Элхонон Голдберг - Креативный мозг. Как рождаются идеи, меняющие мир

Существует немало доказательств, что разделение труда, в соответствии с которым левое полушарие отвечает за распознавание общих закономерностей («категорий»), а правое – за распознавание уникальных признаков, широко распространено у различных видов, не только у приматов и не только у млекопитающих 14. Например, возьмем голубей. Голуби, обученные узнавать изображение человека, обрабатывают такие стимулы в виде категорий, если смотрят на них правым глазом (и, соответственно, обрабатывают в левом полушарии, поскольку зрительные пути перекрещиваются), и на основе уникальных признаков, если смотрят левым глазом (и, соответственно, обрабатывают в правом полушарии) 15. Голуби также лучше владеют правым, чем левым, глазом (левым полушарием лучше, чем правым) при изучении общих закономерностей; и они проявляют четкую латерализацию восходящей обработки информации (управляемую сенсорным входным сигналом) в правом полушарии и нисходящей (ранее сформированной на основе закономерностей) обработки информации в левом 16.

У некоторых видов млекопитающих (обезьян, собак, морских львов, мышей и песчанок) левое полушарие лучше распознает сигналы, направленные к другим представителям того же самого вида и распознающиеся всеми. Это процесс явно категориальный, хотя и невербальный. Напротив, у овец 17и макак-резусов правое полушарие лучше левого распознает вокализацию, характерную для отдельных экземпляров своего вида (конспецифичных). А наши лучшие друзья, собаки, в основном используют правое полушарие для распознавания уникальных особенностей человеческих лиц 18. Подобным образом нарушение латерализации головного мозга у обезьян приводит к явлениям, очень похожим на агнозию у человека, описанную ранее в этой главе. Например, японские макаки и резусы лучше распознают видоспецифичную (конспецифичную) вокализацию правым ухом, и повреждение у обезьян левой, но не правой височной доли имеет особенно выраженное воздействие на эту способность 19. Все эти наблюдения означают, что распознавание образов уже имеется и у других видов, наряду с разделением труда между распознаванием закономерностей категорий и узнаванием уникальных признаков. Возможность распознавания закономерностей и ее принадлежность левому полушарию является распространенной характеристикой организации головного мозга у многих и многих видов, предшествующей возникновению речи на много миллионов лет.

По всем этим причинам вполне возможно сделать вывод о том, что структура коры, связанной с распознаванием закономерностей, играет важную роль в формировании структуры коры, связанной с речью, особенно словарного запаса, и направляет речь в левое полушарие. Именно так мы и ответим на загадку «курица или яйцо» и соединим вместе две концепции – одну связанную с левым полушарием для распознавания закономерностей и другую – связанную с речью. Тем самым я предлагаю новое понимание того, как речь попала в левое полушарие: связь левого полушария с речью и предшествовала эволюционно, и, в более широком смысле, была вызвана связью левого полушария с перцептивным распознаванием обычных закономерностей. (Как видите, можно представлять новые идеи и не отвергать старые. Пример, подтверждающий тесные и взаимопроникающие отношения между старым и новым.)

Изучение специализации полушарий у других видов имеет давнюю историю, и известно, что восприятие имеет латерализацию уже у приматов и, следовательно, независимо от речи 20. Более современные исследования подтвердили базовое сходство в способах организации восприятия у различных видов приматов 21. (Об этом подробнее в Главе 8.) Но тогда почему этих знаний недостаточно для выяснения вопроса специализации полушарий, вопроса, над которым ломают голову большинство современных нейробиологов и нейропсихологов? Является ли это укоренившимся предположением об эксклюзивности нашего вида, или мучительным результатом балканизации (фрагментации области знаний, которую мы обсуждали ранее), или того и другого?

Хороший урок, который мы получили, изучая последствия повреждений мозга, заключается в том, что способ восприятия и лингвистические категории, представленные в коре, не являются модулями – они не представлены в виде набора «бабушкиных клеток» или даже «бабушкиных областей» – они сплошные и распределенные. Я пришел к этому выводу, будучи студентом Московского университета в 1960-х годах, возможно, потому, что это была реакция «белой вороны» на обучение модульному, локальному представлению о мозге. Чтобы уловить эту идею, я придумал концепцию «когнитивных градиентов», которые являются непрерывным отображением когнитивного пространства в пространстве неокортекса, и написал статью, с юношескими амбициями названную «Градиентный подход к функциональной организации неокортекса». В этой статье я зашел так далеко, что предложил «нейроанатомически-функциональный изоморфизм». Идея шла настолько вразрез с доминирующим в то время представлением о модулях, что было сложно добиться публикации статьи и ее отвергли несколько журналов, в которых, как я полагал, она произвела бы наибольший эффект. В конце концов статья была опубликована спустя двадцать лет в журнале (а потом превратилась в главу книги), и ее эффект был, естественно, довольно умеренным 22.

Но что было ценным, это моя ранняя интуитивная догадка о градиентном характере функциональной организации коры головного мозга и «функционально-нейроанатомическом изоморфизме». Я основывался на изучении последствий повреждений мозга с минимальным использованием технологий, что по самой своей природе было лишено когнитивной точности. Понадобилось еще двадцать лет, чтобы это подтвердить и детально разработать с помощью метода обработки функциональной нейровизуализации, называемого «анализом сходства репрезентаций». Это стало завершением важной работы команды нейробиологов из института нейробиологии Хелен Уиллс, Университета Калифорнии, Беркли, под руководством Александра Хута 23.

Используя метод функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), исследователи записывали активность мозга у здоровых испытуемых, которые смотрели кино. Почему кино? Потому что кино показывает большое разнообразие объектов и видов деятельности, характерных для повседневной жизни человека. На основании этих записей были выделены закономерности активации коры, соответствующие 1705 конкретным объектам и категориям действий, и связь между закономерностями активации коры сравнивалась со связью между соответствующими семантическими категориями. Для обработки данных использовалась WordNet, англоязычная база данных, которую придумал Джордж Армитэдж Миллер, один из самых выдающихся американских психологов и отец-основатель когнитивной психологии как дисциплины 24. И что же они обнаружили? Репрезентация семантических категорий в головном мозге плавно (без четко очерченных границ) распределена в пространстве коры. Такая репрезентация фактически подтвердила изоморфные взаимоотношения семантического пространства и пространства коры, сходные у всех пяти испытуемых, которые участвовали в исследовании. В последующем эксперименте, также с использованием фМРТ, нейробиологи из Беркли нарисовали карту коры семантической системы, основываясь на закономерностях активации коры у субъектов, которые слушали длинные повествовательные истории. И снова была обнаружена градиентная закономерность семантических категорий, отображенных в коре головного мозга 25.