Рита Картер - Как работает мозг

Повреждения верхних холмиков четверохолмия могут вызывать окуломоторную апраксию — расстройство, при котором человек теряет способность следить глазами за чем-либо и становится функционально слепым. Повреждения коры теменных долей, в свою очередь, могут приводить к нарушению способности отрывать взгляд от какого-либо видимого объекта. Концентрация внимания обеспечивается боковой частью подушки таламуса, работа которой напоминает работу прожектора, луч которого падает на определенный стимул. Сосредоточившись на этом стимуле, боковая часть подушки передает информацию о нем лобным долям, которые обеспечивают концентрацию и поддержание внимания.

Внимание требует сочетания трех элементов: возбуждения, ориентации и концентрации. Возбуждение зависит от особой группы структур среднего мозга (составляющего верхнюю часть ствола) — так называемой ретикулярной активирующей системы. В середине ствола мозга расположены нейроны, обладающие необычайно длинными дендритами, протянутыми как вверх, так и вниз. Некоторые из них даже достигают коры больших полушарий. Одни из этих нейронов отвечают за сознание. Сотрясение мозга часто связано с нарушениями работы данной системы, а серьезные ее повреждения могут приводить к тому, что человек навсегда погружается в кому. Другие управляют циклом сна и бодрствования. Третьи обеспечивают управление уровнем активности мозга. Их стимуляция вызывает выброс нейромедиаторов, запускающих активацию нейронов по всему мозгу. Известно, что два из этих нейромедиаторов, дофамин и норадреналин, оказывают особое возбуждающее действие на префронтальную кору. Стимуляция этой группы нейронов ретикулярной системы вызывает появление на ЭЭГ альфа-ритма — колебаний электрической активности с частотой 20-40 Гц, связанных с состоянием настороженности.

Ориентация осуществляется нейронами верхних холмиков четверохолмия и коры теменных долей. Верхние холмики обращают глаза к новому зрительному стимулу, в то время как теменная кора отменяет концентрацию внимания на предыдущем стимуле.

Воспринимается ли тот или иной стимул сознательно или бессознательно, отчасти зависит от того, подготовлен ли мозг заранее к обращению внимания на данный стимул. Повышенная активность дорсолатеральной префронтальной коры, занимающейся направлением внимания, и внутритеменной коры, занимающейся “связыванием” поступающей информации, по-видимому, приводит мозг в состояние повышенной готовности к сознательному восприятию. Так, испытуемые, у которых наблюдался именно такой характер активности мозга, незамедлительно реагировали на прикосновение к кисти своей руки, в то время как у испытуемых, чей мозг находился в ином состоянии, точно такое же прикосновение оставалось незамеченным 5.

Дефицит внимания

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) представляет собой расстройство, для которого характерны недостаток концентрации, сокращенный объем внимания и повышенная физическая активность. Такой диагноз обычно ставят детям, многие из которых настолько непоседливы, что обычные игры и методы обучения оказываются для них непригодны. Исследования с помощью функциональной томографии наглядно показывают, что дети, страдающие этим расстройством, демонстрируют также неврологические нарушения, с которыми почти наверняка связаны особенности их поведения. Лимбическая система у таких детей работает на полную мощность, но области коры, ответственные за концентрацию внимания, контроль над непроизвольными порывами и восприятие составных стимулов, отличаются сниженной активностью. Хотя СДВГ традиционно считали детской болезнью, в последнее время симптомы этого расстройства, включающие неспособность к планированию, упорядочиванию и сосредоточенности, все чаще наблюдают и у взрослых. Около 70 % людей, демонстрирующих эти симптомы в детстве, продолжают демонстрировать их и во взрослом возрасте, и исследования взрослых, в детстве страдавших СДВГ, показывают, что в исполнительных областях мозга у них содержится меньше соединительной ткани, чем у здоровых людей 6. Фармакологические методы лечения СДВГ основаны на стимуляции этих недостаточно активных областей, помогающей мозгу концентрировать внимание.

Препараты класса амфетаминов, повышающие уровень возбуждающих нейромедиаторов в коре, позволяют сокращать дефицит внимания. Вызываемая ими нейронная активность подавляет работу лимбической системы, способствуя замещению действий мыслями и обеспечивая более управляемое и целенаправленное поведение.

Когда-то память считали чем-то вроде простой библиотеки с долговременным хранилищем (где содержатся воспоминания детства и тому подобное) и кратковременным хранилищем (где информация содержится лишь до тех пор, пока потребность в ней не отпадает). Но впоследствии благодаря совершенствованию экспериментальных методов стало ясно, что между воспоминанием и мыслью нет четкой разграничительной линии. Поэтому в оборот постепенно вошел еще один термин, описывающий сознательную переработку ощущений, воспоминаний и представлений: рабочая память.

Профессор Алан Бэддели из Бристольского университета разработал модель рабочей памяти, основанную на трех составляющих:

· Центральный исполнитель — осуществляет координацию информации, поступающей из разных источников, направляет способность концентрировать и переключать внимание, упорядочивает поступающие материалы и извлечение из памяти старых воспоминаний и объединяет информацию, поступающую через одну из двух временных систем хранения;

· Визуально-пространственная матрица — содержит изображения;

· Фонологическая петля — содержит акустическую и лингвистическую информацию.

Исследования, проводившиеся в Отделении когнитивной нейробиологии фонда “Уэллком траст” при Университетском колледже Лондона, показали, что эти три составляющие отчетливо проявляются в активности, наблюдаемой в мозге испытуемых при выполнении когнитивных заданий. Совместная работа этих трех нейронных систем позволяет нам удерживать в сознании важную поступающую информацию, одновременно соединяя ее с имеющимися у нас знаниями, чтобы вырабатывать план действий, уместный в текущей ситуации.

Опыты по изучению слепозрения показали, что пациенты, которым оно свойственно, могут отмечать не только движения не воспринимаемых осознанно объектов. Один из самых “способных” среди таких пациентов умеет улавливать также форму и цвет предметов, даже распознавать выражения “невидимых” лиц 8. Причем зрение — не единственное чувство, которое может работать и осознанно, и бессознательно. Вслед за слепозрением были открыты и такие явления как “слепоосязание” и даже “слепообоняние”.