По ДНК можно узнать, какой язык для человека родной. Восприятие тонов и умение произносить слова с большим количеством согласных, судя по всему, связаны с вполне определенными версиями некоторых генов. Способность осваивать иностранную речь, возможно, тоже передается по наследству. Почему же одни — полиглоты, а другие с трудом осваивают даже туристический разговорник.

Ген, дающий преимущество

В 2000 году британский исследователь Тимоти Кроу предположил, что люди заговорили благодаря случайной генетической мутации, которая подкорректировала работу мозга. Полушария стали развиваться относительно независимо, за речь отвечало левое. Управлять таким мозгом намного сложнее: обратная сторона мутации — шизофрения, которую до сих пор считают специфической болезнью человека как вида.

Два года спустя группа британских генетиков объявила, что языковой ген, вероятно, найден — это FOXP2, локализованный на седьмой хромосоме. Синтезируемый с его помощью белок не участвует в биохимических процессах напрямую, но может влиять на работу множества других генов. Например, тех, что отвечают за нормальное развитие отделов мозга, связанных с координацией движений и артикуляцией речи.

FOXP2 — ген консервативный. Последние значительные изменения в нем произошли уже после расхождения эволюционных линий человека и шимпанзе. Речь идет всего о двух нуклеотидных заменах, которыми, собственно, и отличаются участки ДНК у нас и обезьян. Если мутации закрепились, значит, по мнению исследователей, мы получили серьезное преимущество. А именно — способность говорить членораздельно, ведь мутации на этом отрезке ДНК часто связаны с дефектами речи и неправильным строением черепно-лицевого отдела. Хотя у носителей мутантного варианта FOXP2, как правило, нормальный интеллект.

Довольно быстро выяснилось, что за развитие мозга и способность к языку вряд ли отвечает всего один ген. К 2016 году исследователи насчитали уже около десятка участков ДНК, которые, возможно, влияют на произнесение и восприятие речи и, очевидно, подверглись эволюционному отбору.

В 2018-м американские ученые проанализировали геномы современных европейцев, африканцев, неандертальцев и еще нескольких вымерших видов Homo. И не обнаружили никаких признаков положительного отбора по FOXP2. Тем не менее авторы работы отметили: такие результаты не означают, что изменения в гене не сыграли роли в развитии языка. Другой вопрос, насколько важна эта роль.

Повторение — мать учения

Сейчас большинство ученых согласны, что FOXP2 влияет не столько на артикуляцию, сколько на способность к обучению в целом. В пользу этого говорит эксперимент с мышами: в их геном встроили человеческий вариант FOXP2, и они стали издавать звуки более низкие, чем животные из контрольной группы. К тому же у них зафиксировали снижение исследовательской активности и уменьшение уровня дофамина.

Кроме того, у гуманизированных грызунов менялась активность нейронов стриатума (или полосатого тела) — помимо прочего, эта часть мозга отвечает за процессы обучения. В эксперименте международной группы ученых животные должны были найти и запомнить путь к еде в созданном для них лабиринте. Очеловеченные мыши справлялись с задачей лучше. И зоны полосатого тела, связанные с обучением через повторение, в их мозге активировались эффективнее.

Авторы работы предположили, что мутантный вариант гена FOXP2 подарил нашим предкам способность не только произносить слова и понимать их значение, но и автоматически их воспроизводить.

Есть данные, что FOXP2 связан не с речью напрямую, а с рабочей памятью — она дает возможность сохранять в уме информацию, пока мы с ней взаимодействуем, в том числе и язык, которым пользуемся постоянно.

Кому легче даются языки

Способность усваивать иностранные языки тоже может зависеть от генетических факторов, считают ученые из Вашингтонского университета (США).

В ходе их исследования 44 китайских студента три недели интенсивно изучали английский. Предварительно у добровольцев проверили уровень владения языком и убедились, что никто не занимался им в детстве.

Авторы работы периодически сканировали мозг участников, чтобы получить информацию о структуре соединений, чье качество отвечает за усвоение учебного материала. Похожую процедуру прошла контрольная группа студентов из Китая, которые еще не посещали языковые курсы.

Выяснилось, что во время обучения в головном мозге меняется структура белого вещества. Процесс запускается на первом же занятии, и в прежнее состояние мозг возвращается лишь спустя несколько дней после их окончания. Интересно, что изменения у добровольцев протекали по-разному: смотря какой у них был вариант гена COMT.

Именно от этого, по подсчетам авторов работы, и от прочности связей белого вещества на 46 процентов зависит способность к изучению языка. Исследователи выделили две специфические мутации: именно их носители в конце курсов получили самые высокие оценки и лучше освоили английский.

Гены вместо вавилонской башни

А вот тоновые языки — в них смыслоразличительной единицей служит высота звука — легче даются людям, в чьем ДНК есть особая вариация гена ASPM. Как выяснили гонконгские ученые, наличие полиморфизма rs41310927 позволяет лучше воспринимать лексический тон, но не другую звуковую информацию.

Специалисты проанализировали здоровье, образование и геномы 426 носителей кантонского диалекта китайского языка. Никто из участников не страдал неврологическими заболеваниями или нарушениями слуха, перед исследованием все сдали тесты на уровень интеллекта и рабочую память.

Сперва добровольцы слушали набор псевдослов, образованных по фонологическим правилам кантонского диалекта, а затем мелодии, отличающиеся либо высотой одной ноты, либо ритмом. Им предстояло определить, одинаковы ли тоны в первом и последнем словах, а потом объяснить, различаются ли между собой мелодии и если да, то чем.

Оказалось, что носители ASPM с мутаций rs41310927 в среднем лучше распознают лексический тон. Более того, авторы работы пришли к выводу: по ДНК можно вычислить, на каком языке говорит человек. Среди участников, для которых кантонский диалект был родным, 84 процента обладали нужной версией гена.

Это перекликается с выводами еще одной международной группы ученых. Два года назад они предположили: число согласных звуков в языке, возможно, обусловлено полиморфизмом регуляторного элемента READ1, отвечающего за экспрессию гена DCDC2 — того, что связан с фонологической обработкой звуковой информации. Анализ геномов представителей 43 народностей показал: распространенность в популяции той или иной версии READ1 коррелирует с количеством согласных звуков в языке и не имеет никакого отношения к гласным. По мнению исследователей, именно это, вероятно, и привело к тому, что народы пользуются различными языковыми средствами.