CC BY
210
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
УДК 159.95
Ю.В. Урываев,
Д.мед.н., проф., МГПУ, ИПССО, г. Москва, Российская Федерация Ю.А. Шулекина К.пед.н., доцент, МГПУ, ИСОиКР, г. Москва, Российская Федерация
МОЗГОВЫЕ АЛГОРИТМЫ ЧТЕНИЯ Аннотация
Предлагается гипотеза мозговых механизмов чтения, обобщающая онтогенез голосовых, смысловых и биологических аспектов. Алгоритм деятельности мозга при чтении развивается как совершенствование себя, так и воздействия на слушателя. Сущность чтения - организация последовательности комбинаций одновременных процессов регуляции, программирования, отслеживания и обратных связей, составляющих системную интеграцию. Чтение - непрерывное совершенствование понимания смысла увиденных комбинаций знаков и преобразование накопленного опыта в звуки собственной речи. Отслеживание своего высказывания сначала по звуку, затем по другим признакам осознания сущности услышанного «завершается» результатом - порождает взаимосодействие слушающих. Голосовая неосознаваемая интонация читающего определяет настроение, внимание к смыслу речи, поддержание психологической активности реципиента. Создать внимание к содержанию высказывания читающему помогает подготовка, «настрой» на чтение, озвучивание слов и фраз, определяющих ясность ключевых фонем и общей мелодии чтения (апперцепция, сигнальность, акцептор результата действия). Чтение как форма речи начинается с внутренней, молчаливой речи раннего детства. К моменту возникновения способности читать по памяти или по тексту уже сформированы базисные алгоритмы разумного поведения.
Ключевые слова
деятельность мозга, мозговые алгоритмы, чтение, механизмы чтения, онтогенез, системная интеграция,
система, регуляция.
Известные с древних времен закономерности чего-либо (ритм, повторяющаяся последовательность звуков, действий и т.д.) сегодня расширились до понятия «алгоритм» - это порядок действий, программа и ее выполнение, регуляция, саморегуляция, направленная на получение результата.
Принципиален междисциплинарный подход к изучению алгоритма. Он обеспечивается длительной историей подготовки человека (ученого) к восприятию картины мира как системы, имеющей свои закономерности. Впервые мозг, инструмент восприятия картины мира, был показан как «живой алгоритм» Г. Гельмгольцем (1850), когда он продемонстрировал пульсирующую артерию сетчатки глаза человека. Впоследствии различение изображения при чтении стало частью алгоритма живого мозга.
Позднее «до неузнаваемости» уточняются понятия и термины, связанные с глобализацией психических алгоритмов. Например, воля, произвольность и сознание, которые строго отделил от бессознательного И.М. Сеченов (1861). Позже он же обнаружил и описал торможение рефлексов у лягушки как возможный алгоритм психики (1863).
Сегодня известно, что алгоритм психики работает при определенных условиях - определенном тонусе, степени активности мозга. Но в научном мире до сих пор алгоритм сводится только к возбуждению тех или иных нейронов мозга, тогда как тонус - понятие качественно иное. Поэтому алгоритмы живого мозга не могут сводиться к простым схемам. Потребовалось время для преодоления упрощенных аксиом и понимания вклада каждой клетки мозга в общую деятельность всей структуры (системной работы). В течение полувека пытливые ученые умы (Шванн Т., 1839, Ремак Р., 1841, Вирхов Р., 1858, Шульце М., 1861, др.) доказывали,
что орган и ткань непрерывно меняются, ибо составляющие их клетки проходят цикл развития, делятся и погибают.
Перенос клеточных представлений для объяснения роли нейронов и глионов в работе мозга (Рамон-и-Кахал С., 1895, Гольджи К.,1907) занял много времени. Изучение механизмов работы мозга шло преимущественно дедуктивно, нежели индуктивно. Физиология, медицина, психология больше отделялись друг от друга, нежели искали общее. Преобладали аналитические исследования работы мозга. До сих пор психологические и педагогические дисциплины базируются на так называемых классических представлениях -телефонная теория Рамон-и-Кахаля (1895), «центры речи» П. Брока (1865) и К. Вернике (1874).
Современные представления о биологических алгоритмах опираются на изучение развития системы в динамике. По нашему убеждению, наглядно раскрывает рождение и совершенствование алгоритмов мозга онтогенез.
На стадии органогенеза плода мозг растет, кора пополняется за счет деления нейронов в подкорке и миграции их сквозь отростки уже дифференцированных нейронов. Рабочим нейрон становится только после образования контактов с уже существующими. Именно детали «путешествия» нейронов, роль медиаторов и клеточных метаболитов в самообновлении и самоорганизации мозга постепенно изучаются, оставаясь пока необобщенными, фрагментарными знаниями. Общая схема онтогенетического развития принципов работы представлена на рис. 1.
Витки спирали «вбирают» предшествующие условно выделенные этапы появления психических свойств человека. При этом отдельные простые принципы, осложняясь новыми признаками, переходят в качественно иной статус и теряют самостоятельность.
Развитие систем общения человека, особенно многокомпонентных (языка, речи, чтения) - сложная междисциплинарная проблема. Представим самые общие контуры динамики онтогенетического развития интериоризуемых внешних факторов стимуляции, развития речи. В контексте настоящей статьи считаем важным описать мозговые алгоритмы, обеспечивающие чтение как сложный вид речи.
Использования игры слов (интеллектуальный отдых: отгораживание, шутки)
Понимание социальных пределов и ограничений произнесения слов
Расширение фонемных звуков до слов и их комбинаций
Понимание преимущества фонемных звуков относительно голосовых
Понимание эффекта своих звуков на маму, др.
Голосовая эмоция на те или иные лица (нравится /не нравится)
Голосовая эмоция на ощущения голода, холода,
Воспроизведение звуков (голосовая речь)
Внимание к речи (нравится /не нравится)
> Выделение особых звуков, привыкание Восприятие отдельных, громких звуков (взгляд, поворот ' головы)
Мимика (коммуникация)
Движения тела, конечностей (комфорт, коммуникация)
Рисунок 1 - Развитие принципов работы мозга человека, описывающих последовательность усложнения (снизу вверх)
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
Чтение возникает в онтогенезе длительно, проходя несколько стадий подготовки. Базовая подготовка к чтению означает формирование такого мозга, который обеспечивает постоянный уровень активности. Ведь психика всегда активна, она выполняет множество функций и во время бодрствования, и во время сна, но лишь незначительная часть психической деятельности в каждый отдельный момент осознается.
Тонус мозга является структурно-функциональной основой чтения. Это понятие включает общую активацию - пробуждение и поддержание бодрствования и частную - внимание к определенной внешней звуковой, световой, обонятельной сигнализации. Тот и другой тонус поддерживаются внутренней циркуляцией возбуждений между нейронами с выделением определенных химических медиаторов. Наиболее плотно расположенные нейроны с короткими отростками ретикулярных ядер ствола головного мозга и вставочных нейронов спинного - основной компонент тонуса. Ретикулярные ядра продолговатого и среднего отделов головного мозга обеспечивают общий тонус активности, аналогичные ядра зрительного бугра - избирательный тонус неокортекса и внимание. Подобная активность носит интегративный характер, поскольку отделение головного мозга от спинного вызывает у человека помимо невозможности произвольно управлять движениями длительную арефлексию, то есть отсутствие реакций на тактильные и мышечно-суставные (сгибание / разгибание пальцев или всей конечности) раздражения тела.
Тонус мозга - не просто основа, но и обязательное условие для чтения. Даже подкорковые ядра необходимы для отбора комбинаций звуков музыки и речи (Урываев Ю.В., Шулекина Ю.А., 2013). Аналогично тому, как постепенно происходит усложнение нервной ткани на стадии органогенеза, свойство мозга поддерживать тонус развивается в онтогенезе постепенно как одно из качеств единой управляющей структуры. Речь надстраивается на готовые способности - поворачивать голову, передвигаться, удерживать позу, хвататься и удерживаться руками. Они также невозможны без тонуса.
Тонус сохраняется, несмотря на смену элементов структур мозга в онтогенезе - не только за счет обучения, но и периодичности клеточных циклов деления нейронов и глионов. Деление клеток с возрастом становится реже: обновление клеток, замещение погибших вновь образованными ограничивается наиболее активными структурами. Так в алгоритме живого мозга добавляется «опция» самообновления, своеобразная программа восстановления утерянных структур. Этот алгоритм не работает без самоорганизации (Моисеев Н.Н., 1987; Угрюмов М.В., 2008; Ugrumov M.V., 2013). Как отмечает Н.Н. Моисеев, «...определенность и неизменность законов природы совсем не означают предопределенности (детерминированности) общих процессов развития. Появление нового фактора развития земной жизни — разума — не меняет этого утверждения.. Но хотя глубинный источник изменчивости нам часто бывает неясен, именно она создает то «поле возможностей», из которого потом возникает многообразие организационных форм — наблюдаемых и изучаемых нами, относительно долго живущих образований. Она же вместе с тем служит и причиной их разрушения - такова диалектика самоорганизации. Одни и те же факторы изменчивости стимулируют и созидание и разрушение» [11, с.37].
Онтогенетическое развитие мозга во внутриутробном периоде определено генетически и усиливается гормонами, в первую очередь щитовидной железы. Много позже нервная система приобретает ведущую роль (нервизм) на основе развития ассоциативных зон коры, прежде всего лобных. В ходе онтогенеза происходит изменение типа координации симметричной боковой сегментарной на единую, интегрирующую активность ядер правого и левого мозга. Причем спинномозговая подчиняется головной. Так, нервы соматических и автономных ядер правой и левой половины головного мозга совместно регулируют движения языка. В целом, складывается мнение о зонах речи как главных структурах речи, но совсем не единственных (Домасио А., 2005). Именно за счет «внеречевых» структур мозга осуществляется эмоционально- мотивационное обогащение оттенков речи, в частности чтения. Активность таких посторонних относительно классических структур создает интонацию и содержательность речи при чтении. Так что правый и левый мозг лишь искусственно, дидактически рассматриваются как отдельные сущности. Вклад каждого полушария в общую деятельность сходен с квантом (Планк М., 1920).
Интеллектуальный аппарат человека выработал для работы с содержанием речи новую задачу -алгоритм развития смысла. Смысловые алгоритмы - самые сложные. Их корни - в особом интонационном общении при участии обоих полушарий - правого и левого, интуитивного и осознаваемого, произвольного,
образного и «мыслительной» логики (Геодакян В.А., 2005). Путем «вертикального» преобразования, развития неокортекса с течением времени музыка и интонация речи «уходят» в подсознание, слово становится преимущественно языком сознания (даже во время сна - сноговорение).
Изначально зарождающиеся в просодике речи как способ избирательно регулировать ее смысл (например, модулированный плач младенца, выражающий в разных ситуациях более 40 оттенков смысла), смысловые алгоритмы совершенствуются. «Если в начале было Слово, то оно произносилось с определенной интонацией» [6, с.5]. На более поздних этапах речевого онтогенеза мозг произвольно или интуитивно использует свои алгоритмы в качестве средства языковой или речевой адаптации. Тогда появляется смысловое чтение. Скорее всего, такое чтение - игра ума, в которой мозг оперирует особыми алгоритмами.
Организация мозговой деятельности, гармоничное взаимодействие всех структур мозга, вовлеченных в процесс восприятия, переработки и хранения вербальной информации, определяет качественно-количественные характеристики речи. Это значит, что «в рамках системогенеза речи реализация сложнейших речемыслительных операций осуществляется по строгим правилам, усматриваемым в работе мозга» [27, с. 187].
Алгоритмы изменчивы. В онтогенезе их развитие связывается с понятием «новообразование» (Выготский Л.С.). Новообразования речи рассматриваются как серия переходов от появления дофонетических универсалий (крик новорожденных в период новорожденности и младенчества) через фразовую речь к контекстной речи, свидетельствующей о появлении способности ребенка самостоятельно создавать речевое сообщение. В целом это периоды, критические для перехода от предыдущей стадии развития к новой. Однако с точки зрения мозговых алгоритмов новообразования есть комбинация подготовленных нейронов и медиаторов соответствующих структур мозга (Угрюмов М.В., 2013) и наибольшее эмоциональное напряжение потребности выговорить фонемы, слова. Когда накопленной массы нейронов, синхронных по фазе клеточного цикла, и готовых ветвлений отростков становится достаточно, чтобы осуществлять речь, речь совершенствуется; этому способствует внешняя стимуляция, основанная на ассоциативном опыте понимания значения прослушанных фраз. Новообразованные межклеточные контакты при повторении отбираются «ситом» культуры и этики и переходят в подкорку, «освобождая» многослойный мозговой плащ коры для новых ассоциаций.
Речевое, устное и письменное общение замещает («новообразование») в онтогенезе энергозатратные телодвижения, жестикуляцию и мимику при коммуникации. Подготовка к чтению невозможна без развитых мозговых устройств регуляции, отточенных способов управления речевым аппаратом, в том числе через соматическую и автономную нервную системы, а также гуморальное звено.
Осуществлять коммуникативные «сигнальные», движения тела - значит управлять, координировать части тела. Общение путем передачи сигналов тела (позы ожидания, угрозы, подчинения, др.) означает подчинять поведение результату активности дистантных анализаторов - «психо-нервному образу» (Бериташвили И.С., 1935). Мозг системно управляет своими действиями и телом, что П.К. Анохин (1974) назвал центрально-периферической интеграцией.
Регуляция речи развивается системно как центрально-периферическая интеграция, направленная на достижение результата. Слух, речевой аппарат и мозг развиваются и работают от рождения до старости как взаимосвязанные живые образования, отличающиеся высокой степенью координированной синхронности, синэргизма. Чтение состоит из голосовых и смысловых компонентов, появляющихся в онтогенезе в определенной последовательности. У пожилого человека меняются гомеостатические и структурные основы речевого аппарата, и накапливается опыт речевого общения не просто в худшую сторону, а в сторону совершенства индивидуальных особенностей («заострение черт личности»).
Кроме того чтение (вслух, про себя, по тексту, по памяти, др.) не реализуется изолированно от других форм речи; оно формируется путем образования специфических структур регуляции, включающих и письмо (написанный текст).
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
Мозговые алгоритмы чтения развиваются, в том числе, как непрерывное совершенствование понимания смысла увиденных письменных знаков и преобразование накопленного опыта в звуки собственной речи. Эта способность трансформации кодов одной модальности в коды другой присуща только развитому мозгу, обладающему свойствами образования синапсов на соответствующих нейронах, последующего «закрепления» межнейронных связей глионами и сохранения связей после апоптоза (гибели клеток, естественного завершения клеточного цикла). Причем такие связи ситуативно зависимы - озвучивать написанное на заборе слово лишь в соответствии с эмоциональным состоянием. Иначе говоря, головной мозг - аналог руки человека, которая, по словам Ф. Энгельса (1876), является не только орудием труда, она также и продукт его.
Принцип, согласно которому возможны взаимосвязи и на самых сложных уровнях психики, формулируется как принцип системной целостности: "Структура организма представляет собой не случайную мозаику, но сложную организацию различных систем... части, которой определенным образом объединяются в интегрированную функциональную структуру" [9, с. 6-7].
Мозговые алгоритмы становятся более обоснованными, если учитывать множественность связей мозга и психики (вероятностный детерминизм, Рассел Б., 1973, Журавлев А.В., 2005, др.) и упорядоченность строения мозга разумного индивидуума, оперирующего смыслами (семантикой, Серль Дж., 1984). Чтение как высшая форма речевого общения подчиняется общим принципам системной деятельности живого мозга. Производство звуков разнообразно - чтение вслух и беззвучное, по тексту, по памяти, др. - и принципиально похоже, отличаясь частными механизмами. Такое отношение в динамической системе известно как часть и целое. «Не меньшую роль стохастичность и неопределенность играют и в повседневной жизни людей, порождая, в частности, неоднозначность отображения реального мира в их сознании, а, значит, неопределенность в их поведении и реакциях на воздействия окружающего мира» [11, с. 220].
Порядок, структура (застывшее мгновение процесса), энтропия / неэнтропия, вероятность, определенность, детерминизм, система, синергизм - эти термины можно использовать для объяснения языка, устной и письменной речи, чтения (Поршнев Б.Ф., 1987; Черниговская Т.В., 2006). По меньшей мере, для понимания алгоритма как ритма определенных колебаний, изменений живого мозга. Тот же подход целесообразен при разработке новых технологий обучения детей разным модификациям чтения, где на первое место в качестве платформы ставятся преимущественно психологические и эволюционно подготовленные физиологические механизмы, системно стимулирующие совершенствование способов общения.
Список использованной литературы:
1. Анохин П.К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1948, 26, 2, С. 81-99.
2. Анохин П.К. Социальное и биологическое в природе человека // Материалы симпозиума по соотношению биологического и социального в человеке. - М., 1975. С. 301-318
3. Бериташвили И.С. Об образной психонервной деятельности животных. - М.,1966.
4. Геодакян В.А. Эволюционные теории асимметризации организмов, мозга и тела // Успехи физиологических наук. 2005. 36, № 1. С. 24-53.
5. Дамасио А. Ошибка Декарта: эмоции, разум и человеческий мозг. Нью-Йорк: «Penguin», 2005.
6. Дашкевич В. Теория интонации. - М., «Вест-Консалтинг», 2012.
7. Журавлев А.Л. Психология совместной деятельности. - М., 2005.
8. Ломов Б.Ф. Антиципация в структуре деятельности - М.: Наука, 1980.
9. Luria A.R. The Nature of human conflicts. NY: Liveright, 1932.
10. Моисеев Н.Н. Восхождение к Разуму - М.: «ИздАТ», 1993.
11. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. - М.: Мол. гвардия, 1990.
12. Павлов И.П. Полн. собр. соч., 2 изд., т. 3, кн. 2, 1951, С. 335-336.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
13. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории (проблемы палеопсихологии). Москва: "Мысль", 1974.
14. Пригожин И.Р. Очеловечивание человека, креативность природы и креативность человека // Вызов познанию: стратегии развития науки в современном мире - М., «Наука», 2004. С. 250.
15. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой /Пер. с англ./ Общ. ред. В.И. Аршинова, Ю.Л. Климонтовича, Ю.В. Сачкова. - М.: Прогресс, 1986.
16. Рассел Б. Человеческое познание: его сфера и границы. / [Пер. с англ. Н.В. Воробьева]. — М.: ТЕРРА — Кн. клуб: Республика, 2000.
17. Сёрль Дж. Сознание, мозг и наука // Путь. 1993. № 4.
18. Угрюмов М.В. Компенсаторные возможности мозга. Наука в России, 2008, N 3.
19. Ugrumov M.V. Brain neurons partly expressing dopaminergic phenotype: location, development, functional significance and regulation // Advances in Pharmacology. 2013. Vol. 68.
20. Урываев Ю.В., Руцкий Д.А., Юрова Е.Н. Осознаваемые и неосознаваемые компоненты устной речи // Материалы IV Междунар. конф. по когнитивной науке, 22-26 июня 2010 г., Томск, 2010. С. 552-553.
21. Урываев Ю.В., Руцкий Д.А. Чтение в системе современного обучения: цель и контроль её достижения // Материалы 2ой конференции стран Балтийского моря - 15ой конференции по чтению скандинавских стран. 11-13 августа 2010 г., Турку, 2010. С. 129.
22. Урываев Ю.В., Шулекина Ю.А. Речь. Начала системной интеграции. - Ярославль: Ремдер, 2013.
23. Черниговская Т.В. Язык, мышление, мозг: основные проблемы нейролингвистики. Труды отделения историко-филологичеких наук РАН. - М. 2: 40-50. 2004.
24. Черниговская Т.В. Зеркальный мозг, концепты и язык: цена антропогенеза. Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2006. т.92. №1, С. 84-99.
25. Шапиро А.Б. Современный русский язык. Пунктуация. Уч.пос.- М.: Просвещение, 1974.
26. Шулекина Ю.А. Алгоритмы мозговой деятельности как основа психолого-педагогических технологий обучения чтению в норме и патологии / Доклады научного совета по проблемам чтения РАО. Вып. 9-10. -М.: изд-во «Канон+», 2014. С. 187-194.
27. Шулекина Ю.А. Значение ранних этапов формирования речевых смыслов для развития связной речи ребенка // Профилактика, диагностика и коррекция нарушений развития. - М.: ЛОГОМАГ, 2012. С. 251-259.
28. Шулекина Ю.А. Стратегии смыслового восприятия речи младших школьников с общим недоразвитием речи // Системная психология и социология.- М.: МГПУ, 2013. №8 (II). С. 33-41.
29. Ho Y.C., Cheung, M.C., & Chan, A.S. Music training improves verbal but not visual memory: Cross-sectional and longitudinal explorations in children. Neuropsychology, 2003, 17, Pp. 439-450.
30. Demonet J. F., Thierry G., Cardebat D. Renewal of the neurophysiology of language: functional neuroimaging. Physiological Rev. 2005. 85. Pp. 49-95.
31. Dehaene S., Pegado F., Braga L.W., Ventura P., Nunes Filho G., Jobert A., Lambertz, G., Kolinsky R., Morais J., Cohen L. How learning to read changes the cortical networks for vision and language. Science. 2010. 6009. Pp. 1359-1364.
32. Schellenberg, E. G. Music lessons enhance IQ. Psychological Science. 2004:15, Pp. 511-514.
33. Shulekina J. Developing semantic perception of the speech as a key to improvement reading skills // 2nd Baltic Sea Conference - 15th Nordic Reading Conference 11-13 aug 2010. Book of abstracts - FinRA, Turku, Finland, 2010. P. 116.
34. Shulekina J.A. Language competence of children with speech disorders (interdisciplinary aspect) // Вестник образования и науки. Педагогика, психология, медицина. Вып. 3 (5). 2012. С. 34-38.
© Ю.В. Урываев, Ю.А. Шулекина, 2016
