Выступая с лекциями и семинарами, излагая свои аргументы на страницах монографий, С.Н. Цейтлин не устает подчеркивать мощь (силу) аналогий, порождаемых развивающимся детским интеллектом. " Аналогия, понимаемая в аспекте речевой деятельности индивида, - это внутренний механизм, определяющий направление и суть языковых операций деривационного типа. <...> Умение действовать аналогиями, устанавливая ассоциативные связи между языковыми фактами, говорит о том, что индивид овладел основами грамматики. Роль аналогии одинаково важна в обеих сферах речевой деятельности: как при восприятии речи (ее анализе), так и при продуцировании речи (синтезе). Именно благодаря способности к осуществлению грамматических операций на основе аналогии ребенок может понять грамматическое значение формы, которую никогда прежде не слышал, или значение нового для него производного слова. Благодаря той же способности он оказывается в состоянии образовать формы неизвестного ему прежде слова в соответствии с правилами, существующими в языке, или создать новое слово" [19, с.79-80].
Повторяя и уточняя свою мысль, С.Н. Цейтлин пишет: "Освоение грамматики немыслимо без установления разнообразных аналогий, которые осуществляются на основе ассоциаций как парадигматического, так и синтагматического характера, касающихся как содержательной стороны (семантических и структурных функций) языковых единиц, так и языковых средств, служащих для выражения этих функций. В этих аналогических процессах (процессах, основанных на использовании аналогии - Н.Н. Б.), позволяющих выявить в существующем языке закономерности, ребенок обращает внимание, прежде всего, на повторяющиеся, типовые соотношения между единицами, т.е. именно на то, что их объединяет в определенные категории" [19, с.284]. ".Уже самой низкой степени осознанности смысловых и формальных отношений между словами в словообразовательной паре оказывается достаточно для возникновения аналогий, освоения моделей, по которым могут создаваться новые слова. В детском возрасте действительно очень сильно стремление к систематизации языковых фактов - слова в лексиконе тесно связаны, что выявляется в ассоциативных экспериментах." [19, с.297].
К тем же результатам пришла Е.С. Кубрякова, отметившая двойственный характер деривационных процессов, основанных на использовании аналогии. С одной стороны, аналогия способствует систематизации языка и поэтому несет "регламентирующую" ("консервативную") функцию, а, с другой стороны, она выступает в качестве механизма преобразования языка, в силу чего обладает инновационным, творческим потенциалом. Наиболее убедительная иллюстрация творческого характера аналогии - детские инновации. В детской речи, по мнению Е.С. Кубряковой, аналогия оказывается важнейшим инструментом овладения языком, она лежит в основе процессов генерализации и образования моделей-типов.
Раскрывая "лингвосозидательную", "лингвокреативную" функцию аналогии, Е.С. Кубрякова в статье [20] подчеркивает: "Аналогия и образование новых языковых единиц по аналогии рассматриваются нами как один из важнейших механизмов речевой деятельности. С его помощью могут как создаваться новые единицы, так и переиначиваться, перекраиваться старые; благодаря аналогии конкурируют разные формы одной единицы, и одна единица вытесняется другой; меняются составы словоизменительных и словообразовательных моделей, увеличивается или сокращается численность некогда однотипных рядов форм. В основе аналогии лежит образование одной формы по типу и подобию другой или других, а, значит, и мысленное обобщение путей образования определенных форм в виде известного правила. Перенесение же этого правила на порождение единиц, ранее ему не подчинявшихся, свидетельствует о понимании структурного и/или семантического сходства между всеми такими единицами и о существовании ассоциативных связей между ними. В принципе, аналогия представляет собой перенос знания о структуре, членимости, значении и других свойствах данного объекта... В лингвистике подобный перенос знания происходит чаще с регулярных и продуктивных форм на нерегулярные или менее регулярные, но это совсем не обязательно. Главное в аналогии - процесс деривации одной формы по образцу и подобию другой" [20, с.45].
В работе [21] Е.С. Кубрякова подводит итог своих размышлений и исследований относительно креативной функции аналогии: "Итак, в итоге наших теоретических рассуждений мы должны признать, что в основе всего процесса моделирования новых единиц в словообразовании (как, впрочем, и в морфологии) лежит именно аналогия, опирающаяся, как и во множестве других ментальных процессов, на понятие ассоциативного связывания двух и более единиц, осмысляемых как сходные или тождественные. Более того. Вся область словообразования - это область аналогического выравнивания указанных единиц, а то, что определяется как отдельная словообразовательная модель, может интерпретироваться как формула повторения особого (конкретного) образца в результате ее распространения на то или иное число случаев" [21, с.18].
Джек Галлант и составленный им "Семантический атлас мозга"
Теперь мы должны ответить на вопрос: как мозг ребенка строит новую словоформу по аналогии с теми языковыми единицами, которые уже усвоены им (под влиянием взрослых) и хранятся в его памяти? Другими словами, как нейронные ансамбли больших полушарий его мозга, хранящие информацию о словах и их значении, осуществляют "ассоциативное связывание" двух и более языковых единиц, т.е. реализуют тот процесс, который младограмматик Герман Пауль назвал "взаимопритяжением отдельных слов"? Возникает соблазн предположить, что нейроны, хранящие слова ("семантические нейроны") и расположенные в одной и той же области мозга, например, в речевых зонах Брока и Вернике, связываются друг с другом с помощью коротких отростков (дендритов). Это контактное или, лучше сказать "синаптическое", связывание и обеспечивает постоянную коммуникацию между нейронами "семантической памяти", что необходимо для возникновения ассоциаций и аналогий. Однако недавно нейробиологи сделали открытие, которое исключает такую возможность. Они показали, что нейроны "семантической памяти" хранятся не в зонах Брока и Вернике, а распределены буквально по всему мозгу, по всем его участкам и, как установила еще Н.П. Бехтерева [22], содержатся даже в ядрах таламуса (субкортикальной зоне).
В частности, в 2016 г. Джек Галлант (Jack Gallant) и его сотрудники из Калифорнийского университета в Беркли (США) составили подробный семантический атлас головного мозга, показав, в каких его областях хранятся слова и их значения (семантика). С помощью магнитно-резонансной томографии исследователи регистрировали у семи добровольцев активность головного мозга, пока они в течение двух часов прослушивали радиопередачи с закрытыми глазами. За это время они успевали выслушать 15 историй, в которых содержалось около 25 тысяч слов, три тысячи из которых были уникальными. Учёные фиксировали реакцию нейронов коры головного мозга на каждое из 985 самых распространённых в английском языке слов и на основе полученных данных составили указанный семантический атлас. В атласе оказались задействованы обширные области коры, покрывающие более трети обоих полушарий. Некоторые детали расположения семантических полей у добровольцев незначительно отличались, но общие черты у всех были одинаковы. Таким образом, эксперимент показал, что нейроны, хранящие наши лингвистические знания, а именно слова и их значения, не сосредоточены в зонах Брока и Вернике, как можно было бы считать, учитывая речевую функцию этих давно известных зон, а распределены (разбросаны) по всей коре больших полушарий мозга. Открытие Джека Галланта и его коллег [23] свидетельствует о том, что слова, между которыми мозг ребенка (и взрослых) устанавливает ассоциативную связь в процессах словотворчества, могут располагаться далеко друг от друга, т.е. быть, как говорят нейрофизиологи, дистантно разобщенными.
Дистантная разобщенность нейронов, хранящих элементы нашего языка, - объективный фактор, который нужно принимать во внимание в попытках определить нейробиологические механизмы способности ребенка (и взрослых) проводить аналогии между разными словами и словоформами. Этот фактор говорит о том, что мозг не может связать удаленные нейроны (нейронные ансамбли) с помощью коротких отростков - дендритов, которые благодаря синапсам обеспечивают передачу информационных сигналов между близко расположенными нейронами.
Этот же фактор говорит о том, что принципом ассоциативной интеграции удаленных "семантических" нейронов не может быть знаменитое правило Дональда Хебба, сформулированное им в 1949 г. Это правило гласит, что если два нейрона возбуждаются одновременно, то синаптическая связь (дендритный контакт) между ними усиливается. Синаптическое усиление может происходить за счет изменения в проводимости синапса или за счет изменения метаболических особенностей самих клеток - нейронов, демонстрирующих одновременную активацию. Кроме того, одновременная активация двух нейронов должна произойти неоднократно, иначе проводимость синапса не изменится и связь между нейронами не усилится (вспомним процесс формирования условных рефлексов в опытах И.П. Павлова). Из сказанного становится ясно, что правило Д. Хебба (обычно формулируемое: "возбуждаемся вместе - связаны вместе") не может обеспечить взаимодействие и коммуникацию между удаленными нейронными ансамблями.
Эту коммуникацию не может обеспечить и процесс диффузного распространения нейромедиаторов - химических веществ, участвующих в передаче электрохимических импульсов между нейронами через синаптическое пространство. Скорость диффузного распространения нейромедиаторов слишком мала для того, чтобы соответствовать скорости возникновения спонтанных ассоциаций, лежащих в основе семантических аналогий. Виллем Левелт (Willem Levelt) в работе "Производство разговорного слова: теория лексического доступа" [24] определяет скорость возникновения словесных ассоциаций, исходя из оценки скорости речи. Учитывая, что скорость человеческой речи составляет от 2 до 4 слов в секунду, можно оценить скорость лексического доступа к "ментальному лексикону", хранящемуся в нейронных ансамблях нашего мозга. Получается, что мы извлекаем из памяти нужное слово (а ассоциативный механизм выбора определенного слова - это и есть извлечение его из памяти) за доли секунды. Нейромедиатор, распространяющийся в мозге путем диффузии, не способен за столь короткое время покинуть один нейрон и достичь другого, если они удалены друг от друга на значительное расстояние.
Какой же нейробиологический механизм может обеспечить необходимую скорость ассоциативного связывания слов в мозге ребенка (и взрослых), т.е. преодолеть ограничения, свойственные эффектам синаптического усиления и передачи информации с помощью нейромедиаторов? Оказывается, в нейробиологии такой механизм давно известен! Просто никто не рассматривал его сквозь призму фундаментальной проблемы, существующей в лингвистике и психологии: как нейронные ансамбли, хранящие наши слова и их значения (семантику), связываются друг с другом, чтобы стала возможной эффективная нейронная коммуникация и эффективный ассоциативный процесс? Тот ассоциативный процесс, значение которого отмечал еще Аристотель, а вслед за ним такие адепты концепции ассоцианизма, как Джон Локк, Дэвид Гартли, Дэвид Юм и т.д.Синхронизация импульсной активности нейронных ансамблей - причина возникновения ассоциаций и аналогий
Синхронизация активности нервных центров головного мозга была открыта М.Н. Ливановым (1938, 1940) при изучении условных рефлексов кролика. Анализируя ЭЭГ зрительной и моторной коры мозга кролика во время выработки у него условного оборонительного рефлекса, М.Н. Ливанов обнаружил интересный факт: эти области мозга демонстрировали совпадающую (когерентную) ритмичность. Используя представления А. Ухтомского, М.Н. Ливанов сделал правильный вывод, что в мозге животного образуется "констелляция нервных центров" [25].
В 1989 г. произошло важное событие: ученые из Института исследований мозга имени Макса Планка (Германия) К.М. Грей, П. Кениг, А.К. Энгель и Зингер опубликовали работу [26], в которой сообщили об открытии синхронизации высокочастотных колебаний нейронов в зрительной коре мозга кошки. Авторы пришли к выводу, что эта синхронизация клеток зрительной коры отражает процесс установления отношений между этими клетками (нейронными ансамблями) для распознавания визуальных стимулов. Работа [26] в определенной степени подтверждала гипотезу Кристофа вон дер Малсбурга (1981, 1986) о том, что визуальный стимул инициирует колебательную активность нейронов, кодирующих различные свойства объекта, а синхронизация этой активности обеспечивает процесс сегментации и последующего связывания свойств (признаков) объекта в единый образ. С гипотезой Малсбурга можно ознакомиться, обратившись к статьям [27, 28].
Эффект синхронизации нейронов был обнаружен в обонятельной системе разных видов животных. Большое число исследований, преследующих цель выяснить значение этого эффекта в функционировании обонятельных нейронов, провел Жиль Лоран (Gilles Laurent) из Калифорнийского технологического института [29, 30, 31]. В настоящее время признается роль синхронизации в кодировании и воспроизведении информации о запахах в обонятельной системе мозга [32].
Изучая влияние когерентной активности нервных центров на подготовку и выполнение двигательных актов, ученые установили, что синхронизированные колебания нейронов сенсомоторных областей связывают эти области в крупномасштабную сеть во время поддержания двигательных действий [33]. В 2005 г. Паскаль Фрис (Pascal Fries), работавший в научной группе Вольфганга Зингера (Wolfgang Singer), которая впервые описала синхронные колебания нейронов в зрительной коре кошки, открыл явление синхронизации между моторной корой головного мозга и моторными нейронами спинного мозга в момент подготовки двигательного акта [34]. Авторы статьи "Нейросинхронность в моторной системе: что мы узнали на данный момент?" [35], обобщая результаты, полученные после открытия П. Фриса и его коллег, подчеркивают, что синхронизация является неотъемлемой частью нейронного контроля движения.
Команда В. Зингера, предполагая, что эффект когерентной активности, выявленный в зрительной системе кошки, должен проявлять себя и в процессах внимания, провела серию исследований, подтвердивших это предположение. Учитывая, что внимание - ключевой механизм выбора подмножеств сенсорной информации для детальной эффективной обработки и активного подавления отвлекающих сигналов, Паскаль Фрис и его коллеги экспериментально показали, что внимание выборочно синхронизирует ритмические ответы тех нейронов, которые настроены на характерные атрибуты контролируемых сенсорных стимулов [36, 37, 38].