Альваро Паскуаль-Леоне - Мультисенсорный музей: междисциплинарный взгляд на осязание, звук, запах, память и пространство

На сегодняшний день переход от унисенсорного подхода ( подразумевающего обращение только к одному органу чувств – прим. науч. ред. ) к мультисенсорному актуален как для нейронаучных исследований, так и для музейной сферы. До недавнего времени посещение музея или галереи было преимущественно унисенсорным визуальным опытом [23] Candlin F. Museums, modernity, and the class politics of touching objects // Touch in Museums: Policy and Practice in Object Handling / Chatterjee H.J. (Ed.) (2008) Oxford, UK: Berg: 9–20. : экспонаты находились вне доступа для посетителей (например, за стеклом), сопровождались строгими запретами и официальными указаниями на то, что «можно смотреть, но не трогать!». В последнее время мы наблюдаем случаи смягчения подобных ограничений: например, проект Hands On («Руки на»), реализованный Британским музеем, даже позволяет посетителям брать в руки некоторые предметы из музейной коллекции. Обращения к другим органам чувств все еще редки, хотя Центру викингов Йорвик в городе Йорк, например, удалось прекрасно воссоздать в своей экспозиции запахи и звуки поселения викингов. Однако такие примеры возникают в основном благодаря информационным и образовательным инициативам, а не как результат непосредственной работы нейроученых.

Ранее наши представления об организации мозга заключались в том, что он перерабатывает входящую информацию как отдельные унисенсорные потоки, причем особый приоритет отдается визуальным стимулам. Однако было обнаружено, что многие области мозга, которые ранее считались предназначенными для переработки визуальной информации, на самом деле активируются и при получении тактильных или осязательных импульсов (во время пассивного прикосновения или активного ощупывания). Например, область мозга, которая отвечает за визуальное восприятие, активируется также тактильными ощущениями [24] Hagen M. C., Franzen O., McGlone F., Essick G., Dancer C., Pardo J. V. (2002) Tactile motion activates the human middle temporal / V5 (MфT/V5) complex // European Journal of Neuroscience, № 16: 957–964. Summers I. R., Francis S. T., Bowtell R. W., McGlone F. P., Clemence M. (2009) A functional magnetic resonance imaging investigation of cortical activation from moving vibrotactile stimuli on the fingertip // Journal of the Acoustical Society of America, № 125: 1033–1039. ; осязание текстур активирует также область, восприимчивую к визуальному восприятию текстур [25] Stilla R., Sathian K. (2008) Selective visuo-haptic processing of shape and texture // Human Brain Mapping, № 29: 1123–1138; Sathian K., Lacey S., Stilla R., Gibson G. O., Deshpande G., Hu X., Laconte S., Glielmi C. (2011) Dual pathways for haptic and visual perception of spatial and texture information // NeuroImage, № 57: 462–475. , а латеральная затылочная кора (LOC) включается в процесс восприятия объектов во время получения как визуальных, так и тактильных стимулов [26] Amedi A., Jacobson G., Hendler T., Malach R., Zohary E. (2002) Convergence of visual and tactile shape processing in the human lateral occipital complex // Cerebral Cortex, № 12: 1202–1212; Amedi A., Malach R., Hendler T., Peled S., Zohary E. (2001) Visuo-haptic object-related activation in the ventral visual pathway // Nature Neuroscience, № 4: 324–330; Zhang M., Weisser V. D., Stilla R., Prather S. C., Sathian K. (2004) Multisensory cortical processing of object shape and its relation to mental imagery // Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, № 4: 251–259; Stilla R., Sathian K. (2008). . В результате старые подходы уступают место концепции «метамодального» мозга с мультисенсорной задачно-ориентированной организацией [27] Pascual-Leone A., Hamilton R. H. (2001) The metamodal organization of the brain // Progress in Brain Research, № 134: 427–445. Lacey S., Tal N., Amedi A., Sathian K. (2009а) A putative model of multisensory object representation // Brain Topography, № 21: 269–274. James T. W., VanDerKlok R. M., Stevenson R. A., James K.H. (2011) Multisensory perception of action in posterior temporal and parietal cortices // Neuropsychologia, № 49: 108–114. : например, области, связанные с восприятием формы объектов, реагируют на то, какой является задача – зрительной или осязательной. Из этого вытекает идея о том, что активация областей, связанных с визуальной информацией, во время осязания приводит к появлению визуальных образов [28] Sathian K., Zangaladze A., Hoffman J. M., Grafton S.T. (1997) Feeling with the mind’s eye // NeuroReport, № 8: 3877–3881. : осязая объект, человек естественным образом представляет, как этот объект может выглядеть. В данной главе мы рассмотрим доказательства роли визуальных образов в тактильном восприятии формы и опишем модель этого процесса. В качестве небольшой справки, мы начнем с описания общих черт зрения и осязания с точки зрения распознавания объектов и построения образов восприятия. После этого перейдем к описанию областей мозга, участвующих в зрительно-осязательном восприятии формы объектов, и рассмотрим, какие выводы о репрезентации в мозге формы объектов можно сделать на основании перечисленных данных.

Считается, что процесс распознавания объекта зависит от точки его обзора, а разворот объекта в пространстве из его исходной позиции затрудняет последующее распознавание: это относится как к зрению, так и к осязанию [29] Подробнее см.: Peissig J.J., Tarr M.J. (2007) Visual object recognition: Do we know more now than we did 20 years ago? // Annual Review of Psychology, № 58: 75–96; Lacey S., Sathian K. (2011) Multisensory object representation: insights from studies of vision and touch // Progress in Brain Research, № 191: 165–176. . В отношении последнего это особенно удивительно, учитывая, что руки могут исследовать объект с разных сторон одновременно, и поэтому нам кажется, что они способны воспринимать информацию об объекте с разных «точек обзора» в один момент времени. Однако по мере того, как объекты становятся более узнаваемыми, изменение их положения становится менее проблематичным: как визуальное, так и тактильное распознавание становится в целом независимым от точки обзора [30] Peissig J.J., Tarr M.J. 2007. Lawson R. (2009) A comparison of the effects of depth rotation on visual and haptic three-dimensional object recognition // Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, № 35: 911–930. . В отличие от внутримодального распознавания [31] Использующего информацию в рамках одной сенсорной системы (прим. науч. ред.). , визуально-осязательное кросс-модальное распознавание [32] В которое вовлечены разные органы чувств (прим. науч. ред.). не зависит от точки обзора, даже если речь идет о незнакомых нам объектах; при этом неважно, сопровождается ли визуальный опыт тактильным или наоборот [33] Lacey S., Peters A., Sathian K. (2007 а ) Cross-modal object representation is viewpoint-independent // PLoS ONE, № 2: 890. . Кросс-модальное распознавание знакомых нам объектов тоже не зависит от точки обзора, когда тактильный опыт сопровождается визуальным, однако в обратную сторону это не работает [34] Lawson R., 2009. . Причина такой асимметрии пока не ясна.

Исходя из этого, мы пришли к выводу, что в основе таких феноменов, как кросс-модальное распознавание и независимость от точки обзора, вероятно, лежит одна и та же репрезентация объекта. Благодаря исследованию перцептивного обучения [35] Прим. науч. ред.: Обучение перцептивным способностям (способностям восприятия), которое позволяет приобрести изменения реакций на сенсорные стимулы в ходе повторных воздействий этих стимулов. По сути, речь идет о развитии навыков восприятия (осязание, обоняние и т. д.) См. про исследование: Lacey S., Campbell C. and Sathian K. (2007b). Vision and touch: Multiple or multisensory representations of objects? Perception, 36, 1513–21. было выявлено, что независимость от точки обзора, приобретенная в результате обучения в одной модальности (с помощью развития одних органов чувств), полностью и симметрично переходит в другую. Кросс-модальное изучение объекта (вне зависимости от того, какой опыт в нем является первоначальным – зрительный или осязательный) также позволяет достичь визуальной и тактильной независимости от точки зрения. Таким образом, эта независимость (как при внутримодальном, так и при кросс-модальном познании) основана на единственной мультисенсорной репрезентации объекта, которая напрямую интегрирует в себя отдельные унисенсорные представления о нем, зависящие от точки нашего обзора.