Связь между языком и мышлением философы обсуждают на протяжении тысячелетий. Хотя всем ясно, что наши братья по разуму от рыб до обезьян мыслят образами, теоретики от биологии для людей измыслили гипотезу, что человек рассуждает при помощи внутренней речи: мысленно формулирует условия, разбивает задачу на части и проговаривает вывод.
Однако язык плохо подходит на роль единственного инструмента логики. Речь разворачивается последовательно, слово за словом, а решение задачи нередко требует одновременно учитывать несколько связей. Естественные высказывания также допускают двусмысленность, тогда как формальная логика требует точных условий и однозначного результата.
Проверить независимость логики от речи трудно. Большинство задач задают словами, а участники отвечают устно или письменно. Даже простой тест невольно задействует чтение, понимание формулировок и подбор ответа.
Нашлись исследователи которые обошли ограничение с помощью заданий, которые почти не требовали языка.
В первой части их эксперимента участвовали два человека, перенесшие инсульт. Повреждение затронуло языковые области мозга и привело к тяжелой афазии. Пациентам было сложно понимать обращенную речь и самостоятельно строить высказывания, однако другие интеллектуальные способности могли сохраниться.
Участникам показывали два набора чисел и предлагали определить, какое скрытое правило превращает первый набор во второй. В одном случае требовалось изменить порядок цифр, в другом убрать значения выше заданного порога. После обнаружения закономерности человек применял правило к новым примерам.
Вторая разновидность заданий состояла из геометрических узоров. Несколько фигур образовывали матрицу с пропущенным элементом, а участник должен был выбрать изображение, которое правильно продолжало последовательность. Задачи постепенно усложнялись и требовали учитывать сразу несколько признаков.
Оба пациента справлялись с логическими играми не хуже контрольной группы без речевых нарушений. После решения они могли показать найденное правило жестами или набросать схему, хотя не могли нормально объяснить ход рассуждений словами. Результат опровергает предположение, что человек без полноценной языковой системы теряет способность выводить абстрактные правила.
Отдельный эксперимент провели со здоровыми взрослыми внутри томографа. Функциональная магнитно-резонансная томография позволила проследить, какие участки мозга усиливали активность во время рассуждений. Сначала для каждого участника отдельно определили области, отвечающие за обработку языка, поскольку расположение и границы функциональных зон немного различаются у разных людей.
Исследователи также нанесли на карту сеть множественных требований. Под этим названием понимают распределенную систему областей мозга, которая активируется при сложных задачах, управлении вниманием, работе с несколькими правилами и поиске решений. Ранее многие специалисты предполагали, что именно данная сеть обеспечивает логическое мышление.
В томографе участники решали задачи на поиск скрытых числовых и визуальных закономерностей. Дополнительная серия проверяла дедуктивное мышление с помощью силлогизмов. Человеку могли сообщить два условия: если шар красный, значит, шар большой; шар красный. Затем требовалось определить, следует ли из условий вывод о размере шара.
Подобные задания разделяют два вида рассуждений. При индукции человек рассматривает примеры и самостоятельно выводит общее правило. При дедукции правило известно заранее, а участник проверяет, какой вывод из него следует. Исследователи меняли сложность задач и сравнивали поиск закономерности с простым применением уже названного правила.
Языковые области не усиливали работу ни при индуктивных, ни при дедуктивных заданиях. Даже силлогизмы, записанные в форме предложений, не заставляли речевую систему участвовать в самом логическом выводе. Язык помогал прочитать условие, но дальнейшую проверку связей выполняли другие нейронные механизмы.
Сеть множественных требований повела себя неожиданно. При поиске скрытых правил ее активность возрастала, особенно по мере усложнения задач. Во время дедуктивных рассуждений выраженного участия не обнаружили. Значит, разные виды логики могут опираться на разные системы мозга, а единого центра рассуждений, вероятно, не существует.
Работа дополняет предыдущие исследования, согласно которым языковые области не нужны для классификации предметов, понимания намерений других людей, решения математических задач и чтения программного кода. Естественная речь остается главным средством передачи мыслей, но мозг не обязан использовать тот же механизм для их построения.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.