Эми Герман - Смотреть и видеть

Леонардо да Винчи приписывал свои научные и художественные достижения saper vedere – умению видеть [15]. Говоря современным языком, Леонардо обладал «визуальным интеллектом».

Ничего сложного, правда? Вы просто должны видеть. Эта непроизвольная способность дана нам от рождения. Если наши глаза открыты, мы видим. Впрочем, нейробиология зрения – это не просто поднятые веки.

Хотя сама я не имею прямого отношения к науке, но я выросла в семье ученого (мой отец – паразитолог), а потому точно знаю: есть только один верный способ выяснить, отчего мы видим так, а не иначе. Нужно не только изучить самые современные исследования в области человеческого зрения и восприятия, но и лично встретиться с людьми, которые их провели. Итак, моя первая остановка – доктор Себастьян Сеунг.

Доктор Сеунг возглавляет захватывающий проект EyeWire по моделированию сетчатки глаза. Он настоящая звезда в мире нейробиологии. Распахивая двери в его новую лабораторию в Принстонском институте нейронаук – лабиринте из стекла и алюминия, – я чувствую, как у меня повышается давление. Здание пугает. Здесь нет ни стойки администрации, ни указателей – только открытые двери лифта. Я вхожу в кабинку и понимаю, что для этого здания моих мозгов может и не хватить. Лифт не движется. Я нажимаю разные кнопки, давлю на них, но они не загораются. Ни надписей, ни прорези для карты-ключа.

Помощь приходит в виде приветливого молодого студента в футболке с надписью «Я люблю линейную алгебру». Он прижимает свой пропуск к маленькой стеклянной панели, и мы поднимаемся. По пути вверх я говорю ему, к кому приехала.

«Удачи», – отвечает он с улыбкой. Я надеюсь, что уже она не понадобится.

Принстон значит многое для меня. Мне кажется, что я сделала круг и вернулась в исходную точку. После окончания юридической школы я нашла работу и пять лет прожила неподалеку от здания университета Нассау-стрит. Чтобы не сойти с ума от работы, по выходным я подрабатывала ассистентом в Художественном музее Принстонского университета.

Когда я вижу доктора Сеунга в футболке с Микки-Маусом, напряжение исчезает. Сеунг очарователен. У него есть редкий дар – рассказывать о сложном просто. Он объясняет, что зрение – это не только глаза.

Хотя зрение чаще всего ассоциируется именно с глазами – сферическими органами, расположенными в глазницах, – локомотивом системы обработки зрительной информации является мозг. Обработка увиденного задействует целых 25 процентов нашего мозга и более 65 процентов всех существующих нейронных проводящих путей – это больше, чем требуется для анализа данных, поступающих через все остальные органы чувств. Начинается она и правда в глазу, но только в той его части, которая на самом деле относится к мозгу [16].

Пройдя через зрачок, свет попадает на особую мембрану, где преобразуется в электрические импульсы. Эта мембрана называется сетчаткой. В школе нам говорили, что сетчатка подобна пленке для фотоаппарата. Я рассказываю об этом Сеунгу.

«Сетчатка – определенно не пленка, – отвечает он, качая головой. – Она настолько сложна, что это даже не фотоаппарат, больше похоже на компьютер [17]».

Сетчатка – не просто проводник – это часть самого мозга, которая формируется из нервной ткани в процессе внутриутробного развития [18].

«Изучение сетчатки – самый короткий путь в мозг, – объясняет Сеунг. – Ведь сетчатка и есть мозг».

До встречи с доктором Сеунгом я и представить себе не могла всю красоту и сложность строения сетчатки. В качестве благодарности я преподнесла ему подарок: одну из первых в мире моделей нейронов, сделанных на 3D-принтере ( рис. 3).

Это была J-клетка под названием IFLS , предоставленная участниками проекта EyeWire . Скачав файл из базы данных Национальных институтов здоровья, я отнесла его в местный филиал компании по производству 3D-принтеров MakerBot и получила многократно увеличенную копию нейрона. Хрупкая скульптура напоминала крошечный мозг с пучком переплетающихся тонких веточек – дендритов, которые проводят электрические импульсы между клетками.

Компьютерная программа EyeWire позволяет смоделировать сеть нейронов сетчатки – «джунгли», как называет ее сам Сеунг. Каждый нейрон окрашен в свой цвет, благодаря чему можно проследить все его связи. Я уже видела это чудо [19], но только сейчас, держа один из них в руках, я начинаю понимать, насколько важен каждый такой контакт. Сетчатка глаза содержит 100 миллионов рецепторов и осуществляет большую часть предварительной обработки изображения. Кроме того, сетчатка кодирует изображения, сжимает их и отправляет в мозг по 1 миллиону 200 тысяч аксонов зрительного нерва [20].

«Первые этапы процесса восприятия происходят в сетчатке еще до того, как информация поступает в мозг», – утверждает Сеунг [21].

Вот почему трансплантация и протезирование глаз в разы сложнее, чем других органов, – слишком тесно наши глаза связаны с нашим мозгом.

Итак, мы видим не глазами, мы видим мозгом.

Наша способность видеть, извлекать смысл из увиденного и действовать в соответствии с этой информацией обусловлена невероятной работоспособностью мозга, которая, в свою очередь, целиком и полностью зависит от нейронных связей. Даже если все пути целы и невредимы, преобразование зрительной информации в значимые образы занимает время. С возрастом и при отсутствии тренировки это время увеличивается.

Ученые обнаружили: стоит нам «сбавить обороты», а то и вовсе перестать нагружать умственные мускулы, как скорость передачи нервных импульсов резко падает. В результате снижается скорость обработки зрительной информации, ухудшается способность к обнаружению изменений и движения, теряются навыки визуального поиска [22]. Поскольку именно мозг контролирует все функции нашего организма, любая задержка в нейронной обработке неизменно ведет к задержке в работе других систем, в том числе и реакциях на зрительные стимулы. Замедление рефлексов и ухудшение памяти объясняются не только физиологическим процессом старения. Возможно, мы просто не упражняли мозг как следует.

К счастью для всех нас, мозг постоянно образует новые связи и укрепляет старые [23], но только пока мы учимся. Как показывают исследования, информация, поступающая извне – например, в ходе изучения нового материала, обдумывания интересной концепции или решения головоломок, – стимулирует рост коры головного мозга в любом возрасте. Когнитивное обусловливание [24]не только позволяет предотвратить старческое слабоумие, но и помогает развить способность наблюдать, воспринимать и излагать информацию. Чем быстрее работают наши органы чувств и сам мозг, тем быстрее мы реагируем. А чем быстрее мы реагируем, тем продуктивнее трудимся, лучше водим машину и дольше заботимся о себе и других.