Может ли научение новым словам в слуховой модальности вести к быстрому формированию пластических перестроек в коре больших полушарий у взрослых? ¹²¹

Устойчивая связь между словами и обозначаемыми объектами или событиями лежит в основе человеческой речи. Фундаментальным является вопрос о том, как слово обрабатывается человеческим мозгом, и какие факторы обеспечивают интеграцию незнакомого набора фонем в лексикон? Ответ на него мог бы произвести прорыв во многих областях, начиная от методик преподавания языка и программ по коррекции речи у детей с поздним развитием и заканчивая новыми методами реабилитации больных с нарушениями речи и нейрофизиологическими тестами для проверки работы речевого аппарата. Данный обзор рассматривает современное состояние российских и зарубежных исследований по тематике научения новым словам при слуховом предъявлении, выполненные с применением разнообразных методик. Равное внимание уделено как исследованиям фонологической обработки слова (распознаванию фонетического паттерна), так и работам, посвященным исследованию процессов приобретения словом семантики. Рассмотрены результаты исследований, выполненных с помощью различных методов – фМРТ, ЭЭГ/МЭГ и др.

Ключевые слова: речь, ассоциативное научение, перцептивное научение, оперантное научение, быстрое картирование, семантика слова, фонетический паттерн, слуховая задача

Рубрика: Когнитивная педагогика

Тип: обзорная статья

DOI: https://doi.org/10.17759/jmfp.2020090204

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках научного проекта № 17-29-02168.

1. Borovsky A., Kutas M., Elman J.L. Getting it right: Word learning across the hemispheres Arielle // Neuropsychologia. 2013. Vol. 51. № 5. P. 825–837. DOI:10.1016/j.neuropsychologia.2013.01.027
2. Carey S., Bartlett E. Acquiring a single new word // Papers and Reports on Child Language Development. 1978. Vol. 15. P. 17–29.
3. Davis M.H., Gaskell M.G. A complementary systems account of word learning: neural and behavioural evidence // Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences. 2009. Vol. 364. № 1536. P. 3773–3800. DOI:10.1098/rstb.2009.0111
4. DeWitt I., Rauschecker J.P. Phoneme and word recognition in the auditory ventral stream // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012. Vol. 8. № 109. P. 505–514. DOI:10.1073/pnas.1113427109
5. Differentiating semantic categories during the acquisition of novel words: Correspondence analysis applied to event-related potentials / R. Fargier [et al.] // Journal of cognitive neuroscience. 2014. Vol. 26. № 11. P. 2552–2563. DOI:10.1162/jocn_a_00669
6. Dumay N., Gaskell M.G. Sleep-associated changes in the mental representation of spoken words: Research report // Psychological Science. 2007. Vol. 18. № 1. P. 35–39. DOI:10.1111/j.1467-9280.2007.01845.x
7. Early access to lexical-level phonological representations of Mandarin word-forms: evidence from auditory N1 habituation / J. Yue [et al.] // Language, Cognition and Neuroscience. 2017. Vol. 32. № 9. P. 1148–1163. DOI:10.1080/23273798.2017.1290261
8. Effects of memory consolidation on human hippocampal activity during retrieval / S. Bosshardt [et al.] // Cortex. 2005. Vol. 41. № 4. P. 486–498. DOI:10.1016/S0010-9452(08)70189-8
9. Engell A.D., Huettel S., McCarthy G. The fMRI BOLD signal tracks electrophysiological spectral perturbations, not event-related potentials // NeuroImage. 2012. Vol. 59. № 3. P. 2600–2606. DOI:10.1016/j.neuroimage.2011.08.079
10. Experience-Dependent Adult Cortical Plasticity Requires Cognitive Association between Sensation and Reward / D.T. Blake [et al.] // Neuron. 2006. Vol. 52. № 2. P. 371–381. DOI:10.1016/j.neuron.2006.08.009
11. Experience-Dependent Plasticity in S1 Caused by Noncoincident Inputs / D.T. Blake [et al.] // Journal of Neurophysiology. 2005. Vol. 94. № 3. P. 2239–2250. DOI:10.1152/jn.00172.2005
12. Fodor J.A. The modularity of mind. Cambridge; London: MIT press, 1983. 144 p.
13. Gaskell M.G., Dumay N. Lexical competition and the acquisition of novel words // Cognition. 2003. Vol. 89. № 2. P. 105–132. DOI:10.1016/S0010-0277(03)00070-2
14. Griffiths T.D., Warre J.D. What is an auditory object? // Nature Reviews Neuroscience. 2004. Vol. 5. № 11. P. 887–892. DOI:10.1038/nrn1538
15. Hawkins E., Astle D.E., Rastle K. Semantic advantage for learning new phonological form representations // Journal of cognitive neuroscience. 2015. Vol. 27. № 4. P. 775–786. DOI:10.1162/jocn_a_00730
16. Hippocampus activity differentiates good from poor learners of a novel lexicon / C. Breitenstein [et al.] // Neuroimage. 2005. Vol. 25. № 3. P. 958–968. DOI:10.1016/j.neuroimage.2004.12.019
17. Hofstetter S., Friedmann N., Assaf Y. Rapid language-related plasticity: microstructural changes in the cortex after a short session of new word learning // Brain Structure & Function. 2017. Vol. 222. № 3. P. 1231–1241. DOI:10.1007/s00429-016-1273-2
18. Kimppa L., Kujala T., Shtyrov Y. Individual language experience modulates rapid formation of cortical memory circuits for novel words // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 1–10. DOI:10.1038/srep30227
19. Kompus K., Westerhausen R. Increased MMN amplitude following passive perceptual learning with LTP-like rapid stimulation // Neuroscience Letters. 2018. Vol. 666. P. 28–31. DOI:10.1016/j.neulet.2017.12.035
20. Kutas M., Federmeier K.D. Thirty Years and Counting: Finding Meaning in the N400 Component of the Event-Related Brain Potential (ERP) [Электронный ресурс] // Annual review of psychology. 2011. Vol. 62. P. 621–647. URL: https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.psych.093008.131123 (дата обращения: 22.05.2020).
21. Merhav M., Karni A., Gilboa A. Not all declarative memories are created equal: Fast Mapping as a direct route to cortical declarative representations // Neuroimage. 2015. Vol. 117. P. 80–92. DOI:10.1016/j.neuroimage.2015.05.027
22. Mestres-Missé A., Rodriguez-Fornells A., Münte T.F. Watching the brain during meaning acquisition [Электронный ресурс] // Cerebral Cortex. 2007. Vol. 17. № 8. P. 1858–1866. https://doi.org/10.1093/cercor/bhl094 (дата обращения: 22.05.2020).
23. Neural correlates of instrumental learning in primary auditory cortex / D.T. Blake [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2002. Vol. 99. №15. P. 10114–10119. DOI:10.1073/pnas.092278099
24. Neural representations for newly learned words are modulated by overnight consolidation, reading skill, and age / N. Landi [et al.] // Neuropsychologia. 2018. Vol. 111. P. 133–144. DOI:10.1016/j.neuropsychologia.2018.01.011
25. Neurophysiological Correlates of Fast Mapping of Novel Words in the Adult Brain / M.J. Vasilyeva [et al.] // Frontiers in Human Neuroscience. 2019. Vol. 13. Article ID 304. 10 p. DOI:10.3389/fnhum.2019.00304
26. Neurophysiological evidence for the interplay of speech segmentation and word-referent mapping during novel word learning / C. François [et al.] // Neuropsychologia. 2017. Vol. 98. P. 56–67. DOI:10.1016/j.neuropsychologia.2016.10.006
27. Neurophysiological mechanisms involved in language learning in adults / A. Rodríguez-Fornells [et al.] // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2009. Vol. 364. № 1536. P. 3711–3735. DOI:10.1098/rstb.2009.0130
28. Rapid and automatic speech-specific learning mechanism in human neocortex / L. Kimppa [et al.] // NeuroImage. 2015. Vol. 118. P. 282–291. DOI:10.1016/j.neuroimage.2015.05.098
29. Rapid Cortical Plasticity Supports Long-Term Memory Formation / M. Hebscher [et al.] // Trends in Cognitive Sciences. 2019. Vol. 23. № 12. P. 989–1002. DOI:10.1016/j.tics.2019.09.009
30. Referent’s Lexical Frequency Predicts Mismatch Negativity Responses to New Words Following Semantic Training / A.A. Aleksandrov [et al.] // Journal of Psycholinguistic Research. 2019. Vol. 49. № 2. P. 187–198. DOI:10.1007/s10936-019-09678-3
31. Richness of information about novel words influences how episodic and semantic memory networks interact during lexicalization / A. Takashima [et al.] // NeuroImage. 2014. Vol. 84. P. 265–278. DOI:10.1016/j.neuroimage.2013.08.023
32. Sasaki Y., Nanez J.E., Watanabe T. Advances in visual perceptual learning and plasticity // Nature Reviews Neuroscience. 2010. Vol. 11. № 1. P. 53–60. DOI:10.1038/nrn2737
33. Seitz A.R., Dinse H.R. A common framework for perceptual learning // Current Opinion in Neurobiology. 2007. Vol. 17. № 2. P. 148–153. DOI:10.1016/j.conb.2007.02.004
34. Sharon T., Moscovitch M., Gilboa A. Rapid neocortical acquisition of long-term arbitrary associations independent of the hippocampus // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011. Vol. 108. № 3. P. 1146–1151. DOI:10.1073/pnas.1005238108
35. Shtyrov Y. Fast mapping of novel word forms traced neurophysiologically [Электронный ресурс] // Frontiers in Psychology. 2011. Vol. 2. Article ID 340. P. 1–9. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2011.00340/full (дата обращения: 22.05.2020).
36. Shtyrov Y., Kirsanov A., Shcherbakova O. Explicitly Slow, Implicitly Fast, or the Other Way Around? Brain Mechanisms for Word Acquisition // Frontiers in Human Neuroscience. 2019. Vol. 13. Article ID 116. 4 p. DOI:10.3389/fnhum.2019.00116
37. Shtyrov Y., Nikulin V. V, Pulvermuller F. Rapid Cortical Plasticity Underlying Novel Word Learning // Journal of Neuroscience. 2010. Vol. 30. № 50. P. 16864–16867. DOI:10.1523/jneurosci.1376-10.2010
38. Sleep spindle activity is associated with the integration of new memories and existing knowledge / J. Tamminen [et al.] // Journal of Neuroscience. 2010. Vol. 30. № 43. P. 14356–14360. DOI:10.1523/JNEUROSCI.3028-10.2010
39. Yue J., Bastiaanse R., Alter K. Cortical plasticity induced by rapid Hebbian learning of novel tonal word-forms: Evidence from mismatch negativity // Brain and Language. 2014. Vol. 139. P. 10–22. DOI:10.1016/j.bandl.2014.09.007