Волес Диксон - ДВАДЦАТЬ ВЕЛИКИХ ОТКРЫТИЙ В ДЕТСКОЙ ПСИХОЛОГИИ

Этот результат указывает на возможность того, что нервный контур в остальной части мозга также может быть пластичным. Мозг может функционировать в соответствии со своего рода философией «используй или потеряешь». Связи и проводящие пути в мозге, которые не используются, могут просто атрофироваться, тогда как используемые связи и пути часто буквально расцветают. Пластичность также свидетельствует о возможности того, что если некоторые корковые клетки не используются по своему прямому назначению, они могут кооптироваться другими системами, которые способны использовать их с большей пользой. Несколько очень интересных исследований, проведенных Хелен Невилл (Neville), показывают, что слуховая кора (часть головного мозга, участвующая в реализации функции слуха) взрослых людей, родившихся глухими, может брать на себя некоторые зрительные функции. Как это может происходить? Она предполагает, что на момент рождения могут существовать нервные связи между зрительными участками таламуса и слуховой корой. В норме эти связи не сохраняются, поскольку сама слуховая система получает представительство в слуховой коре. Но у людей, родившихся глухими, клетки в слуховой коре не получают слуховых сигналов, поэтому, как и у кошек Хьюбела и Визела, эти связи атрофируются. Это оставляет нетронутыми раннее существовавшие связи между зрительной системой и слуховой корой, а поскольку визуальные сигналы продолжают поступать, связи со слуховой корой постоянно усиливаются. Со временем между зрительной системой и слуховой корой может возникнуть настоящее товарищество.

Радость удачи

Мало кто сомневается в огромной значимости работы Хьюбела и Визела. Но их случай также свидетельствует о том, насколько важно иметь на своей стороне немного удачи, когда вы пытаетесь сделать себе имя в устоявшейся научной области. Мы посвятили несколько последних страниц разговору о том, как Хьюбел и Визел осуществили запись корковых реакций одиночной клетки в ответ на простые визуальные паттерны, такие как линии и кромки. Они сделали карьеру на этих микроскопических записях, и комитет по присуждению Нобелевских премий признал их за эту работу. Но очень немногие люди вне исследовательского сообщества неврологов осознают, насколько близко Хьюбел и Визел были к тому, чтобы потерпеть полное поражение на своем революционном пути к открытию.

Принимая Нобелевскую премию, Дэвид Хьюбел сказал в своей речи, что когда он и Торстен Визел начали попытки со снятием показаний для индивидуальных корковых клеток, то добились небольшого успеха. Прежде всего, когда вы вводите электрод внутрь поверхности мозга, то не видите, где он находится. А когда вы не видите то, что делаете, может потребоваться множество операций методом проб и ошибок, прежде чем будет получен нужный результат. Но они были уверены, что с их методикой все в порядке, поскольку она была разработана и успешно использовалась Верноном Маунткаслом (Mountcastle) при изучении соматосенсорной коры у кошек и обезьян. Тем не менее, по какой-то причине они сначала не обнаружили ничего, что заставляло бы зрительные корковые клетки реагировать. Поскольку они знали, что их записывающая техника в порядке, то решили, что проблема должна быть связана с тем, как они проецируют котятам визуальные образы. В результате, им пришлось проецировать образы на потолок лаборатории! Хьюбел пишет: «Не имея другого держателя головы [кошки], мы продолжали какое-то время использовать держатель головы для офтальмоскопа, что создавало проблему, так как взгляд кошки был направлен прямо вверх. Чтобы разрешить эту трудность, мы принесли несколько простыней, которые подвесили между трубами и паутиной, украшавшими потолок в подвале [института] Уилмера, придав всей обстановке вид циркового шатра. Однажды нас посетил Верной Маунткасл и пришел в ужас от этого зрелища. Метод был определенно неудобным, поскольку нам приходилось смотреть на потолок в течение всего эксперимента». К счастью, они, в конце концов, добились того, что их проекционная система сработала. В итоге они стали проецировать простые визуальные паттерны прямо на сетчатку кошек, используя специальное приспособление, которое позволяло им вставлять в проекционный аппарат либо небольшую медную пластину с отверстием, либо небольшой стеклянный слайд с черной меткой. Приспособление попускало свет сквозь отверстие в медной пластине, проецируя одиночное пятно света на сетчатку кошек, или же пропускало свет через стеклянный слайд, проецируя на сетчатку тень от черной метки. Хотя они начали буквально бомбардировать сетчатку кошек пятнами света и тенями, их первоначальные записи по-прежнему оказывались неудачными. Сначала корковые клетки, вопреки ожиданиям, совершенно не реагировали на визуальные образы. Но через несколько часов, снимая показания для клетки под номером 3004, исследователи сделали свое знаменитое открытие. (В действительности они не снимали показаний для 3003 других клеток. Просто они решили начать нумерацию своих клеток с 3000, чтобы поразить Маунткасла, у которого количество записей для клеток шло на тысячи.) Клетка 3004 продемонстрировала весьма интенсивную реакцию. Это открытие более всего поражало тем, что клетка реагировала не на пятно света и не на тень — ожидаемые источники реакций; она реагировала на край стеклянного слайда, когда его вставляли в проекционный аппарат! Следующие 9 часов Хьюбел и Визел провозились со слайдом, чтобы воспроизвести ту же интенсивную реакцию. В конце дня они пришли к выводу, что клетка реагировала наиболее энергично на край с ориентацией, соответствовавшей углу, под которым слайд вставляли в проекционный аппарат. Когда ориентация была верной, «клетка начинала посылать сигналы, подобно строчащему пулемету».

Вероятно, вы можете вообразить, насколько легко было Хью-белу и Визелу упустить момент и не сделать это открытие. Прежде всего, они, очевидно, оставили проекционный аппарат включенным, когда вставляли один слайд за другим. Если бы у них была привычка выключать аппарат после каждого проецирования, тень от края слайда никогда не попала бы на сетчатку кошки, и клетка 3004 никогда бы не прореагировала. Кроме того, только благодаря счастливому случаю они снимали показания для клетки, чья предпочитаемая ориентация точно соответствовала углу края слайда. Если бы они снимали показания для клетки, которая предпочитала вертикальные края, то не сумели бы вызвать вообще никакой реакции. Но, в конце концов, они оставили аппарат включенным, а клетка 3004 оказалась подходящей по предпочтению линии именно такой ориентации; и примерно 20 лет спустя комитет по присуждению Нобелевских премий назвал их имена.