Молодые ученые: нейролингвист Анна Юрченко

© Егор Слизяк

Чем занимается: нейролингвистика, метод вызванных потенциалов мозга.

Особые приметы: работает в Лаборатории нейролингвистики Высшей школы экономики, преподает немецкий язык на факультете филологии ВШЭ, в свободное время занимается аргентинским танго и рисованием.

Дополнительные материалы: профиль сотрудника в ВШЭ и основные публикации.

За свою жизнь мне уже пришлось много поездить, и как такового ощущения дома у меня нет. Мои родители с юго-востока Беларуси, они жили недалеко от Чернобыля. Когда случилась авария, мама с папой решили переехать в Вязьму, там я и родилась. А потом мы совершили путешествие от Вязьмы почти до польской границы, школу я заканчивала в Гродно. В это время у меня, конечно, не было никаких мыслей о том, кем я хочу стать и буду ли я заниматься наукой. Правда, помню, папа всегда мечтал о чем-то высоком: в три с половиной года он научил меня читать и сказал, что я поступлю в МГУ. Он сам всю жизнь увлекался физикой и химией, и мне, видимо, это передалось - в школе больше всего нравились эти предметы и математика. Мне всегда казалось интересным все логичное, стройное, то, чему есть объективные доказательства, а абстрактные рассуждения наводили скуку. Поэтому, например, несмотря на то что я и лингвист и занимаюсь языками, я не люблю филологию в чистом виде.

Но в школе до этих размышлений было еще далеко. Я упорно занималась физикой, выиграла районную олимпиаду и поступила в лицей, в физмат-класс . Тогда я первый раз уехала из дома, в сам Гродно, и с тех пор поменяла немало квартир и общежитий. После года обучения я поняла, что столько физики мне ни к чему, да и мальчишки как-то в разы лучше меня с ней справлялись, а мне захотелось побольше языка. Вообще, языки заинтересовали меня еще после первой детской поездки в Италию, я тогда загорелась итальянским. Но когда надо было выбирать вуз, я не могла пойти на отделение лингвистики: в Беларуси его просто не существует. И я поступила на экономический факультет Белорусского государственного экономического университета. Но это была скука. Учиться было так легко, что от нечего делать я занялась теннисом и высшей математикой - это какое-то время меня развлекало. Но потом я поняла, что не смогу всю жизнь просто считать числа по формулам. В этом, во-первых, никакой романтики, а с другой стороны, что меня ждало после окончания института? Возможно, место бухгалтера в каком-нибудь колхозе.

Наступило такое ощущение потерянности и пустоты, что я поняла: надо уезжать в Москву. Буду там жить на кефире и булочках, но уеду. И тогда, даже не закрыв сессию за первый курс, то есть лишив себя возможности вернуться, я отправилась поступать в МГУ на отделение теоретической и прикладной лингвистики. Неожиданно для себя я прошла конкурс из 100 человек на 20 бюджетных мест - и это притом, что в Беларуси нас серьезно не готовили к сочинению (там уже в то время везде было тестирование). Помогли уроки высшей математики и неплохой английский.

В МГУ меня определили в немецкую группу. На первом курсе я занималась анализом семантической группы "Еда" с точки зрения этимологии, на втором - категорией отрицания в немецком языке на основе теоретического и корпусного анализа, а на третьем у нас началась психолингвистика. И это было то, что нужно: здесь совместился мой интерес к естественным наукам, к медицине и физиологии, и к языку. А на четвертом курсе, предложив принимающей стороне проект, основанный на использовании метода вызванных потенциалов мозга для изучения восприятия языка, я уже уехала в Берлинский университет имени Гумбольдта на стажировку.

Получается, с того момента я и занимаюсь этим направлением нейролингвистики. И сейчас самое время рассказать, что это такое. Человеческий мозг, очевидно, реагирует на множество стимулов - электрические сигналы передаются от нейрона к нейрону. Метод вызванных потенциалов основан на записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая как раз и фиксирует электрическую активность мозга как реакцию на различные стимулы - звучащие/написанные предложения или картинки. В каждом отдельном эксперименте анализируется лишь отдельный аспект языкового восприятия - так постепенно исследуются маленькие звенья большой цепи.

Сложность состоит еще и в том, что нельзя прогнать эксперимент на одном испытуемом и выяснить все, что нам бы хотелось. Для того чтобы данные были надежными, нужна большая выборка. Кроме того, важно не только количество, но и качество данных - если кто-то во время исследования в критический момент моргает, хмурится или улыбается, это вызывает помехи, или артефакты, которые превращают результат в мусор. А чтобы получить общую картину происходящего, мы усредняем данные по всей выборке. Индивидуальный анализ тоже возможен, но исследование всех особенностей восприятия языка в отдельном мозге - это пока из нейролингвистики будущего.

Мне же, чтобы начать учиться этому методу, надо было переехать на время из Германии, где лекции по лингвистике оказались не очень интересными, в Голландию, в Университет Гронингена, где я, наконец, смогла добраться именно до "нейро". Первое и самое стойкое впечатление от страны: Голландия - это когда зонтик доставать бесполезно. Мне одолжили какой-то сломанный велосипед. И я помню, как в пальто, под жутким ливнем еле-еле ехала на нем, изо всех сил нажимая педали, а они не крутились. И следующий кадр: срывает цепь, я падаю на асфальт... Потом оказалось, что велосипед просто надо было смазать.

В лаборатории я начала с того, что просто помогала аспирантке из Индонезии надевать шапочки для ЭЭГ. Они были с электродами в виде коротких полых трубочек. При помощи шприца с тупой иглой надо было раздвинуть волосы под каждым электродом и залить в него гель. А потом я приступила к обработке данных одного эксперимента. Его целью было исследовать восприятие полярных единиц в голландском языке. Хорошим примером, объясняющим, о чем это, будут местоимения some и any из английского. В утвердительном предложении без отрицания употребляется, как известно, some, а в вопросительном или в сфере действия отрицания - any. Или возьмем русский язык. "Он ничего не сказал" - при сказуемом стоит отрицание и здесь можно употребить местоимение "ничто". "Он неожиданно придумал нечто удивительное" - утвердительное предложение без отрицания, используется местоимение "нечто". А в голландском языке есть наречия, чувствительные к отрицанию. На русский их грубо можно перевести как "очень".

Во время эксперимента испытуемым давали читать предложения, в которых была нарушена положительная (перед наречием, которое употребляется без отрицания, стояла отрицательная частица) или отрицательная (наоборот) полярность, и контрольные правильные предложения. Кроме того, были также использованы предложения с неполярным наречием с отрицанием и без него - оба варианта правильные. Последние нужны были для того, чтобы проверить, влияет ли отрицание само по себе на восприятие наречий. В нашем эксперименте оказалось, что нет. А вот на нарушение полярности реакция была очевидной. Мы изначально задались вопросом, одинаковы ли эти полярные единицы? Из одной ли они "компании"? И оказалось, хоть это функционально и похожие слова, воспринимаются они по-разному.

Предложения, где наречие должно было употребляться с отрицанием, но отрицания не было, вызывали эффект N400. Это потенциал, который возникает в верхней височной извилине левого полушария и является маркером семантической обработки. А предложения, где отрицания не должно было быть, но мы его вставили, вызывали эффект Р600 - показателя обработки синтаксического и морфосинтаксического аспекта языка, он отражает попытки человека провести реанализ и реконструкцию неправильного высказывания. Буквы N (negative) и Р (positive) - это направление изменения сигнала в ЭЭГ, а цифры 400 и 600 - это латентность, время (в миллисекундах) до амплитудного максимума потенциалов после предъявления стимула.

Но собрать данные - это только полдела. Потом идет долгий процесс обработки и анализа. И интересно, что для этого совсем необязательно знать язык - эксперимент программируется и потом все происходит автоматически. Есть два компьютера. На одном из них предъявляются стимулы. А когда возникает ключевое для исследования слово (если это слово), этот компьютер посылает метки второму, который записывает ЭЭГ. В соответствии с ними потом нарезается сигнал, фильтруется, убираются плохие отрезки и т.д. А затем данные надо статистически обработать. На этом этапе мы разбиваем электроды на группы и смотрим, где и когда эффект значим, а где нет. Метод вызванных потенциалов имеет очень хорошее временное разрешение (мы можем делать, к примеру, 500 измерений в секунду), но плохое пространственное, даже несмотря на то, что ЭЭГ-шапочка покрывает всю голову. Поскольку кора мозга извилистая, импульсы от нее могут идти под углом к поверхности головы, и сигнал из левой височной доли мы зарегистрируем, скажем, на темени или затылке справа. На ЭЭГ мы видим колебания - разной частоты и в разных направлениях. А вызванные потенциалы - это результат усреднения, эффект, который добавился к энцефалограмме. При большом количестве измерений то, что не привязано к исследуемому объекту, случайно и должно уничтожиться. А то, что значимо - остаться.

Процесс анализа требует знаний из физики, математики и физиологии. Мне повезло, здесь совместились все мои интересы. Да и притом первый свой анализ я делала совместно с Лори Стов, профессором из Гронингена, и Ольгой Драгой, которая теперь стала заведующей нашей лабораторией. А в 2013 году в журнале Neuropsychologia вышла наша статья (Processing polarity: ERP evidence for differences between positive and negative polarity), написанная в соавторстве с ними и некоторыми другими учеными из Голландии.

Это было исследование всего лишь полярных единиц, двух слов. Результаты эксперимента внесут, конечно, вклад в знания об особенностях их восприятия. Но чтобы сказать, как работают два слова из другой категории, нужно будет проводить новый эксперимент. Скептики считают, что мы так никогда и не поймем, как язык существует как целая система. Да, это правда, сейчас лингвисты занимаются скрупулезным изучением отдельных деталей, винтиков, из которых сложен механизм. И для стороннего наблюдателя это может показаться бесполезным. Что лучше: сидеть в лаборатории или реально помогать обществу реальной работой на заводе? Или кому нужна грамматика языка, на котором говорят 20 человек? Но на самом деле это как искусство. Никто же не спрашивает, зачем картины висят на стенах. Кроме того, я верю, что наука так и должна работать - результаты отдельных исследований аккумулируются и принесут свои плоды в будущем. Глупо ожидать от каждого дня, проведенного в лаборатории, мгновенной отдачи. И у меня все-таки есть надежда, что наши исследования когда-нибудь реально пригодятся. Возможно, в будущем, когда метод станет более совершенным, нам удастся полностью описать, как связаны процессы восприятия языка и его локализация в мозге и как локализованы речевые патологии. Но сейчас до этого еще далеко. Хотя отсутствие ясного горизонта мне и нравится в науке больше всего.

Мой дипломный проект был про восприятие семантических аномалий у здоровых людей и пациентов с беглой и небеглой афазией (нарушением речи, вызванным инсультом или травмой головы). При беглой афазии у человека нет серьезных проблем с грамматикой и артикуляцией, но зато с различением слов все не так хорошо - вместо "апельсины" он вдруг говорит "яблоки". При небеглой разновидности все наоборот: "апельсины" с "яблоками" больной не перепутает, но произнести как следует и поставить слово в нужную форму у него может и не получиться. У таких людей проблемы, в основном, с грамматикой, поэтому в эксперименте с семантически аномальными предложениями они показывали такие же результаты, как и здоровые люди - возникал тот самый эффект N400. А вот у пациентов с беглой афазией его не было - у них проблемы с восприятием семантики и то, что в предложениях слова не соответствуют по значению контексту, они не понимали.

Вообще, пройти эксперимент пациентам довольно сложно. Если у здорового человека возникает интерес, азарт, то больным становится трудно и исследование часто начинает их раздражать. Дают сбой управляющие функции, и они могут, к примеру, начать срывать с себя ЭЭГ-шапочку. Внесут ли наши исследования вклад в терапию заболевания? Сложно сказать. Вообще, тема с афазией вряд ли когда-нибудь будет закрыта. Уж очень большой отпечаток здесь накладывают индивидуальные особенности пациента. Вот, кстати, и один из глобальных вопросов нейролингвистики - различить частное и общее в восприятии языка.

Проект, которым я сейчас занимаюсь в лаборатории, тоже связан с исследованием восприятия семантических нарушений, но не только. Эксперимент состоит из предложений типа "Крестьянин выращивает овес для лошадей" и "Крестьянин выращивает баян для лошадей", "Музыкант настроил баян за час" и "Музыкант настроил овес за час". Эта четверка связана между собой. Второе предложение - нарушение первого, мы заменили слово "овес" на "баян". В третьем с "баяном" как раз все о'кей, а в четвертом с "овсом" плохо. Очень трудно было придумывать такие предложения, где слова были бы одинаковой длины и с одинаковым ударением. Мы ведь предъявляем их на слух, а время, необходимое для понимания, зависит от этих факторов. Или вот, что касается морфологии: "Фотограф снимает грозу на камеру" и "Скалолаз воспользовался грозой для отдыха". В разных падежах ударение одинаково падает на последний слог. Но это надо было подобрать такие слова!

Мы пока записываем эксперимент, результатов еще нет. И здесь сказывается то, что мы живем в России. В Европе бы все продвигалось гораздо быстрее. Там нет, например, проблем с испытуемыми - им платят деньги, и они приходят. То, что мы сейчас поднимаем с нуля, у них уже давно готово - оборудование, протоколы, скрипты для обработки. У них интерес к нейролингвистике возник еще 80-е годы прошлого века. Там можно концентрироваться именно на научной работе и не думать, например, о том, где найти соль для раствора. А главное, там ученому не задают самый болезненный вопрос: "зачем?" У меня нет на него четкого ответа. Но я знаю, что если в обществе принято поддерживать идеи, после 50 посредственных у человека может родиться 51-я, гениальная. Вот чего больше всего не хватает - правильного восприятия нашей работы.

записала Кира Югова, T&P