научная статья по теме СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ ПОТЕНЦИАЛЫ МОЗГА ПРИ СПРЯЖЕНИИ РУССКИХ ГЛАГОЛОВ: К ВОПРОСУ О МОДУЛЯРНОСТИ ЯЗЫКОВЫХ ПРОЦЕДУР Биология

Текст научной статьи на тему «СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ ПОТЕНЦИАЛЫ МОЗГА ПРИ СПРЯЖЕНИИ РУССКИХ ГЛАГОЛОВ: К ВОПРОСУ О МОДУЛЯРНОСТИ ЯЗЫКОВЫХ ПРОЦЕДУР»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 3, с. 5-12

УДК 612.822.3

СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ ПОТЕНЦИАЛЫ МОЗГА ПРИ СПРЯЖЕНИИ РУССКИХ ГЛАГОЛОВ: К ВОПРОСУ О МОДУЛЯРНОСТИ ЯЗЫКОВЫХ ПРОЦЕДУР

© 2014 г. С. Г. Данько1, Ю. А. Бойцова1, М. Л. Соловьева1, Т. В. Черниговская2, С. В. Медведев1

Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН, Санкт-Петербург 2Санкт-Петербургский государственный университет E-mail: danko40@mail.ru Поступила в редакцию 25.11.2013 г.

В свете альтернативных представлений "двусистемной" и "односистемной" моделей языка предприняты исследования по изучению мозгового обеспечения порождения регулярных и нерегулярных форм на материале русского языка. Регистрировалась вызванная активность ЭЭГ в 19 отведениях при случайном чередовании различных по речевой морфологии операций. Здоровым испытуемым предъявлялись глаголы несовершенного вида в форме инфинитива, относимые либо к группе глаголов продуктивных (дефолтного, условно регулярного класса), либо к группе глаголов непродуктивных (условно иррегулярного класса), задачей испытуемых было произвести форму 1-го лица настоящего времени этих глаголов. Представлены результаты исследований связанных с событиями потенциалов (ССП) 22 испытуемых. Статистически достоверные различия в амплитуде ССП на задание глаголов разных групп обнаружены только в области латентностей 600—850 мс в центральных и теменных зонах коры. Амплитудные значения потенциалов, связанных с предъявлением иррегулярных глаголов, в этой области негативны относительно амплитудных значений потенциалов, связанных с предъявлением регулярных глаголов. Полученные результаты интерпретированы как следствие различной сложности работы с глаголами разных групп и не подкрепляют гипотезу об универсальности двусистемного мозгового механизма обработки регулярных и нерегулярных явлений в языке.

Ключевые слова: психофизиология, нейролингвистика, ССП, глаголы разных классов.

DOI: 10.7868/S0131164614030059

Несмотря на большое количество работ, исследование механизмов организации ментального лексикона остается актуальной проблемой современной когнитивной науки. Основным является вопрос о том, подчиняются ли процессы словоизменения определенному правилу, или они организованы по принципу подобия. В настоящее время можно выделить два основных подхода к исследованию ментального лексикона. Это так называемый модулярный "двусистемный" подход [1—5], предполагающий наличие двух разных механизмов для работы с регулярными и нерегулярными явлениями в языке. Для словоизменения регулярных явлений предполагается существование стандартного, дефолтного правила, по которому и осуществляются "вычислительные" операции типа "work—worked", тогда как нерегулярные формы типа "sing—sang", как предполагается, извлекаются из долговременной ассоциативной памяти целиком. Коннекционистский "односистемный" подход [6—8], напротив, предполагает, что и регулярные, и нерегулярные явле-

ния в языке обрабатываются с помощью единого механизма — извлечения из ассоциативной памяти на основе анализа вероятностных механизмов разных типов. Данные подходы сформировались при изучении глагольной морфологии английского языка, в которой имеется только один регулярный класс и отсутствует сильно развитая морфологическая система. Двусистемный подход испытывает значительные трудности на материалах других языков с более сложной глагольной системой.

В настоящее время, несмотря на обширное исследование вышеизложенной проблемы на материале не только английского, но и других языков (немецкий, испанский, итальянский и др.) с использованием методов современной нейровизуа-лизации [9—16] и электрофизиологии [17—21], получаемые данные остаются достаточно противоречивыми.

Цель настоящей работы — получение новых данных о мозговых механизмах обеспечения морфологических структур, связанных с регулярным и нерегулярным словоизменением, на материале

русского языка, как языка со сложной развитой морфологической парадигмой. В статье представлены результаты, полученные в электрофизиологических исследованиях, проведенных методом связанных с событиями потенциалов, при выполнении здоровыми испытуемыми заданий на спряжение глаголов, которые могут рассматриваться как регулярные и нерегулярные. Полученные результаты носят не частный характер, т.к. помогают понять принципы организации мозговых механизмов сложных когнитивных процедур.

МЕТОДИКА

Языковой материал. В русской грамматике деление глаголов на регулярные и нерегулярные (иррегулярные) неочевидно. В современном русском литературном языке глаголы по соотношению основы неопределенной формы и основы настоящего времени делятся на довольно большое число классов. Одни из этих классов продуктивны, т.е. их число постоянно увеличивается за счет новообразований, другие непродуктивны [22]. Ранее при обследовании детей дошкольного возраста [23—25] было показано, что в случае неясности, как образовать форму от того или иного глагола, испытуемые были склонны использовать некое дефолтное правило — образовывать формы по типу глаголов а^класса (глаголы, оканчивающиеся на -ать, у которых образование формы 1-го лица ед. ч. происходит путем добавления окончания -аю: читать — читаю, кусать — кусаю).

В нашей работе к условно регулярной группе отнесены глаголы продуктивного а^класса, к условно нерегулярной группе — глаголы непродуктивных классов. Образование формы 1-го лица ед. ч. у непродуктивных глаголов не подчиняется единому правилу и может сопровождаться не только изменением окончания, но и изменением последней корневой согласной: бежать — бегу, крыть — крою, тереть — тру. Глаголы в группах для предъявления испытуемым были уравновешены по частотности использования [26] и в доступной степени по длине слов (глаголы а^класса имеют тенденцию быть более длинными). Использовались только глаголы несовершенного вида. В каждую группу глаголов было включено 35 слов. Глаголы предъявлялись в форме инфинитива; после предъявления слова испытуемые должны были молча образовать форму 1-го лица ед. ч. и произнести ее после разрешительного сигнала.

Процедура эксперимента. Слова из обеих групп предъявлялись на экране монитора компьютера (белые слова на черном фоне) в рандомизированном порядке, длительность предъявления — 700 мс. Через 1000 мс после исчезновения слова с экрана монитора появлялся знак вопроса, который служил сигналом для испытуемого произнести ответ. Длительность предъявления знака вопроса была

2000 мс, межстимульный интервал варьировался в пределах 500—2800 мс.

Высказанные испытуемыми словоформы записывались. После обработки ответов получены следующие результаты: при работе с условно регулярными (продуктивными) глаголами количество ошибочных ответов составляло 1%; при работе с нерегулярными (непродуктивными) глаголами — 8.5%. При обработке электрографических данных использовались только реализации, сопровождавшиеся правильными ответами.

Испытуемые. В исследовании приняли участие 22 практически здоровых волонтера (10 мужчин, 12 женщин) в возрасте 20—35 лет, все праворукие по тесту Олдфилда. Все испытуемые подписали информированное согласие на участие в исследовании по форме, утвержденной этической комиссией ИМЧ РАН.

Регистрация ЭЭГ и обработка данных. Регистрация ЭЭГ проводилась от 19 электродов (система 10—20) с объединенными референтными электродами на мочках ушей, монополярно, посредством компьютерного электроэнцефалографа "Мицар-ЭЭГ202" (НПФ "Мицар", Санкт-Петербург), с частотой дискретизации 500 Гц, в полосе пропускания 0—70 Гц. Компьютерная регистрация ЭЭГ с процедурными метками времени, последующий просмотр, коррекция артефактов (удаление артефактов движения глаз), расчет кривых вызванных потенциалов методом синхронного накопления (усреднения) и оценка достоверности отличия амплитудных значений ССП от результатов усреднения престимульных интервалов проводились средствами программного пакета WinEEG, версия 2.83 (авторское право Пономарев В.А., Кропотов Ю.Д., РФ 2001610516,от 08.05.2001). Термин "событийно-связанные потенциалы" (ССП) [27] — калька термина "Event-Related Potentials of the Brain" (ERPs) и представляет собой более широкий термин, чем "вызванные потенциалы". При исследовании ССП можно использовать разные типы стимулов, когерентное усреднение применимо не только относительно стимула, но и относительно других событий, например нажатия испытуемым на кнопку, перемещения его взора. Усреднялись интервалы ЭЭГ, начинающиеся за 800 мс до и заканчивающиеся через 1700 мс после подачи стимула.

Для статистического анализа различий амплитудных значений ССП регулярных и нерегулярных глаголов использовали пакет программ "STATISTICA" (версия 6.0). Применялся дисперсионный анализ (ANOVA), направленный на исследование эффектов влияния и взаимодействия следующих факторов: "временной интервал" — 7 интересующих нас последовательных временных интервалов, длительностью 40 мс каждый, в диапазоне латентности, выбранном на основе визу-

ального сравнения кривых ССП; "тип стимула" — два типа (регулярные и нерегулярные глаголы), "зона" — 19 отведений ЭЭГ. При определении достоверности влияния взаимодействий основных факторов учитывалась поправка Гринхауза—Гай-зера. При апостериорном анализе взаимодействия факторов оценивалась достоверность влияния типа стимула в конкретном отведении с использованием критерия Тьюки (Тикеу HSD). Пороговый уровень достоверности был установлен на уровне 0.001.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На рис. 1 представлены кривые средних ССП по группе, обусловленных предъявлением задаваемых регулярных и нерегулярных глаголов.

При предъявлении слов обеих групп, амплитудные отсчеты ССП, достоверно (р < 0.05) отличающиеся от амплитуд флуктуаций престимуль-ных участков, имеют место во всех 19 отведениях (рис. 1). Характер этих проявлений имеет свою зональную специфику.

Дисперсионный анализ (ANOVA) применялся на временном интервале 560—840 мс, на котором кривые ССП, соответствующие предъявлению регулярных и нерегулярных глаголов, видимым образом расходятся. Статистический анализ показал, что влияния типа стимула и взаимодействие типа стимула и о

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком