Ричард Грегори - Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия

Регистрация электрической активности мозга физиологами исключительно важна, но, к сожалению, подобным методом очень трудно получить детальную информацию об изолированной активности одновременно более чем нескольких нервных клеток. Это составляет техническую проблему огромной сложности.

Общие принципы конструкции мозга могут быть заимствованы из техники. Если какая-либо из возможных технических конструкций имеет определенные ограничения и эксперименты над животными или человеком обнаруживают у них сходные ограничения, тогда подобные опыты будут служить подтверждением гипотез, первоначально взятых из области техники. В частности, исследования восприятия могут стать важным средством раскрытия общих принципов функционирования мозга и проверки предложенных моделей. Мозг воспринимает мир с помощью глаз; изучая работу зрительной системы посредством соответствующих экспериментов, мы можем понять работу мозга как функциональной системы с ограничениями физического и конструктивного порядка.

Нервная система, ответственная за зрение, начинается с сетчатки. Сетчатка, как мы уже видели, является в сущности, вынесенным вовне кусочком мозга, содержащим как типичные мозговые клетки, так и специализированные светочувствительные детекторы. Сетчатка делится по вертикали на две части; от наружных отделов сетчатки волокна идут к той же стороне затылочной области мозга в то время как волокна от внутренней, назальной стороны сетчатки перекрещиваются сразу позади глаз — в chiasma opticum (зрительный перекрест) — и направляются к затылочной области противоположного полушария (рис. 5, 5).

Рис. 5, 5. Зрительные пути мозга. В области хиазмы зрительный нерв раздваивается; правая половина сетчатки обоих глаз представлена в зрительной коре правого полушария, левая половина — в зрительной коре левого полушария. Наружные коленчатые тела представляют собой промежуточные между глазами и зрительной корой станции, где происходит переключение импульсов.

Эта зрительная область, находящаяся в задних отделах мозговой коры, известна под названием area striata, потому что эта часть коры имеет ярко выраженное слоистое строение (см. рис. 5, 6).

Рис. 5, 6. Цитоархитектоника первичной зрительной коры (area striata).

Мозг как целое подразделяется в центре на два полушария, каждое из которых представляет собой, в сущности, более или менее цельный мозг; оба полушария соединены массивным пучком волокон — corpus callosum (мозолистое тело) — и меньшей по размерам связкой — chiasma opticum. Волокна зрительного тракта от хиазмы идут в переключающие ядра каждого полушария, в область, называемую corpus geniculatus lateralis (наружное коленчатое тело).

Центральная область — area striata — известна как зрительное проекционное поле. При электрической стимуляции отдельных участков этой области человек видит вспышку света. При небольшом изменении положения стимулирующих электродов вспышка видна в другой части зрительного поля. Таким образом, имеется пространственное представительство обеих сетчаток в зрительной коре. Стимуляция отделов коры, примыкающих к зрительному проекционному полю, тоже ведет к появлению зрительных ощущений, но вместо вспышек света возникают более сложные зрительные ощущения. Иногда пациент видит ярко окрашенные шары, как бы парящие в пространстве. Стимуляция участков, расположенных еще дальше, может вызывать зрительные воспоминания и даже целые сцены, живо проходящие перед глазами.

Среди наиболее впечатляющих открытий, сделанных в последнее время, можно назвать открытия двух американских физиологов — Хьюбела и Визела, которые регистрировали электрическую активность отдельных клеток зрительной области коры мозга кошки при предъявлении ей простых зрительных фигур. Использовались светлые полосы, проецируемые с помощью проектора на экран, расположенный перед кошкой. Хьюбел и Визел обнаружили, что в некоторых клетках электрическая активность возникает, когда полоса света предъявляется кошке под определенным углом. Только при данном наклоне полосы клетка мозга отвечала возбуждением в виде длительного потока импульсов, а при изменении угла она «молчала». Разные клетки отвечают на разные утлы наклона. Клетки, расположенные в глубине мозга, отвечают на более общие характеристики раздражения, причем ответ возникает независимо от того, какая часть сетчатки стимулируется светом. Другие клетки зрительной области кошки чувствительны только к движению, причем к движению, осуществляемому в одном направлении (рис. 5, 7).

Рис. 5, 7. Хьюбел и Визелобнаружили, что отдельные клетки мозга (кошки) возбуждаются движением стимула, осуществляющимся относительно глаза лишь в определенном направлении. Стрелки обозначают различные направления движения полосы света, которые предъявлялись глазу. Регистрация электрических импульсов показывает, что определенные клетки возбуждаются только при движении глаз в одном направлении.

Рис. 5, 8. Запись электрической активности отдельных клеток зрительной коры кошки (из работы Хьюбелаи Визела). Кошке предъявлялись различным образом ориентированные линии, (они изображены слева). Отдельная клетка мозга возбуждалась только при определенной ориентации линии. Это видно из записи электрических спайковых потенциалов.

Эти открытия имеют величайшее значение, так как они показывают, что в мозгу существуют анализирующие механизмы, выделяющие определенные признаки предметов.

У нас постоянно возникают мысленные картины, однако это еще не значит, что им соответствуют определенные электрические картины в самом мозге. Можно представлять вещи в символах, однако символы обычно весьма отличны от предметов, которые они замещают. Представление о существовании соответствующих картин в мозгу опасно с теоретической точки зрения. Оно может привести к мысли, что эти предполагаемые картины в свою очередь рассматриваются неким внутренним взором. Таким образом, создается бесконечная цепь картин и рассматривающих их взоров.

Во всяком случае, вряд ли можно предположить, что звуки, запахи или цвета представлены в мозгу в виде соответствующих картин или образов — они должны быть закодированы в какой-то другой форме. Есть все основания думать, что сетчаточные структуры возбужденных элементов представлены в мозгу в виде закодированных комбинаций клеточной активности. Хьюбел и Визел, а также другие электрофизиологи начинают сейчас расшифровывать эти коды.