Предполагают, что такой механизм обнаружения изменений языка существует уже на ранних этапах жизни. Для того, чтобы понять так ли это, в исследовании принимают участие дети билингвы и одноязычные. Jan Rouke Kuipers, Guillaume Thierry(2012) двуязычные взрослые также показывали более быстрое обнаружение переключения языков, чем их одноязычные сверстники. Данные дали такие выводы: механизм обнаружения изменений языка у двуязычных отсутствует у одноязычных. Этот механизм работает в течение первых 300 мс после изменения языка. Механизмы обновления (поздняя переоценка), которые наблюдаются у двуязычных взрослых, видимо отсутствуют у двуязычных детей младшего возраста. Предполагают, что процесс осознанного мониторинга языка развивается позже, поэтому дети менее осведомлены о языке, на котором разговаривают, хоть автоматическая адаптация на изменение языка все - таки происходит.

В исследовании Jan Rouke Kuipers, Guillaume Thierry, 2011, было также сделано интересное наблюдение. У двуязычных взрослых в ответ на неожиданное появление уэльских слов среди английского языка ( уэльский язык - девиантный стимул, английский язык - стандартный стимул) наблюдалась увеличенная амплитуда Р600, у двуязычных детей не наблюдалось. Р600 это компонент ПСС, который отвечает за то, что к обработке информации привлечено внимание. Таким образом, двуязычные дети сознательно не оценивали тот факт, что язык неожиданно поменялся. Хоть двуязычные дети способны быстро воспринимать переключение языка, чем взрослые двуязычные, после они меньше осознают изменения в языке. Следовательно, осознание изменения языка развивается позднее в более старшем возрасте. Даже не смотря на то, что двуязычные дети быстро адаптируются к изменению языкового фонологического ввода, они менее осведомлены о языке, на котором разговаривают, нежели двуязычные взрослые.

Глава 4. Пластичность при изучении своего языка и иностранного

Процесс обучения сам по себе является сложным, так как он требует времени и усилий. Обучение можно рассматривать как дифференциальную схему активации. Например, когда производительность является более специализированной и высокоэффективной, необходимы только те механизмы, которые нужны для возникновения производительности. В начале обучения требуется внимание для решения тех или иных задач. По мере же обучения, обработка информации становится все более автоматической и специализированной в определенных областях мозга. Такая гипотетическая схема обучения является несколько упрощенной, но может помочь объяснить некоторые важные аспекты обучения и обработки информации. При обучении, например, языка необходимо учитывать мотивационные факторы, возраст, индивидуальные различия, а также уровень владения первым и вторым языком.

При обучении языка важно также учитывать такой фактор как социальное взаимодействие. Социальное взаимодействие является важным фактором пластичности нервной системы в изучении языка. Интересное исследование провела группа Kuhl, Tsao and Liu,2003. Они обучали 9-ти месячных американских младенцев контрастной китайской речи. Этот возраст был выбран не случайно, так как он считается приверженным к фонологии первого языка и снижением нейрональной пластичности ко второму языку. Результаты исследования показали, что американские дети, проживавшие в социальном взаимодействии с носителями китайского языка (чтение им китайских книг, слышание китайской речи, игры в игрушки), продемонстрировали лучшие результаты в дискриминации китайского фонетического контраста, чем те младенцы, у которых не было китайского воздействия. Данные результаты показывают тесную связь между языковым развитием, когнитивным развитием и социальным взаимодействием. Следовательно, для процесса обучения необходимо подобрать надлежащие условия окружающей среды.

Существует два подхода в исследовании освоения родного и неродного языка. Это поведенческий подход, предназначенный для получения явных ответов, таких как идентификация, дискриминация, рейтинги подобия стимулов, рейтинги доброкачественности, рейтинги разборчивости и другие критерии. Однако такой подход не отвечает на вопросы о нейронной пластичности относительно изменений во временной динамике обработки речи и функциональной нейроанатомии языкового представления мозга человека. На эти вопросы отвечает нейрофизиологический подход. Регистрируются стимулы, известные как потенциалы связанные с событиями (ПСС), один из компонентов которых называется ответ несоответствия (отрицательность соответствия) или негативность рассогласования. Негативность рассогласования является хорошим маркером нейронной чувствительности, а так же соответствует точности поведенческой дискриминации.

Нейрофизиологический подход помогает понять многие вопросы, например, когда младенец может автоматически дифференцировать речевые контрасты родного языка, когда проявляют меньшую чувствительность к неродственному языку, как ранняя дискриминация предсказывает дальнейшее обучение языков.

В нашем активно развивающемся мире изучение второго языка становится социально-экономической необходимостью, и следовательно, является обязательным предметом в большинстве стран мира ( около 81% из 119 проанализированных стран). Существует три основных элемента в освоении вторым языком: фонология (восприятие и произношение), семантика (смысл слов) и синтаксис (структура языка). Синтаксис и фонология являются особенно трудными для изучающих второй язык, считается, что семантика более проста в освоении.

Наша слуховая система способна обрабатывать язык, даже, несмотря на большую акустическую изменчивость в динамике, акценте, скорости речи и эмоциональном эффекте. Все же все сталкиваются в обработке незнакомых языков. Создается впечатление, что иностранная речь быстра, запутана и неразличима. Это так называемый «синдром иностранного слушания», который подтверждался в исследованиях (Mehler et al., 994, Pallier, Christophe and Mehler,1997). Взрослые не так хорошо выявляют и распознают многие неродственные высказывания по сравнению с родной речью. Это связано с тем, что перцептивная склонность к родному языку происходит от языкового воздействия с самого детства. Признается также, что язык, приобретенный в детстве, представлен в головном мозге для восприятия речи, как ассимилятор для восприятия речевых звуков в целом.

Изучение языка это та степень, в которой человеческий мозг имеет способность меняться в результате обучения. В изучении языков доминирует гипотеза «критического периода», которая постулирует о том, что способность к обучению языку снижается после полового созревания, поскольку снижается нейронная пластичность мозга (Lenneberg, 1967). Взрослые находятся за критическим периодом, являющимся наиболее чувствительным к изучению языка. Однако в существующих современных теориях утверждается, что на освоение нового языка влияет лингвистический опыт, а не биологические ограничения (такие как возраст) (Best, 1995; Flege,1995 год; Куль, 2000 год; Эрнандес, Ли и Маквинни,2005). Второй язык может совместно использовать с первым языком ту же нейронную систему или же включает другую специализированную нейронную систему в зависимости от возраста обучаемого и уровня владения языком (Kim et al., 1997; Perani et al., 1998; Xue et al., 2004, Эрнандес и Ли, 2007).

В проблеме пластичности мозга во взрослом состоянии отведена роль и характер опыта в восприятии изменения речи. Хоть восприятие неродной речи и остается существенно ниже, раннее языковое воздействие все же не приводит к полной потери чувствительности к неродным различиям. Поведенческие данные показывают успех в обучении, как повышение точности и эффективности категоризации, перевод обучения на нетренированные стимулы, долгосрочное сохранение улучшений. Успехи и неудачи тренировочных методов могут дать лучшее понимание механизмов, лежащих в нейронной пластичности.

В обработке первого языка используют два основных компонента вызванных потенциалов, которые связанны с грамматической обработкой: Р600 и левая передняя отрицательность(LAN). Компонент Р600 был найден в ответ на обработку ошибок в морфологической и синтаксической информации у носителей языка. Компонент вызывался в чрезвычайно гетерогенных условиях. На данный момент полагают, что появление этого компонента говорит о более поздней стадии анализа информации, однако его точная функциональная интерпретация остается обсуждаемой. Но существует достаточно сильная корреляция между появлением компонента Р600 и грамматических нарушений.

Есть любопытные данные по обучению японскому языку для улучшения изучения английского языка. Данный контраст языков является классическим примером речевого исследования, в котором используется фонетическая дискриминация. Ранние исследования не дали значимых результатов, например, работы Strange и Диттман (Dittmann, 1984. Далее была улучшена методология эксперимента путем введения высокой изменчивости стимулов (Pisoni and Lively, 1995). В работах (Bradlow et al., 1999;Takagi, 2002) интенсивное краткосрочное обучение дало небольшие, но статистически значимые изменения, еще большие изменения дал более длительный период обучения. Чтобы взрослые могли изучать неродные фонетические контрасты, нервная система должна обойти сильную нейронную приверженность к родному языку (англ. Native Language Neural Commitment, NLNC), которая препятствует точной фонетической категоризации второго языка. Данная система снижает чувствительность нервной системы, а, следовательно, и эффективность обработки неродного языка. Была разработана программа тренировки, которая включала усиление сигнала и видимые артикуляционные сигналы. В результате тренировки было показано улучшение идентификации более чем на 20%, обучение привело к заметному усилению нейронной чувствительности различения к r-l английского языка в левом полушарии. Повышенная чувствительность нерва измеряется путем увеличения негативности рассогласования. Результаты исследования свидетельствуют о том, что нейрональная чувствительность является хорошим предсказателем для фонетического обучения во взрослой жизни, при этом учитывая лингвистический опыт и нейронную пластичность.

В исследованиях при обучении мандариновых тонов английских говорящих были сделаны интересные выводы о пластичности нервной системы. Приобретение мандаринового китайского тона было рассмотрено в сравнении активации коры во время идентификации тона до и после 2-х недельного обучения. Результаты показывают, что улучшение связано с увеличением активации в левой верхней временной извилине ( область Бродмана 22), а также появление дополнительной активности в смежных регионах (левая верхняя временная извилина, или область Бродмана 42, а также первый нижний лобный участок, или область Бродмана 44). Эти результаты наглядно показывают, что изучение второго языка предполагает расширение существующих языковых областей, а также набор дополнительных корковых областей. Это говорит о пластичности взрослого человеческого мозга в приобретении тона мандарин. Данные дают представление о возможности прогрессивных корковых изменениях при повышении квалификации (тренировки), предполагается, что корковые представления в свою очередь могут непрерывно формироваться в течение жизни (ван Туреннаут, Элльмор и Мартин, 2000 год).

Учитывая тот факт, что существует критический возраст у детей, во время которого, считают, что процессы пластичности, а, следовательно, и обучения, имеют худшие возможности, Ван и Кюль (Wang and Kuhl, 2003 рассмотрели изучение мандаринового тона американскими детьми в возрасте от 6-ти до 14-ти лет. Результаты показали значительное улучшение после обучения, которое менялось по возрастным группам. Было также сделано сравнение групп предпубертатного периода и послепубертатного периода. В результате сравнения не было обнаружено резкого снижения степени улучшения, которое предсказывается гипотезой критического периода. Эти результаты подтверждают еще раз то, что языковое обучение не является строго ограниченным критическим периодом.

Споры о роли фонетического обучения при приобретении языка имеют важное значение для понимания механизмов речи. Были предложены различные теории, которые учитывали связь между фонетическим восприятием и изучением языка. По мнению многих исследователей, эта связь в основном базируется не на фонетических знаниях, а на слуховых механизмах. Например, данные исследований Висто, Крэнфорд и Скаддер, 1996; Таллал Et al., 1998; Бенасич и Таллал, 2002 год; Ulla et al., 2004; Benasich et al., 2006) говорят о важности быстрой обработки быстрых речевых и неречевых стимулов. Возможность быстрой обработки аудиовизуальной информации прогнозирует дальнейшее развитие языка, а также грамотность, задержку и нарушение языка. Несмотря на дискуссии, поведенческие и нейрофизиологические данные демонстрируют ключевую роль фонетического восприятия в изучении языка.

Существуют исследования, доказывающие сильную связь между фонетическим обучением и приобретением первого языка. Например, такие исследования (Kuhl et al., 2001;Веркер и Тис, 2005; Kuhl et al., 2006) в области развития зафиксировали четкое восприятие перехода от «общего языка» к «частному языку» в первый год жизни. Они выяснили, что до 6-8 месяцев младенцы способны различить все фонетические контрасты, на 12 месяце младенцы уже показывают увеличение чувствительности к дискриминации родных фонем и снижение чувствительности к неродственным фонемам. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что такая ранняя перцепционная чувствительная реорганизация отражает процесс нейронной приверженности к первому языку и далее идет постепенное снижение нейронной пластичности вплоть до приобретения второго языка.

Исследования April A. Benasich, Naseem A. Choudhury, Teresa Realpe-Bonilla,and Cynthia P. Roesler(2014) и (Benasich and Tallal, 2002; Benasich et al., 2006; Чоудхури и Бенасич, 2011 год) исследуют влияние опыта ( неязыковые акустические сигналы)на языковую обработку речи. Они показали, что младенческие неязыковые способности обработки звука обеспечивают развитие языка.

Также существуют исследования о том, как ранняя дискриминация звуков родной речи у младенцев влияет на их дальнейшие освоения родного языка. Данные исследований (Цао, Лю и Кул,2004; Kuhl et al., 2005; Kuhl et al., 2006) показали, что те младенцы, которые показали лучшую нативную дискриминацию в возрасте 7 месяцев, далее улучшили свои языковые навыки, а те младенцы, что продемонстрировали низкую дискриминацию родной речи, в дальнейшем имели более низкие и языковые способности в развитии первого языка. По этим данным можно сделать важный вывод. Во-первых, ранняя дискриминация младенцев родного языка действительно оказывает влияние на дальнейшее приобретение языка. А вовторых, если эта дискриминация в раннем возрасте оказывается успешной, то она положительно влияет и на дальнейшую дискриминацию родного языка.

Данные (Висто, Крэнфорд и Скаддер, 1996; Таллал Et al., 1998; Бенасич и Таллал, 2002 год; Ulla et al.,2004; Benasich et al., 2006) показывают, что возможность быстрой аудиовизуальной или визуальной информации в раннем младенчестве высоко прогнозирует дальнейшее развитие языка (грамотность, задержка и нарушение языка). Однако (Rosen, 2003) не выявил связи между тяжестью слухового дефицита и языка. Таким образом, наличие корреляции между дефицитом речи и невмешательством и между фонетическим восприятием и развитием языка не должны быть интерпретированы как причинные или исключающие факторы в когнитивном созревании. Несмотря на дискуссии, поведенческие и нейрофизиологические данные демонстрируют ключевую роль фонетического восприятия в изучении языка.

Также в ходе исследований были выявлены такие группы детей, которые отличались большей чувствительностью не к родному языку, а, наоборот, к неродному. Такие результаты кажутся парадоксальными. У этих детей был показан неродной фонетический контраст. Они были более чувствительны к неродному фонетическому контрасту, чем к родному. Следовательно, они хуже воспринимали родной им язык.

Таким образом, ранняя высокая чувствительность младенцев в дискриминации родной фонетики, является своеобразным предсказателем более поздних языковых навыков до 3-х летнего возраста. Ранняя высокая фонетическая дискриминация может предсказать то, каким будет уровень языка. Это подтверждают данные (Molfese and Molfese, 1985; Molfese and Molfese, 1997; Molfese, 2000 год; Kuhl et al., 2004). Molfese и коллеги показали, что ранние значения потенциалов связанных с событиями, которые показывают фонетическое восприятие, могут предсказать примерно с 80% точностью классификацию высоко и низкоуровнего восприятия языка у детей в возрасте от 3 до 8 лет.

Любопытно, что на приобретение родного языка младенцами и на их положительное обучение языку также влияет и речь матери. Если мать разговаривает достаточно четко со своим ребенком, то процессы раннего распознавания у него будут лучше, следовательно, это влияет на успешный процесс приобретения родного языка. Имеется ли тесная связь между этими процессами дали недавние исследования Liu, Kuhl and Tsao, 2003. Они отметили, что ясность речи матери измеряется по степени акустического расширения гласной в пространстве, что значительно коррелирует с фонетическим обучением.

Психофизиологические данные дают доказательства существования в слуховой сенсорной коре следов памяти, которые формируются в раннем возрасте и присутствуют у взрослых. Исследования (Naatanen et al.,1997 год; Cheour et al., 1998; Rivera-Gaxiola et al., 2005) не только показывают существование следов акустической памяти для языковых фонем у взрослых слушателей, но также дают понимание, что они появляются у младенцев в возрасте до 12 месяцев.

С помощью исследований по нейровизуализации мозга можно дать наглядную информацию о вовлечении полушарий и локализации коры головного мозга в когнитивные процессы. Существует теория, что процесс обнаружения акустического изменения находится в обоих полушариях, то есть имеет двустороннюю активацию, а специфическая обработка фонем локализуется в левой слуховой коре. В соответствии с этой теорией, эффекты фонетического обучения будут более выражены в левом полушарии, нежели в правом полушарии. На данный момент есть много данных о преобладании восприятия родной речи в левом полушарии, есть также данные, которые показывают большие индивидуальные различия и двустороннюю активацию полушарий. Например, данные Zhang et al., 2005 показывают двустороннюю активацию для обработки собственной речевой информации. А данные Dehaene-Lambertz, Dehaene and Hertz-Pannier, 2002; Pena et al., 2003 показывают доминирование левого полушария при обработке речи, как у младенцев, так и у взрослых.

Некоторые данные ПЭТ и фМРТ показывают, что левая слуховая кора участвует в распознавании быстро меняющихся широкополосных стимулов, включающих речь. А правая слуховая кора головного мозга специализируется на обработке более медленных узкополосных стимулов, например таких, как тона (Заторре и Белин, 2001). Однако эта теория не дает никаких точных прогнозов относительно корковой обработки родного и неродного языков, обработки при изменении языков.

Существующая литература не дает точного ответа на тот факт, что подразумевают ли разные языки расположение в различных областях мозга. Многие исследования сообщают перекрытие областей мозга при обработке двух языков (Klein et al., 1995; Illes et al., 1999; Chee et al., 2000;Эрнандес, Мартинес и Коннерт, 2000). Возможно, это связано с тем, что некоторые языки похожи друг на друга по фонологической форме и синтаксической структуре. Другие исследования предполагают различные механизмы мозга, которые поддерживают различные языки (Kim et al., 1997; Perani et al., 1998). Например, различные нейронные представительства наблюдаются при распознании английского и китайского языков. Отчасти это связано с лингвистическими особенностями тонов мандарина. Большие расхождения данных требуют надежного экспериментального контроля, достаточных количеств образцов данных с малой изменчивостью внутри группы. Все эти условия дадут возможность будущим исследованиям разобраться в более глубоком понимании различных механизмов разных языков.

На изучение второго языка оказывает влияние успешность освоения родного языка. В свою очередь, повышение уровня владения вторым языком приводит к формированию функциональных лексических представлений, что приводит к изменениям в низкоуровневой фонетической обработке. Такие выводы были получены исследованиями Arthur G. Samuel Ram Frost, 2016. С этой точки зрения можно предположить, что повышение уровня владения неродным языком - это развитие лексических представлений, которые способны взаимодействовать как с более низкими фонетическими представлениями, так и более высокими, например, концептуальными уровнями, тем самым можно сказать, что уровень владения являются функциональным механизмом. Ранняя литература показала, что подобный вид лексического взаимодействия отделен от простого накопления знаний о слове (например, Dumay & Gaskell, 2007; Gaskell & Dumay, 2003; Leach & Samuel, 2007). Результаты подтверждают тот, факт, что важным аспектом владения языком является разработка функциональных лексических представлений.

Учитывая тот факт, что когда взрослые начинают изучать второй язык, у них уже имеется установленная система первого языка. В зависимости от того, насколько существенно сходство между двумя языками, первый язык может служить полезной основой для начала изучения второго языка, например, через общую фонологическую, лексическую семантику или через грамматические формы. Однако могут существовать трудности в приобретении второго языка из-за того, что системы двух языков несхожи. Структуры, которых нет в первом языке, могут быть приобретены со втором языком хоть и более медленно. Хотя точно остается неясным влияет ли первый язык на обучение вторым языком. В исследовании Erin Jacquelyn White, Fred Genesee, Karsten Steinhauer предоставляют результаты 9-ти недельного исследования, в котором изучались нейрокогнитивные изменения, связанные с приобретением второго языка у взрослых. Эти взрослые проходили интенсивный курс английского языка как второго. Авторы пытались выяснить, как первый язык влияет на нейрокогнитивные механизмы, лежащие в основе обработки второго языка. Из этого исследования получились интересные выводы. В начале изучения английского языка отсутствовали эффекты Р600, они возникали позже по мере интенсивного воздействия второго языка на корейских и китайских учащихся, независимо от различий первого и второго языков. Компонент ПСС Р600 ассоциирован с грамматической обработкой у носителей языка. Это положительная волна, которая является максимальной приблизительно после 600 мс начала критического стимула (слова в предложении). Считается, что компонент Р600 является контролируемым и управляемым вниманием на относительно позднем этапе обработки. Если у изучающих второй язык появляется Р600, то полагают, что грамматические знания второго языка были включены в систему обработки, и они участвуют в тех же нейрокогнитивных процессах, что и первый язык. В данном исследовании все участники показали Р600, но его латентность была различной у китайских и корейских учеников. Латентность наблюдалась позже у китайских учеников по сравнению с корейскими учениками. То есть компонент Р600 можно выявить при обработке грамматических признаков второго языка, которые появляются позже по мере обучения и не существуют в первом языке - китайские ученики. В корейском языке существуют схожие грамматические основы, поэтому компонент Р600 также появлялся и совершенствовался по мере прохождения обучения. Компонент Р600 говорит о том, что мастерство освоения второго языка улучшается. А корейские и китайские ученики включали грамматические правила второго языка в свои системы обработки. Таким образом, существует корреляция между значениями амплитуды Р600 и грамматической чувствительностью второго языка. Результаты показывают, что существуют различия между людьми в отношении владения грамматических структур, а также различия в использовании нейрокогнитивных механизмов для обработки грамматических структур.

Пока точно остается неясным, каковы основные механизмы, лежащие в основе распознавания слов на втором языке, и в какой степени они совпадают с механизмами распознавания слов в первом языке. Одним из возможных вариантов предполагают, что механизмы в основном одни и те же, а слова второго языка объединены в единый набор лексических представлений с первым языком, это говорит о том, что слова из двух языков хранятся вместе. То есть между родным и неродным словом устанавливаются ассоциации. Существует множество поведенческих доказательств этой теории, например, Beauvillain & Грейнджер, 1987 ; Brysbaert, Ван Дейк, и Ван де Poel, 1999 ; де Гроот, Delmaar, и Lupker, 2000 ; Дейкстр, Грейнджер, и ван Heuven, 1999 ; Дейкстр, ван Heuven, и Грейнджер, 1998 ; Дейкстр, Timmermans, и Schriefers, 2000 ; Дайер, 1973 ; Guttentag, Haith, Гудман, & Hauch, 1984 ; Lemhцfer и др . , 2008 ; Nas, 1983 ). Однако также существуют противоречащие данные, они говорят о том, что существует механиз-переключатель, а слова разных языков хранятся друг от друга отдельно, а входящий сенсорный стимул направлен к соответствующему слову в зависимости от контекста. Исследования Katherine J. Midgley, Phillip J. Holcomb, and Jonathan Grainger, 2009, показали следующие результаты. Они свидетельствуют о том, что обработка слов родного и неродного языков расходятся по двум различным способам, это было отражено в сигналах вызванных потенциалов. Они получили, что передняя часть компонента N400 показала сдвиг задержки амплитуд у второго языка несколько позже, чем таковой у первого языка. Сдвиг задержки может присутствовать у более опытных учеников, хоть и быть представлен меньше по величине. Сдвиг задержки может отражать различия в обработке трудностей, связанных со словами первого и второго языков. Задняя часть компонента N400 показала большие амплитуды к первому языку, по сравнению со вторым языком у учеников с его низкими уровнями знания. Предполагают, что различия амплитуд могут отражать более низкий уровень взаимосвязанности лексических и семантических представлений второго языка у начинающих изучать язык, что исчезает при долгой тренировке вторым языком. Эти данные еще раз свидетельствуют о явной пользе тренировок при обучении.

Есть ряд исследований, которые сравнивают эффективность обучения неродного языка взрослого и молодого поколения. Считается, что взрослое поколение показывает более плохие результаты обучения, по сравнению с молодым поколением. Это связывают с ухудшением у пожилого поколения нейронной пластичности. Есть также причины подозревать, что пожилые люди используют разные механизмы обучения, например, при изучении лексического тона, чем молодые люди. Другое различие между старшим и младшим поколениями это рабочая память, которая играет роль при успешном обучении второго языка. Если сравнивать с молодыми людьми, то успех обучения второму языку у пожилого поколения зависит от их базовой рабочей памяти. Исследования Service и Craik(1993) продемонстрировали, что способность изучать новые слова зависела больше от их способности хранить предметы в фонологической рабочей памяти, по сравнению с более молодыми взрослыми. Рабочая память - это такой тип памяти, который позволяет сохранять ту информацию, с которой в данный момент работают. Она также позволяет комбинировать различную информацию, полученную от органов восприятия с кратковременной и долговременной памятью. Следовательно, этот тип памяти подразумевает хранение и управление информацией для совершения когнитивных задач, таких как понимание речи и обучение. Считается, что рабочая память имеет ограниченные способности. Есть несколько утверждений, что рабочая память может быть натренирована. Но получение воспроизводимых результатов усложняет тот факт, что многие области мозга вовлечены в процессы рабочей памяти. Однако методы нейровизуализации успешны при изучении процессов восприятия и моторного поведения, при которых наблюдается не так много активаций разных областей мозга.

Когда сравнивают результаты обучения второго языка у младших и более старших учеников, заметное преимущество получают те, кто ранее уже был в этой языковой среде. Многие грамматические структуры второго языка могут оказаться весьма проблематичными для более поздних учеников, даже, несмотря на то, что обучение длится значительно длинный период. Однако все еще остается не ясно как же способность к обучению вторым языком развивается на протяжении всей жизни, существуют ли возрастные эффекты, которые ограничивают успешное обучение. В исследовании Nienke Meulman, Martijn Wieling, Simone A. Sprenger, Laurie A. Stowe, and Monika S. Schmid, 2015 показано влияние возраста при приобретении второго языка на успешность обучения немецким языком. В данном исследовании результаты успешного обучения основывались на постепенных сдвигах от N400 у начинающих учеников до Р600 у более опытных учеников. Были проведены исследования зависимости критического эффекта от грамматической структуры ученика. Использовали приобретение нефинитных глаголов. При нарушении конструкций в нефинитных глаголах компонент вызванных потенциалов Р600 присутствовал у всех обучаемых разного критического возраста. Возможно, это говорит о том, что грамматические конструкции второго языка схожи с грамматическими конструкциями первого языка. В текущем исследовании наблюдается более раннее начало Р600, а затем смещение, когда переходят к более высокому критическому возрасту, далее она достигает высокий максимум для более поздних учеников. Однако в данном исследовании не учитывалось количество лет обучения языком, условия обучения, время ежедневных тренировок и мотивация, которые в свою очередь могут оказывать влияние на результаты успешного обучения.

Мультисенсорное (многосенсорное) обучение представляет интерес в понимании нейронной пластичности мозга. Мультисенсорное обучение важно тем, что позволяет изучать интеграции визуальной, слуховой и сенсомоторной областей обработки информации. Были предложены три модели, которые предполагались в качестве объяснения пластичности, вызванной мультисенсорным обучением. Первая модель предполагает изменение односенсорных структур, которые участвуют в мультисенсорной передаче, вторая модель основана на изменении взаимосвязи односенсорных структур, и третья модель изменение мультисенсорных структур, ответственных за интегрирование стимулов.

Исследования по мультисенсорному обучению проводились Evangelos Paraskevopoulos, Anja Kuchenbuch, Sibylle C. Herholz, Christo Pantev, 2012, в данном исследовании они ставили задачу выяснить как многосенсорное обучение изменяет унисенсорные структуры, взаимосвязи унисенсорных структур или изменение специфических мультисенсорных областей. Первая группа была подвергнута кратковременному обучению воспроизведения тональной последовательности на фортепиано, вторая же группа только прослушивала игру первой группы и высказывала предположения о правильности записей. Таким образом, у двух групп была задействована разная модальность при обучении. У первой группы все три модальности: соматосенсорная, слуховая и зрительная. У второй же группы задействовано только две модальности, а именно, зрительная и слуховая. Связанные с обучением изменения в корковых сетях оценивались до и после путем МЭГ записи отдельных слуховых визуальных и аудио-визуальных ответов негативности рассогласования. Пластичность, вызванная тренировкой, изменила интегрированные аудиовизуальные ответы негативности рассогласования больше у группы, подвергшейся мультимодальной тренировке. Результаты показали, что две группы были по-разному затронуты обучением, мультисенсорная тренировка изменяет функцию мультисенсорных структур, а не унисенсорных и их взаимосвязей. Если же результирующая пластичность изменила аудиовизуальные ответы в двух группах одинаково, то тогда можно было бы предположить, что результат обучения основан на взаимосвязи слуховой и зрительной модальностей. Генераторы негативности рассогласования были найдены в обоих полушариях слуховой временной коры, но с большей амплитудой в правом полушарии, нежели чем в левом. Это также подтверждает предыдущие данные о том, что слуховые стимулы имеют типичную правополушарную латеризацию. В правом полушарии была отмечена также активация поля Бродмана 44, что может быть приписано к автоматическому привлечению внимания со стороны девиантного стимула, а также использование рабочей памяти во время дискриминации. Зрительная негативность рассогласования тоже была продемонстрирована, значительных изменений в них показано не было. Таким образом, в исследовании было продемонстрировано, что мультимодальная тренировка (зрительно-слуховая соматосенсорная) была более полезна для пластичности, чем слухо-визуальная. Это дает возможность предположить, что обученный модуль был функционально затронут всеми тремя модальностями. Здесь еще раз подтверждается, что большая часть неокортекса реагирует на мультисенсорные стимулы.

Музыкальное обучение является отличной моделью для изучения мультимодальной пластичности мозга. В исследовании Claudia Lappe, Laurel J. Trainor, Sibylle C.Herholz, and Christo Pantev, 2011 музыкальное обучение немузыкантов проводилось в течении двух недель. Одна группа (сенсорно-слуховая) училась играть на фортепиано музыкальный ритм, а другая группа (слуховая) только слушает и оценивает ритмическую точность второй группы. Обучение, вызванное кортикальной пластичностью, оценивали показателями негативности рассогласования с помощью МЭГ записи, результаты показателей НР сравнивали до и после тренировки. Группа, которая подверглась обучению, показала двустороннее увеличение НР, но больше оно было выражено в правом, нежели в левом полушарии. Полученные результаты свидетельствуют о том, что когда слуховой опыт контролируется вниманием и присутствует вовлечение сенсомоторной системы, наблюдается более прочные изменения в слуховой коре. Следовательно, эти данные еще раз подтверждают, что мультимодальное обучение вызвано кортикальной пластичностью и мультимодальное обучение является наиболее эффективным для получения новых навыков. Для получения более прочных результатов в обучении, например, музыкой ученик обязан использовать разные модальности. Для получения успехов в музыке также необходимо использовать сенсомоторную модальность с привлечением слуховой и зрительной модальностями. Если сделать более простой вывод, то можно сказать, что чтобы обучиться музыке, нужно играть на соответствующем музыкальном инструменте.

Заключение

В обзоре рассматриваются данные, полученные фМРТ, ЭЭГ, ПЭТ, МЭГ с помощью метода вызванных потенциалов мозга человека. Для объяснения процесса обучения используется компонент вызванных потенциалов - негативность рассогласования. Обучение зависит от пластичности. Пластичность нервной системы является важным свойством мозга человека. Она позволяет индивиду приспосабливаться к условиям среды в результате опыта или тренировки. В обзоре поднята проблема пластичности. Это свойство достаточно трудно для понимания и поэтому на данный момент трудно с точностью сказать, какие именно механизмы включены в процесс пластичности мозга. Трудно также с уверенностью сказать, что слуховая сенсорная кора является пластичной, однако, многочисленные исследования по тренировке дают данные о существовании пластичности сенсорной коры мозга человека.

В настоящее время исследователей в области нейрокогнитивной биологии интересует проблема освоения языка человеком. В обзоре представлены работы, которые подтверждают, что освоение родного языка начинается еще до рождения. Звуки родной речи воспринимаются младенцем через матку матери. Они закладываются в виде следов сенсорной памяти уже при первом предъявлении и являются образцом звуков родной речи, которые в дальнейшем дают возможность распознавать родные и неродные звуки. Раннее освоение речи влияет на дальнейшее владение родным языком. А внутриутробный период является важным периодом, в котором происходит закладка следов сенсорной памяти, освоение родного языка.

Процесс обучения является достаточно сложным процессом. Он требует внимания, усидчивости и времени. По началу, обучение требует большей вовлеченности внимания, но по мере обучения, процесс становится более автоматическим и требует не так много внимания. Это говорит о приобретении опыта. В нашем быстро развивающемся мире важно обучение вторым (иностранным) языком.

Имеются противоречащие мнения по поводу изучения второго языка. А именно, влияет ли первый язык на процесс обучения вторым языком, включает ли этот процесс те же нейронные механизмы, области коры головного мозга. В частности, существуют мнения, что иностранные слова хранятся в тех же местах, что и слова родной речи, они совмещены по лексическому значению. А, также, наоборот, что иностранные слова и слова родной речи имеют разное местоположение в сенсорной коре. Имеются данные, что процесс освоения первым языком дает влияние на дальнейшее обучение как своего языка, так и иностранного.

Считается, что процесс обучения подвластен не всем возрастам. Существует такое понятие, как критический период - период после полового созревания, когда процесс обучения затруднен. По этой же теории, считают, что пожилые люди хуже обучаются, нежели молодое поколение. В данном обзоре представлены данные, которые говорят о том, что критический период не влияет на процесс обучения. Кора головного мозга является пластичной с опытом, и, следовательно, обучение происходит всю жизнь. При изучении обучения иностранным языком важно также учитывать уровень мотивации, условия обучения, длительность обучения и интервалы между занятиями.

При изучении пластичности мозга применяют мультисенсорное обучение. Оно важно тем, что дает возможность интеграции нескольких систем в процесс обработки информации. В мультисенсорном обучении используют интеграции слуховой, зрительной и соматосенсорной систем. Основной моделью в мультисенсорном обучении является обучение музыкой. Есть данные о том, что успешное обучение игры на музыкальном инструменте дает интеграция всех трех систем, а не двух (только слуховой и зрительной). Мультисенсорное обучение говорит о том, что обученный модуль был затронут всеми тремя модальностями. Тем самым, большая часть неокортекса реагирует на мультисенсорные стимулы.

Данный обзор работ последних лет помогает лучше понять процессы пластичности, освоения языка и обучения. Хотя нельзя с точностью сказать, что эти механизмы в настоящее время поняты. Существует много нераскрытых мест, противоречивых данных. А это говорит о том, что данная тема является не полностью раскрытой и дает возможность следующим исследованиям.

Список использованной литературы

1)Р. Наатанен , внимание и функции мозга, издательство московского университета, 560 с., 1998

2) The mismatch negativity (MMN) in basic research of central

auditory processing: а review, R. Naatanen , P. Paavilainen, T. Rinne , K. Alho, Accepted 28 April 2007 Available online 10 October 2007, Clinical Neurophysiology 118 (2007)

3)Learning-induced neural plasticity of speech processing before birth , Eino Partanena, Teija Kujalaa, Risto Nддtдnena, Auli Liitolaa, Anke Sambethf, and Minna Huotilainen , Edited by Michael I. Posner, University of Oregon, Eugene, OR, and approved July 22, 2013 (received for review February 1, 2013)

4) Language outside the focus of attention: The mismatch negativity as a tool for studying higher cognitive processes, Friedemann PulvermuЁller , Yury Shtyrov ,Medical Research Council, Cognition and Brain Sciences Unit, 15 Chaucer Road, Cambridge CB2 2EF, UK, Received 20 June 2005; received in revised form 18 November 2005; accepted 4 April 2006, Progress in Neurobiology 79, 2006)

5) Central auditory system plasticity: Generalization to novel stimuli following listening training, Kelly Tremblay, Nina Kraus, Thomas D. Carrell, Therese McGee, Received 3 June 1996; revised 17 June 1997; accepted 5 August 1997

6)Neural plasticity in speechacquisition and learning, YANG ZHANG, YUE WANG, Cambridge University Press, 2007

7) Evidence for Training-Induced Plasticity in Multisensory Brain Structures: An MEG Study, Evangelos Paraskevopoulos, Anja Kuchenbuch, Sibylle C. Herholz, Christo Pantev, Editor: Ramesh Balasubramaniam, McMaster University, Canada, Received January 16, 2012; Accepted April 9, 2012; Published May 3, 2012

8) Магнитоэнцефалография-новейший метод функционального картирования мозга человека, Шестакова А.Н., Буторина А.В., Осадчий А.Е., Штыров Ю.Ю., Экспериментальная психология, 2012, том 5, № 2, с. 119-134

9)Функциональное картирование речевых зон мозга человека: перспективы использования метода магнитоэнцефалографии (МЭГ), Буторина А.В., Шестакова А.Н., Николаева А.Ю., Строганова Т.А., Штыров Ю.Ю., современная зарубежная психология, 2012

10) Plasticity in Developing Brain: Active Auditory Exposure Impacts Prelinguistic Acoustic Mapping, April A. Benasich,Naseem A. Choudhury, Teresa Realpe-Bonilla and Cynthia P. Roesler, The Journal of Neuroscience, October 1, 2014

11) Event-related potential correlates of language change detection in

bilingual toddlers, Jan Rouke Kuipersa, Guillaume Thierrya, Developmental Cognitive Neuroscience, 2012

12) Plasticity in Gray and White: Neuroimaging changes in brain structure during learning, R.J. Zatorre, R.D. Fields, and H. Johansen-Berg, Europe PMC Funders Group Author Manuscript, May 2013

13) Brain Responses before and after Intensive Second Language Learning: Proficiency Based Changes and First Language Background Effects in Adult Learners, Erin Jacquelyn White, Fred Genesee, Karsten Steinhauer,Received July 23, 2012; Accepted November 14, 2012; Published December 26, 2012

14) Cortical Plasticity Induced by Short-Term Multimodal Musical Rhythm Training, Claudia Lappe, Laurel J. Trainor, Sibylle C. Herholz, and Christo Pantev ^, PLoS One., 2011

15) Age Effects in L2 Grammar Processing as Revealed by ERPs and How (Not) to Study Them, Nienke Meulman, Martijn Wieling, Simone A. Sprenger, Laurie A. Stowe, and Monika S. Schmid, PLoS One. 2015;

16) Language effects in second language learners and proficient bilinguals investigated with event-related potentials , Katherine J. Midgley, Phillip J. Holcomb, and Jonathan Grainger , J Neurolinguistics, 2009.

Размещено на Allbest.ru