Рита Картер - Как работает мозг

Информация от глаз поступает преимущественно в зону V1 — первичную зрительную кору, расположенную в затылочной части мозга и отвечающую за сознательное восприятие видимого мира. Другой нейронный путь, меньшего размера, ведет от глаз напрямую в зону V 5 , и именно он, по-видимому, позволяет некоторым слепым людям все-таки воспринимать движения. Эту разновидность слепоты называют слепозрением.

Считается, что слепозрение впервые привлекло к себе внимание на полях сражений Первой мировой войны, где было замечено, как ослепленные солдаты пригибались под пулями, хотя и сами не знали, почему они это делают. С тех пор данное явление было исследовано у целого ряда пациентов. Некоторую степень слепозрения можно вызывать и у людей с нормальным зрением, подавляя активность первичной зрительной коры (зоны V1) посредством транскраниальной магнитной стимуляции. Зрительная информация обычно поступает вначале именно в первичную зрительную кору, где начинается ее обработка, приводящая к осознанному зрительному восприятию. Если временно вывести эту область коры из строя, испытуемый теряет нормальную способность видеть и утверждает, что не видит ничего. Но лабораторные тесты показывают, что испытуемый при этом может, например, хватать рукой движущийся объект, корректируя свои действия по ходу его движения 2. Однако чаще всего слепозрение изучают в опытах с людьми действительно полностью или частично слепыми из-за повреждений зоны V v Ее нейроны организованы так, что каждый отвечает только за свою часть поля зрения. Если в результате повреждения некоторые из нейронов гибнут, занятая ими область поля зрения становится (или начинает казаться) слепым пятном.

Ларри Вайскранц из Оксфордского университета, первым экспериментально исследовавший слепозрение, обнаружил, что пациентам, получившим такие повреждения, нередко удается точно указывать на объект, движущийся в пределах слепой области поля зрения, хотя осознанно они этого объекта не видят. Позже он выяснил, что такие пациенты нередко могут назвать также форму и ориентацию такого объекта в пространстве. Вот какой разговор произошел между исследователем и испытуемым после эксперимента, в ходе которого испытуемый всякий раз успешно определял положение символа, демонстрируемого на слепом участке поля зрения.

Ученый.Вы знали, насколько хорошо справляетесь с заданием?

Пациент.Нет, не знал, потому что я ничего не видел. Ни черта не видел.

Ученый.А вы можете сказать, как вы угадывали? Что позволяло вам определять, горизонтально он расположен или вертикально?

Пациент.Не могу, потому что я ничего не видел. Как угадывал, понятия не имею.

Ученый.Значит, вы действительно не знали, правильно ли вы угадываете?

Пациент.Да 7.

Слепозрение, наблюдаемое у людей, по-видимому, связано с работой примитивной системы зрительного восприятия, которая когда-то (у наших далеких предков) поставляла зрительную информацию в подкорковые области мозга, ответственные за концентрацию внимания и запуск уместных реакций организма на внешние раздражители. Эта система была полностью поглощена практическими задачами организации поведения этих животных и сама по себе не регистрировала ничего из того, что требовало незамедлительных реакций. Судя по всему, она была похожа на систему, работу которой можно наблюдать, например, у яшериц. Все, что не находится вблизи ящерицы, по-видимому, не воспринимается ее зрительной системой. Ящерица, вероятно, даже не видит мух, летающих где-то в дальнем углу, а видит только мух, до которых можно дотянуться языком. Кроме того, неподвижные объекты воспринимаются ящерицей не так, как подвижные, потому что неподвижный объект обычно не сулит ни еды, ни угрозы. Зрительная система ящериц предназначена исключительно для выживания и не должна помогать им восхищаться творчеством Пикассо. То же самое относилось и к зрительной системе наших древних предков.

Что должно произойти в мозге, чтобы ощущение стало осознанным? Исследования с помощью функциональной томографии показывают, что когда человек осознает то или иное сенсорное ощущение, у него в мозге наблюдается одна и та же отчетливая конфигурация активности, отличная от той, что сопровождает неосознанную регистрацию таких же сенсорных стимулов 3.

Судя по всему, до появления осознанных ощущений в мозге уже должен возникнуть некоторый уровень активности, причем большое число нейронов должно возбуждаться синхронно. Эта синхронность “связывает” друг с другом отдельные элементы сенсорного ощущения, обеспечивая его восприятие. Например, чтобы у нас сложилось ощущение, что мы смотрим на закат, у нас в мозге должны синхронно возбуждаться нейроны в областях, отвечающих за восприятие красного цвета и круглой формы, а также за извлечение из памяти воспоминаний о других закатах и самого слова “закат”. По-видимому, минимальная частота возбуждения нейронов, позволяющая работать сознанию, составляет около 40 Гц (то есть 40 раз в секунду) 4.

Судя по всему, главная предпосылка сознательных ощущений — концентрация внимания. Нервная система изначально возникла как сигнализация организма, и настороженность можно рассматривать как особый механизм, обеспечивающий повышенную эффективность работы мозга в минуты опасности.

Если мозг замечает внешний стимул, который может свидетельствовать об угрозе (скажем, шорох в кустах), то ретикулярная активирующая система (скопление нейронов, расположенное в основании мозга) выделяет волну адреналина, проходящую по всему мозгу. Это приводит к подавлению всей необязательной активности, в связи с чем настороженный мозг выглядит очень спокойным. Активность тела также подавляется: сердцебиение замедляется, а дыхание становится неглубоким и негромким.

Пока мозг остается настороже, ожидая событий, на которые потребуется реагировать, в нем поддерживается активность в верхних холмиках четверохолмия, боковой части подушки таламуса и коре теменных долей. Эти области связаны с концентрацией внимания и ориентацией. Как только повод для реакции появляется, в мозге активируется соответствующая область, и уровень ее активности оказывается выше, чем был бы без предварительного состояния настороженности.

Внимание необходимо для мышления, а также для осознания своих ощущений. Наш мозг постоянно сканирует окружающую среду в поисках сенсорных стимулов. Осуществляется это во многом за счет системы автоматических механизмов, работающих в стволе. Даже люди, пребывающие в хроническом вегетативном состоянии, демонстрируют движения глаз, составляющие одно из проявлений работы этой системы.