Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что сеть областей мозга, отвечающая за обработку языка, активируется не только при восприятии родного или любого другого языка, которым человек владеет, но и при восприятии искусственных языков. К таким языкам относятся, например, эсперанто, созданный в конце XIX века для международного общения, а также языки, придуманные для телесериалов «Звездный путь» и «Игра престолов».
Чтобы изучить реакцию мозга на искусственные языки, нейробиологи MIT собрали около 50 человек, говорящих на этих языках. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) ученые выяснили, что, когда участники слушали сконструированный язык, которым они владели, активировались те же области мозга, что и при обработке родного языка.
Эвелина Федоренко, доцент кафедры неврологии MIT, член Института исследований мозга Макговерна при MIT и старший автор исследования, сообщает, что искусственные языки задействуют ту же систему, что и естественные. Она предполагает, что ключевая особенность, необходимая для вовлечения этой системы, может быть связана с теми видами значений, которые могут выражать оба типа языков.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, помогают определить некоторые ключевые свойства языка. Они показывают, что для языка необязательно естественное развитие в течение длительного времени или наличие большого числа носителей.
Сайма Малик-Мораледа, постдок MIT и ведущий автор статьи, поясняет, что исследование помогает эмпирически сузить вопрос о том, что такое язык, путем проверки того, как мозг реагирует на стимулы, которые могут быть или не быть похожими на язык.
В отличие от естественных языков, которые развиваются в сообществах и формируются с течением времени, искусственные языки, или «конгланги», обычно создаются одним человеком, который определяет, какие звуки будут использоваться, как обозначать различные понятия и каковы грамматические правила.
Эсперанто, самый распространенный конгланг, был создан в 1887 году Людвиком Заменгофом как универсальный язык для международного общения. В настоящее время, по оценкам, около 60 000 человек во всем мире владеют эсперанто.
Ранее Федоренко и ее коллеги установили, что языки программирования, такие как Python, не активируют ту же сеть мозга, которая используется для обработки естественного языка. Вместо этого люди, читающие компьютерный код, используют так называемую сеть множественных запросов – систему мозга, которая часто задействуется для решения сложных когнитивных задач.
Федоренко и другие ученые также исследовали, как мозг реагирует на другие стимулы, имеющие общие черты с языком, включая музыку и невербальное общение, такое как жесты и мимика. Федоренко делится, что ученые потратили много времени, изучая все эти различные виды стимулов, и снова и снова обнаруживали, что ни один из них не задействует механизмы обработки языка. Поэтому возник вопрос: что же такого есть в естественных языках, чего нет ни в одной из этих других систем?
Это заставило исследователей задуматься, будут ли искусственные языки, подобные эсперанто, обрабатываться скорее как языки программирования или как естественные языки. Подобно языкам программирования, искусственные языки создаются отдельным человеком для определенной цели, без естественной эволюции в сообществе. Однако, в отличие от языков программирования, и конгланги, и естественные языки могут использоваться для передачи значений о состоянии внешнего мира или внутреннего состояния говорящего.
Чтобы изучить, как мозг обрабатывает конгланги, исследователи пригласили носителей эсперанто и нескольких других искусственных языков в MIT на конференцию в ноябре 2022 года. Среди других языков были клингонский («Звездный путь»), на’ви («Аватар») и два языка из «Игры престолов» (высокий валирийский и дотракийский). Для всех этих языков существуют тексты, доступные для желающих изучить язык, а для эсперанто, клингонского и высокого валирийского даже есть приложение Duolingo.
Малик-Мораледа, которая совместно с бывшим постбакалавром MIT Майей Талиаферро, ныне аспиранткой Нью-Йоркского университета, руководила сбором данных, рассказывает, что это было очень веселое мероприятие, в котором приняли участие все сообщества, и за выходные ученые собрали все данные.
Во время этого мероприятия, на котором также выступили несколько создателей конглангов, исследователи использовали фМРТ для сканирования 44 носителей конглангов, когда они слушали предложения на сконструированном языке, которым они владели. Создатели этих языков, которые являются соавторами статьи, помогли составить предложения, представленные участникам.
Находясь в сканере, участники также слушали или читали предложения на своем родном языке и выполняли некоторые нелингвистические задания для сравнения. Исследователи обнаружили, что, когда люди слушали конгланг, активировались те же языковые области мозга, что и при прослушивании родного языка.
Ученые считают, что полученные результаты помогают выявить некоторые ключевые особенности, необходимые для задействования областей мозга, отвечающих за обработку языка. Одной из основных характеристик, определяющих языковые реакции, по-видимому, является способность передавать значения о внутреннем и внешнем мире – черта, общая для естественных и искусственных языков, но не для языков программирования.
Федоренко отмечает, что все языки, как естественные, так и искусственные, выражают значения, связанные с внутренним и внешним миром. Они относятся к объектам в мире, к свойствам объектов, к событиям. В то время как языки программирования гораздо больше похожи на математику. Язык программирования – это символическая генеративная система, которая позволяет выражать сложные значения, но это замкнутая система: значения очень абстрактны и в основном реляционны, и не связаны с реальным миром, который мы переживаем.
Некоторые другие характеристики естественных языков, которые не свойственны искусственным языкам, похоже, не являются необходимыми для генерации ответа в языковой сети.
Малик-Мораледа сообщает, что не имеет значения, создается ли язык и формируется ли он с течением времени сообществом носителей, потому что искусственные языки этого не делают. Не имеет значения, сколько им лет, потому что конгланги, которым всего десять лет, задействуют те же области мозга, что и естественные языки, существующие уже много сотен лет.
Чтобы еще больше уточнить особенности языка, активирующие языковую сеть мозга, лаборатория Федоренко планирует изучить, как мозг реагирует на конгланг под названием ложбан, который был создан Группой логического языка в 1990-х годах и был разработан для предотвращения неоднозначности значений и содействия более эффективному общению.
