Рита Картер - Как работает мозг

В ходе эксперимента испытуемых просили понюхать содержимое двух флаконов с разными жидкостями, у которых был очень слабый запах, в одном случае приятный (запах амилацетата, напоминающий запах бананов), а в другом — неприятный (запах масляной кислоты, напоминающий запах протухшего сливочного масла). Испытуемые утверждали, что не могут уловить никакого запаха, но когда их просили угадать, в каком флаконе жидкость с приятным запахом, а в каком — с неприятным, у них это получалось вполне успешно 9.

Результаты подобных исследований заставляют предположить, что сенсорная информация, не достигающая сознания, может, тем не менее, оказывать влияние на наше поведение. Места, в которых нам не по себе, люди, которые по неизвестной причине кажутся нам привлекательными, — возможно, их действие на нас связано с бессознательной обработкой их отталкивающих или притягательных запахов.

В ходе эволюции коры больших полушарий должен был настать момент, когда стало выгодно передавать информацию и в этот новый отдел мозга, а не только в уже имеющуюся систему отслеживания сенсорных стимулов. Кора, будучи сложнее и гибче, чем расположенные под ней древние отделы мозга, позволила осуществлять более сложные и эффективные реакции на воспринимаемые стимулы. В ходе дальнейшей эволюции коры у нее появлялись новые приемы, и мозг перестраивался, беря их на вооружение. В кору поступало все больше зрительной информации, и это способствовало дальнейшему увеличению объема серого вещества, которое, в свою очередь, позволило вырабатывать более изобретательные реакции, приводившие к дальнейшему увеличению при тока зрительной информации, и так далее. Тем временем старая подкорковая система становилась все менее востребованной. Однако “слепочувства” показывают, что позволяет делать этот древний механизм, когда он не остается в тени сенсорных систем коры. Способность лучших теннисистов и игроков в крикет попадать по стремительно летящему мячу еще до того, как его вообще может заметить кора, также может быть связана со слепозрением.

Мой коллега Грэм Хитч и я разработали эту модель, чтобы объяснить результаты эксперимента, в ходе которого мы пытались влиять на работу кратковременной памяти здоровых испытуемых. Мы просили студентов, участвовавших в эксперименте, заучивать списки слов, осмыслять прозаические тексты или проходить тесты на логическое мышление в то время, когда их кратковременная память была занята запоминанием и повторением телефонных номеров. Мы обнаружили, что из-за такого аналога частичной потери кратковременной памяти качество выполнения заданий страдало, но не катастрофически, и предположили, что это связано с тем, что запоминание и повторение номеров приводило к нарушению работы фонологической петли.

Мы полагаем, что фонологическую петлю можно разделить на две составляющих: хранилище памяти, в котором содержится быстро (не более чем за две секунды) угасающий речевой след, и систему повторения, воспроизводящую этот след и сохраняющую его в памяти посредством невокализированной речи. За счет этой системы визуально представленный набор букв можно запомнить, проговорив их про себя. Но, поскольку возникающий при этом след памяти угасает еще во время повторения, обычно мы в состоянии запомнить лишь столько слов, сколько в состоянии проговорить за две секунды.

Взрослые пациенты, страдающие нарушениями, затрагивающими исключительно фонологическую петлю, сталкиваются с непреодолимыми трудностями лишь тогда, когда пытаются заучивать новые слова. Недавние эксперименты, в которых участвовала группа восьмилетних детей с нарушениями языковых функций, показали, что хотя невербальный интеллект этих детей был нормальным для их возраста, их лингвистическое развитие обнаруживало двухлетнюю задержку, а развитие способности повторять незнакомые бессмысленные слова — четырехлетнюю. Поскольку способность повторять бессмысленные слова тесно связана с развитием словарного запаса и позволяет довольно надежно прогнозировать дальнейшее развитие речи и навыков чтения, уместно предположить, что фонологическая петля развилась в ходе эволюции как часть механизма освоения языка.

Более сложно устроенная визуально-пространственная матрица не столь хорошо изучена, хотя функциональная томография позволила выделить в этой системе четыре активных отдела, которые, по-видимому, связаны с вопросами “что” и “где”, контролем исполнения и, возможно, повторением образов.

Рабочая память дает нам возможность гибко пользоваться системами своей памяти. Она позволяет удерживать информацию, повторяя ее про себя, связывать ее со знаниями, полученными ранее, и планировать дальнейшие действия.

В 1985 году ныне покойный нейробиолог Бенджамин Либет, работавший тогда в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, решил разобраться в хронологии происходящих в мозге процессов, которые приводят к осознанным действиям, совершаемым по собственной воле. В частности, он хотел узнать, как соотносится время принятия сознательного решения со временем работы процессов, обеспечивающих его реализацию. На головах студентов, вызвавшихся участвовать в эксперименте, устанавливали датчики ЭЭГ, позволяющие регистрировать активность, возникающую в коре больших полушарий, а затем просили испытуемых совершать простые движения пальцем. Принципиально здесь было то, что эти движения должны были совершаться по собственной воле, а не в ответ на какой-либо внешний сигнал. Аппарат ЭЭГ был подсоединен к счетчику времени, а момент принятия решения отмечался самим испытуемым, который должен был смотреть на часы и точно отмечать, когда у него возникало сознательное “побуждение” или решение совершить движение. Эксперименты, проведенные ранее 14, показали, что преднамеренным действиям предшествует характерный всплеск активности в коре больших полушарий — так называемый потенциал готовности (ПГ), наблюдаемый примерно за полсекунды до совершения действия. Рефлекторные действия не сопровождаются ПГ, но всякий раз, когда человек преднамеренно двигает пальцем, примерно за полсекунды до самого действия процессы, происходящие в мозге и обеспечивающие его совершение, проявляются в виде такого всплеска нейронной активности. Казалось бы, можно было ожидать, что в тех случаях, когда решение совершить действие принимается по собственной воле, оно должно приниматься непосредственно до или, возможно, во время активации мозга, вызывающей ПГ. Вместо этого Либет обнаружил, что испытуемые неизменно сообщали о времени принятия решения пошевелить пальцем лишь после начала ПГ. Почти во всех случаях испытуемые говорили, что сознательное побуждение или решение совершить движение возникало через 350-400 миллисекунд после всплесков на энцефалограмме, соответствующих ПГ. Само движение совершалось еще примерно через две десятых секунды 15.