Как мозг обрабатывает слово: исследователи НИУ ВШЭ сравнили читательские маршруты взрослых и детей
Исследователи Центра языка и мозга ВШЭ с помощью магнитоэнцефалографии изучили, как мозг взрослых и детей реагирует на слова при чтении. Они показали, что у детей мозг дольше обрабатывает даже часто употребляющиеся в речи слова, а слова, которые встречаются редко, и псевдослова обрабатывает одинаково — медленно и по частям. С возрастом система перестраивается: высокочастотные слова переходят на быстрый маршрут, а вот новые сочетания букв по-прежнему анализируются медленно. Исследование опубликовано в журнале Psychophysiology.
Когда человек читает, его взгляд скользит по строке почти автоматически. Кажется, что смыслы просто появляются в голове. Но на уровне мозга чтение — цепочка быстрых процессов. Сначала распознаются буквы, затем они объединяются в слоги и слова, а после слово связывается со значением. Каждая стадия активирует разные области коры головного мозга. При этом для одних слов путь чтения оказывается короче, чем для других. Это зависит от частотности слова (насколько часто оно встречается в языке) и от возраста, в котором оно усвоилось.
В психолингвистике давно обсуждается идея двух путей чтения: быстрый путь для знакомых слов и более медленный — для незнакомых сочетаний букв. Ее подтверждали и поведенческие эксперименты, и нейролингвистические исследования. Но исследований о том, какие области коры включаются при чтении слов разной частотности и как этот процесс меняется у детей, у которых система чтения еще формируется, было немного, и их результаты были противоречивы.
В новом исследовании сотрудники Центра языка и мозга ВШЭ использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) — метод, который фиксирует мозговую активность с точностью до миллисекунд и позволяет определить, в каких участках коры возникает сигнал. Исследователи анализировали две характеристики сигнала: амплитуду (насколько сильно активируется область мозга) и время пика сигнала (через сколько миллисекунд после появления стимула амплитуда достигает максимума).
Это одно из первых исследований, где взрослые и дети выполняли одно и то же задание на чтение слов, что позволило сравнить, как созревают быстрый и медленный маршруты чтения. В эксперименте участвовали 30 взрослых и 30 детей 7–12 лет, все носители русского языка без нарушений чтения. Участники читали про себя высокочастотные слова (сумка, ручка, диван), редкие слова (карцер, реагент, сводка) и псевдословa (смейф, кифил, пузуч).
Результаты в обеих группах показали, что чем выше была частотность слова, тем меньше амплитуда мозгового сигнала и тем раньше наступал момент его наибольшей активности, то есть этап, на котором слово уже распознается. Также при чтении высокочастотных слов быстрее активировались височные области, связанные с распознаванием и пониманием слов. Для слов с более низкой частотностью и псевдослов реакция была более выраженной и разворачивалась дольше, несмотря на то, что работала та же самая сеть областей. Эти результаты хорошо вписываются в идею двух маршрутов чтения: знакомые слова проходят по короткой траектории, а незнакомые — по более трудоемкому пути.
С другой стороны, детям для обработки тех же стимулов требовалось гораздо больше времени и привлечение большего числа ресурсов. У детей задержка накапливалась по мере продвижения обработки слова. Ранняя зрительная реакция в затылочной коре возникала почти одновременно у взрослых и детей (около 70–130 мс). На следующем этапе, связанном с анализом буквенных последовательностей, пик активности у детей сдвигался примерно на 40–60 мс. А на позднем этапе, на котором подключаются области, связанные с фонологической и смысловой обработкой, задержка достигала уже 150–200 мс по сравнению со взрослыми.
Амплитуда сигналов у детей была выше: чтобы обработать то же слово, развивающемуся мозгу требовалось больше ресурсов. Различия были и при чтении высокочастотных слов: именно они сильнее всего демонстрировали разрыв между зрелой и формирующейся системой чтения. Важно, что исследователи обнаружили частотный эффект и в верхней височной области у детей. Это говорит о том, что лексический, быстрый путь чтения уже начинает работать, но пока еще неустойчив. Еще один важный результат был связан с интерпретацией псевдослов.
Татьяна Больгина
«У детей псевдословa вызывали такую же затратную реакцию, как и редкие настоящие слова, — возможно, потому, что и те и другие мозг обрабатывает по частям. Отсутствие четкой разницы между этими двумя категориями говорит о том, что быстрый, автоматический способ чтения у детей еще не сформировался», — комментирует один из авторов статьи, младший научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Татьяна Больгина.
При этом сами области, которые активировались у детей и взрослых, были почти одинаковыми. Различались не карты активации, а скорость и интенсивность работы мозга. Исследование показывает, что основные механизмы чтения формируются рано, но постепенно становятся более экономными, точными и быстрыми. Полученные данные о реакциях мозга могут стать ориентиром для понимания развития навыков чтения.
Исследование выполнено в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.
Вам также может быть интересно:
НИУ ВШЭ второй год подряд на первом месте рейтинга вузов Альянса в сфере ИИ
Альянс в сфере искусственного интеллекта опубликовал рейтинг российских высших учебных заведений по качеству подготовки кадров для работы с ИИ. Высшая школа экономики второй год занимает первую строчку рейтинга, оставаясь единственным университетом в категории A++.
Ученые ВШЭ объяснили, как эмоции человека влияют на отношение к цифровому государству
Сегодня взаимодействие человека с государством все чаще происходит через цифровые платформы: порталы госуслуг, электронные сервисы, системы на основе искусственного интеллекта и алгоритмы принятия решений. Однако до сих пор такие технологии в основном рассматривались как технические инструменты, эффективность которых оценивают по скорости работы и удобству интерфейсов. Авторы нового исследования предлагают смотреть на цифровое управление шире — как на эмоциональный опыт, который напрямую влияет на доверие граждан к государству.
Институт искусственного интеллекта и цифровых наук ВШЭ представил платформу предиктивной аналитики для бизнеса
Институт искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН ВШЭ разработал Predict Core — унифицированное алгоритмическое ядро предиктивной аналитики. Платформа переводит работу с данными из режима отчетности постфактум в управленческую привычку с прогнозами, интерпретацией и понятным следом, показывающим, как была получена эта цифра.
НИУ ВШЭ и МТС договорились об обмене ИИ-компетенциями при подготовке инженерных кадров для телекома
НИУ ВШЭ и ПАО «МТС» заключили соглашение о стратегическом партнерстве, которое предполагает подготовку кадров с ИИ-компетенциями для телекоммуникационной отрасли по программам высшего и дополнительного профессионального образования. Соглашение направлено на повышение качества образования, обмен экспертизой и компетенциями при подготовке инженеров, владеющих технологиями ИИ и машинного обучения.
Биологи ВШЭ получили «молекулярный отпечаток» преэклампсии
Исследователи НИУ ВШЭ использовали новый способ моделирования состояния гипоксии в клетках плаценты при беременности, осложненной преэклампсией, и обнаружили молекулярные маркеры кислородного голодания тканей. Гипоксия — один из ключевых механизмов преэклампсии, полученные результаты важны для более точной и своевременной диагностики заболевания, а также для разработки эффективных методов лечения. Работа опубликована в журнале Placenta.
Студенты ФКН НИУ ВШЭ разработали ИИ-решения для прогнозирования и маркетинга
24 мая в Вышке состоялись защиты и церемония награждения хакатона по машинному обучению для ретейла, организованного MAGNIT TECH и факультетом компьютерных наук НИУ ВШЭ. В течение четырех дней команды работали над индустриальными кейсами технологичного драйвера крупнейшего ретейлера страны — компании «Магнит». Участники анализировали данные, обучали модели, проверяли гипотезы и защищали свои решения перед экспертами компании, чтобы в итоге не только добиться высокого качества моделей, но и предложить подходы для использования в реальном бизнесе.
Образовательный марафон для учителей: как ФКН ВШЭ выстраивает диалог с педагогами
В рамках фестиваля «Дни компьютерных наук» ФКН НИУ ВШЭ на базе учебного центра «Вороново» прошел первый Образовательный марафон для учителей информатики и математики. Всего в мероприятии приняли участие 76 педагогов, представлявших разные регионы России, а также участники из Витебска (Беларусь) и Вьентьяна (Лаос).
Точка входа в ИИ: на ЦИПР обсудили влияние технологий на будущее
Участники ЦИПР-2026 обсудили, как офисные приложения могут стать точкой массового доступа к ИИ и снизить барьеры использования. Эксперты сошлись во мнении, что будущее — за адаптивными моделями и экосистемным подходом к корпоративным данным. В экспертных дискуссиях приняли участие представители НИУ ВШЭ.
Творческая работа как лекарство от выгорания
Творческая и доброжелательная атмосфера, новые методы в Международной лаборатории (впоследствии центре) социокультурных исследований привлекают молодых исследователей. За годы работы в Вышке они становятся учеными и преподавателями, известными в России и за рубежом. О своем пути в центре и в Вышке, исследованиях и роли наставников в научных успехах рассказали главный научный сотрудник ЦСКИ Зарина Лепшокова и ведущий научный сотрудник Екатерина Бушина.
«Входить в сферу робототехники сейчас — значит расти вместе с направлением»
Беспилотный транспорт, роботы-курьеры и умные колонки стремительно становятся частью нашей жизни. В 2026 году факультет компьютерных наук НИУ ВШЭ открывает новый бакалавриат«Проектирование интеллектуальных робототехнических систем» (ПИРС). Здесь будут готовить специалистов на стыке ИТ, искусственного интеллекта и робототехники. О том, как устроена учеба и почему выпускников программы «точно возьмут в будущее», рассказывает академический руководитель ПИРС Вадим Моргачёв.