Электрофизиологические корреляты речевых процессов. Уникальные исследования электрической активности нейронов человека с помощью вживленных электродов, проведенные Н.П. Бехтеревой с сотрудниками (1985), выявили, что при восприятии, фонем, слогов, слов и их сочетаний в мозговых структурах формируются специфические электрические паттерны, характеризующиеся определенной пространственной и временной организацией. В этих электрических процессах выделяются физические (акустические) и смысловые (семантические) компоненты. Выявлены специфические паттерны для отдельных гласных и согласных фонем, для отдельных слогов и слов. Оказалось, что паттерны слова зависят от его смыслового содержания, а также от той формы, в которой кодируется слово (развернутая или компрессированная). При этом анализ акустических, семантических и моторных характеристик воспринимаемых и воспроизводимых слов происходит в различных регионах коры больших полушарий, что свидетельствует о специализации разных зон мозга для осуществления различных речевых операций.
При ЭЭГ - исследованиях установлено, что речевая деятельность характеризуется изменением пространственной синхронизации электрических процессов. В начальные периоды восприятия и узнавания слова наиболее активны лобные, центральные и височные зоны левого полушария, а также заднетеменные и центральные области правого. Затем фокус электрической активации перемещается в затылочные области, сохраняясь при этом в правых задне-теменных и передневисочных областях. Подготовка к артикуляции и произнесение слов про себя сопровождается повышенной активацией переднецентральных областей.
Очень важные сведения получены при исследовании вызванных потенциалов (или ССП). В частности, на основании анализа позднего компонента (Р300), который отражает этап принятия решения, было установлено, что скорость обработки информации в правом полушарии выше, чем в левом. На основании этих данных сформулировано представление о том, что в правом полушарии осуществляется зрительно-пространственный, досемантический анализ словесных раздражителей (т.е. чтение букв без их понимания), на основании которого в левом полушарии совершается осмысление прочитанного, т.е. семантический анализ слова.
Другой не менее интересный факт, полученный при анализе вызванных потенциалов, заключался в том, что их конфигурация и амплитудные характеристики при восприятии слова зависят от смыслового содержания (например, на слово «огонь» в разном контексте), особенно эти различия характерны для левого полушария.
Важным также является анализ отрицательного компонента вызванного потенциала - N400 (или N4), который, начинаясь после 250 мс, достигает максимума при 400 мс. Установлено, что он отражает процесс принятия лексического и логического решения, а его амплитуда возрастает всякий раз, когда воспринимаемый текст содержит явные алогизмы, или решаемая задача, например, классификация признаков, достаточно сложная.
Возможные механизмы формирования субъективного переживания речевой функции (способности слышать внешнюю и внутреннюю речь). Ранее полагали, что внутренняя речь основана на проприоцептивных ощущениях, возникающих при небольшом непроизвольном сокращении артикуляционных мышц во время вербального мышления. Однако эта гипотеза еще в 1947 году была отвергнута: при введении добровольцам больших доз курареподобных препаратов, полностью блокировавших сокращение мышц, возможность думать и использовать внутреннюю речь у них не изменялась.
A.M. Иваницкий, а также Д. Эделмен считают, что механизм обеспечения психических переживаний для речевых функций - внутримозговой. Он связан с процессами информационного синтеза и возвратом потоков импульсов в проекционные зоны. В частности, при слуховом восприятии словесных сигналов или внутренней речи возврат возбуждения происходит в височную кору - это обеспечивает внутреннее звучание слов. При чтении слов возврат происходит в зрительную кору, что обеспечивает их видение. Действительно, М. Познер и М. Ротбарт (1994) показали, что при анализе сложных сигналов, включая слова, первоначально происходит активация задних отделов коры, затем - лобной коры, а потом вновь - задних отделов коры, что свидетельствует о возвращении возбуждения в проекционную кору.
Специализация полушарий в онтогенезе. Согласно концепции прогрессивной латерализации, специализация полушарий существует уже с момента рождения. Это подтверждается данными морфологов - даже у плода выявляются проявления межполушарной асимметрии в морфологическом строении будущих речевых зон. У новорожденных имеются анатомические различия между левым и правым полушариями - сильвиева борозда слева существенно больше, чем справа. Следовательно, можно говорить о том, что структурные межполушарные различия в известной степени являются врожденными.
Получены и данные о функциональной речевой асимметрии у новорожденных - амплитудные характеристики ЭЭГ-ответа у младенцев на звуки человеческой речи были в 90% случаев выше в левом полушарии, а в ответ на шум и аккорды музыки - в правом полушарии. Все это подтверждает концепцию исходной «речевой» специализации левого полушария у праворуких.
Однако согласно концепции эквипотенциальности полушарий, у новорожденного отсутствуют признаки асимметрии мозга, в том числе и речевой асимметрии. Эту концепцию, в определенной степени, подкрепляют данные о высокой пластичности мозга ребенка и взаимозаменяемости симметричных отделов мозга на ранних этапах развития. Действительно, при повреждении речевых зон левого полушария в ранний период жизни выполнение их функций могут взять на себя симметричные отделы правого полушария. Если по медицинским показаниям у младенцев удаляют левое полушарие, то развитие речи не прекращается и, более того, идет без видимых нарушений, что также связано с переносом центров речи в правое полушарие. Однако все это возможно только на ранних стадиях развития, когда нервная система обладает высокой пластичностью. По мере созревания пластичность снижается и наступает период, когда замещение становится невозможным.
В целом, все исследователи сходятся в одном: у детей, особенно в дошкольном возрасте, правое полушарие играет значительно большую роль в речевых процессах, чем у взрослых. Однако прогресс в речевом развитии связан с активным включением левого полушария. Не исключено, что обучение языку играет роль пускового механизма для нормальной специализации полушарий. Если в должное время овладение речью не происходит, области коры, в норме предназначенные для речи и связанных с ней способностей, могут претерпевать функциональное перерождение. В связи с этим возникло представление о сензитивном периоде освоения речи, который охватывает довольно длительный период онтогенеза - все дошкольное детство; при этом пластичность нервных центров постепенно уменьшается и утрачивается к началу полового созревания. Кроме того, к 7-8 годам формируется преимущество правого полушария в восприятии эмоций и в пении.