Некоторые люди не различают лиц: они могут отличить один объект от другого, но все лица кажутся им одинаковыми[302]. Крайне редко встречаются люди, не различающие голоса[303]. Неспособность узнавать лица называется прозопагнозией, а неспособность узнавать голоса — фонагнозией. В одном любопытном интервью пациент с таким нарушением объясняет, что никогда не знает, с кем говорит по телефону, хотя все остальные, похоже, узнают его собственный голос[304]. Он даже высказал такую гипотезу: его голос настолько отличается от остальных, что людям не составляет труда узнать его по телефону. Как же этот человек выходит из затруднительного положения? Ему приходится ждать, пока собеседник не скажет что-нибудь о его братьях или о доме, — и только после этого он понимает, что незнакомый голос на другом конце провода принадлежит его матери. Голос очень важен для эффективного взаимодействия с другими людьми. Если у вас проблемы со слухом, даже слуховой аппарат не всегда поможет вам узнать по телефону голос внучки, и вы можете попасть в неловкую ситуацию. Современные слуховые аппараты предназначены для передачи слов, но они нуждаются в совершенствовании, чтобы передавать индивидуальные оттенки голоса, эмоции и намерения.
За распознавание лиц отвечают определенные области мозга[305]. Измеряя активность нейронов в этих зонах, мы можем выделить визуальные признаки, свойственные лицам[306]. Если лишить изображение лица этих признаков, оно перестанет вызывать активность нейронов. Но нам до сих пор неизвестно, какие области мозга отвечают за распознавание голоса. Обладай мы этой информацией, на основании реакции нейронов на голос мы могли бы определить акустические признаки, необходимые для распознавания голоса, а затем разработать такие слуховые аппараты, которые будут передавать эти признаки.
Для начала я предлагаю сосредоточиться на главных особенностях голоса, которые передают понятную нам информацию о половой принадлежности собеседника, его эмоциональном состоянии и романтическом интересе. Мы все способны посредством голосовой коммуникации определять пол другой особи нашего вида и оценивать возможность образовать пару. В этой функции голосовой коммуникации главную роль играет древняя часть переднего мозга позвоночных, получившая название центрального ядра миндалины (CeA), поскольку у нее есть доступ к нейронным цепям заднего мозга, участвующим в формировании эмоций[307]. Вполне возможно, что именно CeA отвечает за распознавание голоса.
У макак-резусов многие нейроны в CeA активируются как звуками, используемыми при социальных взаимодействиях, так и сопутствующим выражением лица[308]. Летучие мыши, как и обезьяны, используют особые низкочастотные сигналы для общения в разных социальных ситуациях[309]. Звуковая информация, содержащаяся в социальных сигналах, передается из заднего мозга в передний. Разные нейроны CeA в переднем мозге реагируют на разные сигналы[310]. Кроме того, CeA, по всей видимости, определяет голосовую реакцию, поскольку электрическая стимуляция этой зоны вызывает генерацию социальных сигналов[311]. CeA иногда называют автономной миндалиной, поскольку центральное ядро управляет нервными цепями заднего мозга, отвечающими за автоматические изменения частоты дыхания, пульса и кровяного давления, которые сопровождают эмоции и возбуждение[312]. Эта связь между звуковосприятием, звукоизвлечением и эмоциями помогает понять, как звук воспринимается мозгом. Наша миндалина, например, возбуждается от крика ребенка, и особенно сильно эти звуки действуют на мать[313].
В экспериментах по изучению голоса часто используется еще одно позвоночное — шпорцевая лягушка, поскольку социальная коммуникация у этого вида осуществляется только посредством звука. Около 150 миллионов лет назад, когда Африка и Южная Америка были единым континентом Гондваной и предки шпорцевой лягушки жили на суше только во взрослом состоянии, эта лягушка перешла к полностью подводной жизни, а ее гортань и нейронные цепи заднего мозга, управляющие извлечением звука, изменились, чтобы приспособиться к новым условиям[314]. Лягушке пришлось модифицировать нейронные цепи заднего мозга, унаследованные от сухопутных предков, чтобы задерживать дыхание при звукоизвлечении и не захлебываться[315]. Нейронные цепи заднего мозга настолько критичны для жизни животного, что их очень трудно изучать; одно неверное движение экспериментатора приводит к смерти лягушки. К счастью, архитектура нейронных цепей заднего мозга одинакова у всех позвоночных, в том числе у лягушек, птиц, летучих мышей, обезьян и людей. У шпорцевых лягушек эти нейронные цепи изучать легче, потому что их мозгу не требуется кислород, получаемый с помощью дыхания. Мозг, извлеченный из лягушки и помещенный в емкость с нейромодулятором серотонином, можно заставить «петь» — генерировать паттерны нервной активности, соответствующие паттернам при реальных звуках, издаваемых лягушкой[316]. Мы выяснили, что стимуляция CeA изолированного мозга шпорцевой лягушки вызывает пение еще и потому, что эта область активирует нейронные цепи заднего мозга, которые вырабатывают разные звуковые последовательности[317]. В реальности у самцов лягушки повреждение CeA приводит к социально неадекватной реакции на сигналы (фонагнозия лягушек). Обычно самец отвечает на песню готовых к размножению самок пылкой ответной песней. Но самец с поврежденным CeA умолкает, когда слышит голос самки, хотя обычно такое случается только тогда, когда он слышит другого самца, своего соперника. Для шпорцевой лягушки неповрежденный CeA необходим, чтобы отличать голос самца от голоса самки. Эксперименты с животными, эволюционно далекими от нас, показывают, что способность извлекать из звуковых сигналов социальную информацию, вызывающую эмоции, определяется древним отделом мозга — автономной миндалиной, или CeA.
В плаче ребенка мы мгновенно распознаем элементы голоса; у нас, как и у лягушек, эта способность врожденная. Чтобы понять, как мы учимся различать голоса, снова обратимся к птицам, которые учатся узнавать голос партнера. Самец и самка зебровой амадины образуют постоянную пару и узнают друг друга по голосу[318]. В гнезде пара зебровых амадин тихо «разговаривает», распределяя обязанности по уходу за птенцами на текущий день[319]. Если один из партнеров медлит с выполнением своих обязанностей, то темп переговоров возрастает и очередность сменяется чаще. Исследователям удалось выявить области мозга амадин, которые отвечают за обучение более сложным звуковым сигналам коммуникации (брачным песням)[320], но мы все еще не знаем, какие области участвуют в формировании простых звуков, используемых для узнавания партнера и переговоров с ним. Готова поспорить, что CeA птиц также играет важную роль в узнавании голоса партнера. Чтобы проверить эту гипотезу, мы с коллегами из Колумбийского университета записываем реакцию на звук в CeA птиц, а с коллегой из Университета Южной Дании фиксируем звуковую реакцию CeA шпорцевых лягушек. Когда нам удастся выяснить, какие параметры звуковых сигналов вызывают возбуждение нейронов CeA, мы сможем провести чрезвычайно строгий тест, чтобы убедиться в значимости этих параметров, удаляя их из аудиозаписи и проверяя, узнает ли птица партнера.
При изучении таких животных, как зебровая амадина и шпорцевая лягушка, возникает ряд интересных вопросов. Можем ли мы выявить конкретные признаки звука, которые сообщают нейрону CeA лягушки: «Ты слушаешь самку, готовую к размножению»? Как нейроны в CeA, реагирующие на звук, связываются с другими цепями заднего мозга, чтобы сформировать адекватную звуковую реакцию? А жалобный писк птенцов активирует CeA родителей точно так же, как плач ребенка — мозжечковую миндалину матери? Понимание того, как мозг с помощью миндалины расшифровывает голосовую информацию, откроет новые возможности для изучения звуковой коммуникации и поможет объяснить, как появилась ее самая сложная форма — речь.
В ходе эволюции способность к чтению мыслей возникала как минимум дваждыГюль Дёлен
КОГДА РЕЧЬ ЗАХОДИТ О ЧТЕНИИ МЫСЛЕЙ, люди представляют себе могущественного волшебника, злого гения или внеземную форму жизни. На самом деле мы ежедневно читаем мысли других людей. Возможно, вы читаете эту книгу в метро, а свободных мест в вагоне нет, так что вам приходится стоять. Вагон дергается и раскачивается. Краем глаза вы замечаете, что один из сидящих пассажиров собирается выходить на следующей станции. Вы оглядываетесь, чтобы проверить, нет ли других людей, претендующих на освобождающееся место, и понимаете, что готовящегося к выходу пассажира больше никто не заметил. Поэтому вы, не привлекая внимания, подвигаетесь ближе. Как только пассажир встает, вы быстро проскальзываете на его место. Теперь можно устроиться поудобнее и продолжить чтение.