Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни - Ребекка Шварцлоуз
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Такие карты мозга, как V1, прекрасно подходят для подобных экстраполяций, поскольку они непрерывны и построены таким образом, чтобы быстро и легко провести сравнение между соседними точками пространства. Локальные сравнения на карте мозга позволяют идентифицировать места, где происходит нечто важное, но они же помогают найти участки зрительного пространства, которые с малой вероятностью отличаются от соседних участков. Карты мозга быстро выявляют и исправляют входящие сигналы, которые кажутся ошибочными, как текстовый редактор с функцией автоматического исправления ошибок. Учитывая достаточную тренировку (или опыт) и правильное функционирование программы (или связи), наш процессор и наши карты мозга могут находить ошибки и избегать ловушек, так что мы их даже не замечаем.
Нам кажется, что восприятие – совершенно очевидное явление. В конце концов, оно происходит естественно и без усилий с нашей стороны. Нас никогда не учили воспринимать, и мы никогда не перегружались от избытка восприятия. Многое из того, что мы делаем или о чем думаем, требует от нас усилий, но восприятие происходит само. Оно динамическим образом осуществляется в каждый момент жизни – от дня нашего появления на свет до дня смерти. И поэтому так легко не замечать, каким же чудом на самом деле оно является. Многие сложности в восприятии пространства, энергии, движения и информации вполне могли бы привести к тому, что мы не умели бы распознавать предметы на нашем пути или ощущать чью-то ладонь на нашем колене. Карты мозга – ключ к преодолению физических и вычислительных ограничений такого рода.
Но хотя карты мозга позволяют преодолевать подобные трудности, их существования недостаточно. Чтобы создавать такой мощный, но при этом практичный мозг, какой появился на Земле, эти карты должны обеспечивать очень сильные искажения. Как вы увидите, такие искажения – важнейшая характеристика отображения мира нашим мозгом. А это, в свою очередь, определяет наше восприятие мира и всего, что в нем есть.
3
Как карты мозга определяют, что мы видим и чувствуем?
С пуститесь в подземное метро Бостона в Массачусетсе, и вы повсюду обнаружите карты: встроенные на стенах платформ, приклеенные в вагонах и отпечатанные на бумаге в виде брошюр. В городе с 1,3 миллиона пассажиров карты метро в равной степени выполняют функцию информационного ресурса и декора. Но еще они иллюстрируют неожиданную вещь, которая справедлива как для планов метро, так и для карт мозга: иногда искаженная карта лучше отображает то, что нужно знать людям.
Линии бостонского метро расходятся, как спицы колеса, с центром в сердце города, это показано на рис. 9. Переход с одной линии на другую осуществляется на четырех станциях. Однажды я проехала по красной линии от одной станции (“Парк Стрит”) до другой (“Даунтаун Кроссинг”) и обнаружила, что пересекла лишь одну часть города. Сравните это с расстоянием между станциями “Дейвис” и “Эйлуайф” – двумя соседними станциями на одном конце красной линии. Хотя точки, соответствующие станциям “Дейвис” и “Эйлуайф”, на плане располагаются ближе, чем точки “Парк Стрит” и “Даунтаун Кроссинг”, на самом деле станции “Дейвис” и “Эйлуайф” отстоят друг от друга больше чем на километр. Короче говоря, изображение на плане метро искажено по отношению к реальности. Тогда как расстояние в 1 сантиметр между станциями “Парк Стрит” и “Даунтаун Кроссинг” соответствует 10 метрам реального расстояния на местности, 1 сантиметр между станциями “Дейвис” и “Эйлуайф” соответствует 140 метрам.
Рис. 9. Упрощенная схема бостонского метро. Художник Пол Ким, редакция Майкла Квиришвили (CC BY 2.0)
Интересно, что благодаря этой неточности план метро становится более удобным. Когда мы выезжаем из центра, нам нужно знать только порядок станций на нашей линии, чтобы вовремя выйти. Но когда мы движемся к центру и готовимся к пересадке, нам нужна еще и пространственная информация. Можно ли доехать до аэропорта с одной пересадкой или придется делать две? На какой станции следует пересаживаться и в какую сторону ехать после пересадки? За счет увеличения разрешения в области пересадочных пунктов карта метро снабжает нас более четкой пространственной информацией именно там, где это больше всего необходимо.
Многие карты мозга, включая зрительную карту V1, используют тот же прием. Часть зрительной карты V1, которая отображает зрительную информацию из области центральной ямки (оттуда, куда направлен взгляд), очень сильно увеличена по сравнению с остальными частями. Вообще говоря, это увеличение объясняет одно из открытий Иноуэ: хотя пули от винтовки Мосина имели диаметр 7,6 миллиметра, они создавали области слепоты разного размера. У пациентов Иноуэ были сравнительно небольшие слепые участки в центре и более крупные на периферии. Это различие в размерах скотомы показывает, что информация от центральной ямки на карте V1 представляется в сильном увеличении, как карта центральной части города на плане метро.
Почему информация от центральной ямки на карте V1 отображается с более сильным увеличением? Главным образом потому, что она более значима. Световые рецепторы в области центральной ямки упакованы гораздо плотнее, чем в других частях сетчатки. Поскольку там больше рецепторов, мы получаем больше информации о той части зрительного пространства, куда непосредственно направлен наш взгляд. Это различие создает в сетчатке неравенство и делает зрение в области центральной ямки чуть более острым, чем в других зонах. Но это еще не все.
Представьте себе два световых рецептора сетчатки: один расположен в центральной ямке (“Флоранс”), другой на периферии (“Перри”). Допустим, оба рецептора регистрируют фотон (порцию) света одновременно и отправляют одинаковые сигналы о его обнаружении. Меньше чем за одну двадцатую секунды сигналы проходят через другие клетки сетчатки, делают короткую остановку на железнодорожной станции в глубине мозга и достигают области V1 в задней части головы. На этом пути сигнал от “Перри” объединяется с сигналами от соседних рецепторов, тогда как сигнал от “Флоранс” остается неизменным. Хотя в начале пути два сигнала были идентичными, к моменту прибытия в зону V1 они уже не похожи друг на друга. Здесь информация от “Флоранс” займет в сто раз больше места, чем информация от “Перри”[19]. Тот факт, что входные сигналы от “Флоранс” и ее соседей
