Тимоти Верстинен - Мозг зомби

Вы понимаете теперь, что разделение мира на пространственные части начинается здесь, в вашем затылке, и это обнаружил Холмс сто лет назад.

Еще раз давайте вернемся к вашей сложной ситуации в раздевалке с голодным ходячим мертвецом, направляющимся к вам. На уровне первичной зрительной коры мозг формирует простую «карту» видимого мира и, что более важно, примерное положение ружья. Эта разбивка зримого мира создается через серию повторяющихся карт в мозге в зонах, которые вместе называются экстрастриарной корой. Клетки в этих областях создают карту мира, видимую сетчаткой и впервые сформированную в первичной зрительной коре. В этой ретинотопической карте [43] Похожая на карту своего рода проекция сетчатки в латеральном коленчатом теле и других отделах мозга. – Прим. ред . мир представлен так же, как в сетчатке вашего глаза. Однако каждая экстрастриарная мозговая область ищет разные объекты в мире (например, цвета, изгибы, движение), и размер рецептивных полей становится только больше.

Насколько надежна эта разбивка? Оказывается, если знать, что представляет каждая карта, например цвет, движение или ориентацию в пространстве, можно воспроизвести, что видит человек, просто глядя на активность в этих зонах. Ученые делают это сейчас с использованием фМРТ, измеряя активность во всех областях зрительной коры, пока испытуемый смотрит клипы из разных фильмов или набор картинок. Глядя на флуктуации в сигнале от каждой из этих маленьких карт и зная, что представляет каждая зона, исследователи могут заново собрать фильм, который смотрит человек, – все благодаря сложным компьютерным алгоритмам (мы называем это «декодированием» сигнала фМРТ). Например, когда человек смотрит видеоклип о красной птице, которая летит по небу, можно увидеть активность в разных зрительных картах мозга, которые представляют красный цвет, движение объектов и идентификацию объектов (скажем, животные). Каждая карта не только отражает какой-то аспект зрительной характеристики, как цвет или движение, но и то, где в пространстве это происходит. Считывая коллективную активность этих разных карт, компьютерные алгоритмы могут воссоздать грубую версию того, что видит человек. Это будет размыто, мозаично – не идеально (то есть компьютер может решить, что человек видит свинью вместо птицы), но как первый шаг в методах декодирования это весьма неплохо. Алгоритмы декодировки делают то же, кто и когнитивные области мозга человека: считывают коллективную активность многих маленьких карт зримого мира и соединяют их вместе в модель мира, который человек видит.

Перспектива этих новых технологий для расшифровки мозга опирается на очень важный принцип: мозг разбивает информацию, которую видит (или слышит, или пробует на вкус), в осмысленные и, что более важно, надежные модули, представляющие конкретные части информации. Если бы мы могли просканировать ваш мозг с помощью фМРТ, пока на вас нападает зомби в раздевалке, мы бы использовали активность вашего мозга, чтобы воспроизвести фильм о приближающемся зомби и положении ружья, – из безопасной и защищенной лаборатории. Возможно, даже поедая попкорн.

После того как зрительные сигналы проходят через различные карты видимого мира в мозге, они достигают развилки. Некоторые каскады сигналов отправляются в области мозга, которые расположены в нижней части новой коры, преимущественно в височную долю. Мы поговорим об этом пути в следующей главе. Остальные сигналы идут в теменную долю головного мозга.

Сигналы, которые отправляются в височную долю, называются вентральным зрительным трактом, и все они определяют, что вы видите. Они будут важны для вашего мозга, чтобы составить конкретную геометрическую конфигурацию линий и блестящей кобальтовой стали и определить ружье. Напротив, сигналы, которые идут к теменной доле, называются дорсальным зрительным трактом, и все они касаются знания, где предметы расположены в пространстве. Они важны для точного понимания, где лежит это ружье, чтобы вы могли дотянуться и схватить его. Эти два расходящихся тракта зрительной информации, которые представляют собой два разных знания, иногда называют пути «что» («восприятие для опознания», вентральный) и «где» («восприятие для действия», дорсальный).

Так как в этой главе нас интересует вопрос зрительного пространственного внимания, мы сфокусируемся на дорсальном зрительном тракте. Путь «где» проходит через верхние участки задней теменной области. Это весьма любопытное место, и нейроученые все еще пытаются понять его функцию. Пока мы знаем, что здесь восприятие (вижу ружье) и внимание (в курсе про ружье) соединяются вместе. Рецептивные поля клеток в теменной коре гораздо больше тех, что находятся в первичной зрительной коре (то есть отдельная клетка вбирает в себя большую долю видимого мира). По сути, одна клетка может «видеть» почти половину грязной раздевалки, в которую вы угодили.

Многие из этих клеток, по-видимому, делают акцент на некой зоне в пространстве, чтобы вы уделили ей внимание. Некоторые даже активизируются, только когда в зоне пространства есть что-то интересное и когда ваша рука находится там – например, когда вы протягиваете руку к ружью. Эта любопытная связь между зрительным пространством и «пространством тела» (проприорецепция, осознание позиции частей вашего тела в пространстве) привела к тому, что некоторые ученые называют дорсальный зрительный тракт путем «как», потому что многие нарушения, связанные с повреждением этого участка мозга, влияют на то, как люди действуют.

Большая часть того, что мы знаем о роли теменной коры в пространственном восприятии и внимании, исходит, опять-таки, от людей, у которых был поврежден мозг. В начале XX века европейский невролог Резо Балинт впервые описал странные зрительные нарушения, которые он заметил у пациентов с повреждением правой и левой теменных долей. Этот тип повреждения мозга, называемый синдромом Балинта, приводит к сложным и странным симптомам.

Пациенты с синдромом Балинта испытывают трудность в восприятии более одного предмета одновременно. Если они смотрят на ручку, то не способны «видеть» что-либо кроме ручки. Термин «симультанная агнозия» означает, что они не могут осознавать предметы одновременно, например ручку и врача, который держит ее. Еще им трудно фокусировать взор на предметах в среде (окуломоторная апраксия) и трудно протягивать руки к предметам, которые они видят (оптическая атаксия). Будь у вас оптическая атаксия, когда вы оказались заперты в раздевалке, вы могли бы видеть ружье, но не смогли бы до него дотянуться.