Математические и языковые операции в мозгу полностью разделены

Математику наш мозг воспринимает математическим центром, даже если задача сформулирована в виде обычных языковых конструкций.

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.

Математику наш мозг воспринимает математическим центром, даже если задача сформулирована в виде обычных языковых конструкций. (Фото Sean De Burca.)

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.