переработку и хранение информации. Он состоит из аппаратов зрительной области (находится в затылочной части мозга), речевой (лобная извилина), слуховой (височная область мозга) и общечувствительной областей (теменная область мозга). Именно этот блок выполняет большую часть процессов, связанных с чтением.

Третий функциональный блок мозга — блок программирования, регуляции и контроля протекающей деятельности. Есть основания полагать, что именно здесь находится командный пункт, управляющий высшими Формами психической деятельности человека. Мы подчиняем процесс чтения определенной программе. Чтение, как сложный и взаимосвязанный процесс, складывается из восприятия и понимания читаемого, поэтому основным механизмом чтения на мозговом уровне является умение устанавливать звуко-буквенные соответствия по тексту и прогнозировать развертывания языкового материала по определенной мозговой программе. Эта функция принадлежит лобным долям коры. Если они повреждены, у человека не создается никакого замысла дальнейших действий. Известны записи акад. Н. Н. Бурденко, наблюдавшего больную с обширным поражением лобных долей. У нее были в порядке слух, координация движений, понимание, но только общего плана своей деятельности она никогда не имела. Она, к примеру, писала Н. Н. Бурденко письмо так: “Уважаемый профессор! Я хочу вам сказать, что я хочу вам сказать, что я хочу вам сказать...” и так четыре страницы повторов.

Какие же типы программ разрабатывает и реализует этот функциональный блок мозга? Как показал проф. Н. И. Жинкин, современные представления о работе мозга как семантического, т. е. смыслового, устройства допускают существование нескольких видов биологического программирования.

Для нас большой интерес представляет гипотеза о том, что всех людей по способу восприятия и переработки информации можно условно разделить на две группы: к первой группе (зрительный тип) относятся люди, у которых механизм переработки информации при чтении основан на прямых зрительных представлениях; ко второй группе (слуховой тип) — люди, у которых механизм переработки информации при чтении использует функционально-промежуточные, так называемые аудиовербальные зоны мозга, работающие по временному принципу. Здесь считываемая информация усваивается с помощью проговаривания, т. е. с помощью последовательного кода.

Чтение как вид речевой деятельности может функционировать только при достижении определенного уровня развития навыка, а именно уровня зрелого чтения взрослого человека, т. е. чтения, которое характеризуется автоматизмом обработки воспринимаемого печатного текста. Одной из основных предпосылок для овладения быстрым чтением на уровне речевой деятельности является симультанное — одномоментное — узнавание графического материала, т. е. слов.

Таким образом, люди, читающие быстро, используют более эффективные программы и коды при обработке зрительной информации в процессе чтения. В самом деле, чтение можно представить как поэтапный процесс перекодирования воспринимаемой информации. В том, что это действительно так, может убедиться каждый, понаблюдав за читающим человеком. Прочитав статью или книгу, обычно человек не помнит всех слов, встречающихся в тексте, и их расположение на страницах, но всегда может пересказать содержание своими словами. Человек запоминает текст не дословно, а другим, более сжатым способом. Здесь используется непосредственная и долговременная память. Это и есть перекодирование.

Очевидно, что способ перекодирования исходной информации у людей, читающих быстро, более экономичен и эффективен. Рисунок в шуточной форме иллюстрирует это положение. Значит, для овладения методом быстрого чтения необходимо развивать именно такой способ кодирования. Как же практически решить эту задачу? Как научиться новому способу кодирования информации и усвоить более эффективные программы умственных действий? На все эти вопросы дает ответ интегральный алгоритм чтения. Он служит фундаментом для построения новых, более эффективных программ умственных действий при чтении.