Ученые веками спорят, связаны ли мышление и язык напрямую и используем ли мы слова, когда думаем. Такая связь кажется очевидной: абстрактные идеи, как и предложения, можно разбивать на части и объединять в более сложные структуры. Однако исследователи отмечают, что логическое мышление требует большей точности и способности одновременно учитывать разные элементы информации, тогда как язык развивается последовательно — слово за словом. Поэтому, хотя человек использует речь, чтобы формулировать мысли и объяснять выводы, сам процесс логического рассуждения, вероятно, происходит в отдельной системе мозга, не связанной с языковыми центрами.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили двух пациентов, перенесших инсульт и получивших серьезные нарушения способности понимать и воспроизводить речь. Участникам предложили задачи, не требующие использования языка: им нужно было находить скрытые правила в наборах чисел или определять недостающие элементы в последовательностях геометрических фигур.

Несмотря на повреждение речевых областей мозга, пациенты справлялись с заданиями не хуже контрольной группы и даже смогли объяснить выведенные ими правила с помощью жестов или рисунков.

Исследователи также провели серию экспериментов с помощью функциональной МРТ у здоровых участников. Добровольцы выполняли логические задачи двух типов: индуктивные, где требовалось выявить скрытое правило, и дедуктивные, где нужно было оценить правильность утверждений по принципу «если — то». Одновременно ученые отслеживали активность областей мозга, отвечающих за обработку языка.

Результаты показали, что языковая система мозга не активировалась во время логических рассуждений. При некоторых видах задач, например, поиске скрытых закономерностей, включалась так называемая сеть множественных требований (multiple demand network, MDN) — система мозга, связанная с решением сложных задач.

Однако при дедуктивном мышлении ее участие оказалось менее выраженным, что указывает на существование разных механизмов обработки информации.

Авторы исследования считают, что открытие важно для понимания людей с афазией — нарушением речи, возникающим после повреждения мозга. Потеря способности говорить не означает потерю интеллекта: люди с афазией могут сохранять способность решать сложные задачи, играть в шахматы или управлять повседневными делами. По мнению ученых, общество часто ошибочно связывает проблемы с речью с ограниченными интеллектуальными возможностями.

Результаты исследования также полезны для разработчиков искусственного интеллекта. Большие языковые модели обучаются преимущественно на текстах и используют язык как основной инструмент обработки информации — и всё же убедительно имитируют некоторые аспекты человеческого мышления. Понимание того, как мозг разделяет языковые функции и абстрактные рассуждения, может помочь в создании более совершенных ИИ-систем.