Стивен Косслин - Два игрока на одном поле мозга

Верхняя внутренняя часть лобных долей — складка на стыке двух полушарий — называется передней поясной корой. Она участвует в сопоставлении предвосхищаемых событий, явлений и объектов с теми, что актуально воспринимаются. Наконец, вдоль задней верхней части лобных долей идет полоска моторной коры, о которой мы уже говорили (она контролирует точность движений разных частей тела).

Следует отметить один из аспектов, который на первый взгляд противоречит нашей теории разделения функций верхней и нижней частей мозга. Зона Брокá, связанная с речью, находится в той области левой лобной доли, которую мы отнесли к нижнему мозгу. Интересно, что к этой области подходит множество соединений: от верхних частей лобных долей, от моторной коры, от височных долей и соматосенсорной коры в теменной области.

Характер соединений предполагает, что эта область функционирует частично как будто бы в верхнем мозге. Действительно, она контролирует движения губ, языка, гортани и голосовых связок в процессе речи. И вместе с тем играет важную роль в смысловом понимании языка (что соответствует в нашей классификации функциям нижней части мозга). Кроме того, зона Брокá активируется, когда люди пытаются интерпретировать значения чужих действий (опять же, это функция нижнего мозга).

Оказалось, что зона Брокá задействуется и в понимании смысла невербальных жестов [8] Хороший обзор функций этой области, см: http://en.wikipedia.org/wiki/Brocas_area . Таким образом, она, по-видимому, играет значимую роль в классификации и интерпретации информации (чего и следовало ожидать при ее нижнем анатомическом расположении).

Однако поскольку та же зона коры играет важную роль в контроле движений вокального аппарата, это еще раз демонстрирует, что две системы мозга, верхняя и нижняя, постоянно взаимодействуют и работают вместе.

Теменные доли.Расположенные в верхней задней части мозга, над затылочными долями, теменные доли, помимо пространственной ориентации (о чем мы говорили выше), выполняют множество других функций, в том числе обеспечивают способность производить арифметические вычисления. Они также играют важную роль в распределении внимания и связаны с сознанием (наряду с другими долями коры).

Кроме того, ощущения от различных частей тела регистрируются в соответствующих областях соматосенсорной части коры (которая, как мы говорили, лежит в передней части теменных долей вдоль центральной борозды) — ощущения левой половины тела передаются в правую теменную долю, а ощущения из правой половины тела передаются в левую теменную долю.

Таким образом, система верхнего мозга включает теменные доли и верхнюю часть лобных долей. Теперь немного специфики. К системе верхнего мозга мы относим теменные доли целиком, а из лобных долей ту часть, которую именуют дорсолатеральной префронтальной корой («дорсо» в переводе с латыни означает «спина» — применительно к четвероногим животным, или верхняя проекция тела, когда речь идет о мозге, а «латеральный» означает «боковой»; слово «префронтальная» указывает на ту часть лобных долей, которая лежит спереди от моторной полоски).

Эта дорсолатеральная префронтальная кора представляет собой верхнюю (и бóльшую) часть лобных долей. К верхнему мозгу также относятся сама моторная полоска и медиальная (средняя) лобная кора в частности, а также передняя поясная кора (на стыке полушарий).

Нижний мозг состоит из затылочных и височных долей и нижних боковых частей лобной коры, а также глазнично-лобной коры (она расположена прямо над глазницами, ее также называют вентромедиальной лобной корой; она задействуется при запоминании эмоционально окрашенных событий) и лобный полюс (прямо за лбом, область коры, участвующая в интеграции различных форм информации).

Вскоре после того как Ангерлейдер и Мишкин опубликовали в 1982 году свою знаменитую работу, Стивен посетил их лабораторию в городе Вифезда, штат Мэриленд, чтобы встретиться с ними и понаблюдать за их экспериментальными животными и методами работы. (Напомним: Мишкин установил, что нижние части коры обезьяны участвуют в распознавании форм, но не местоположения, а верхние части, наоборот, задействованы в определении местоположения, но не формы.) В то время эта идея показалась Стивену удивительной. Насколько ему было известно, все теории в психологии и все программы искусственного интеллекта (ИИ), предназначенные для создания компьютерного «зрения», игнорировали это различие. (Многие склонны считать ИИ чем-то современным, но на самом деле его разработкой начали заниматься в середине 1950-х.) Тогда появлявшиеся в сфере ИИ идеи оказывали на когнитивную психологию больше влияния, чем исследования мозга (когнитивная психология занимается изучением познавательных, т.е. когнитивных, процессов). Стивен интересовался проблемами ИИ и был хорошо знаком с этой областью, но он был далек от нейрофизиологии.

Осмотрите пространство вокруг себя. Не кажется ли вам очевидным, будто формы предметов прочно связаны с их местоположением? Это логично, да и как может быть иначе? Может показаться, что это ощущение каждого-объекта-на-его-месте подразумевает, что одна и та же зона мозга должна заниматься обработкой и форм, и местоположения.

Но, как продемонстрировали Ангерлейдер и Мишкин, наши впечатления обманчивы. Эти две функции разделены в мозге [9] Однако это разделение не абсолютное; при некоторых обстоятельствах форма может быть определена местоположением (вспомните, например, как вы можете «видеть» треугольник, когда присутствуют три точки, с указанием расположения вершин) и расположением отдельных частей; см. S.R. Lehky, X. Peng, С. J. McAdams and А. В. Sereno. Spatial Modulation of Primate Inferotemporal Responses by Eye Position. PLoS ONE 3(10); e3492. doi:10.1371/journal.pone.0003492; A. B. Sereno and S. C. Amador. Attention and Memory-Related Responses of Neurons in the Lateral Intraparietal Area During Spatial and Shape-Delayed Match-to-Sample Tasks // Journal of Neurophysiology 95 (2006). P. 1078-1098. . Тот факт, что разные системы оценивают, что собой представляет объект и где он находится, означает, что эти два потока информации должны быть соединены на некоторой более поздней фазе обработки. И возможно, при этом могут возникать ошибки.

Интуитивно кажется странным, что вы можете распознать объект и не отметить его положения в пространстве, но научная литература свидетельствует, что такие ошибки известны и обычно возникают, когда объект рассматривается лишь непродолжительное время. Так, в классическом эксперименте [10] A. Treisman and H. Schmidt. Illusory Conjunctions in the Perception of Objects // Cognitive Psychology 14 (1982). P. 107-141. Энн Трейсман и Хилари Шмидт было показано, что, когда испытуемые видят набор цветных фигур (например, квадрат и треугольник) в течение очень короткого времени, позже они создают «иллюзорные связи». Причем в 20% случаев они мысленно объединяют свойства объектов, которые реально демонстрировались в разных местах зрительного поля. Например, если им показали небольшой красный квадрат в одном месте и большой синий круг в другом, они могут сообщить о том, что видели маленький синий квадрат.