Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни - Ребекка Шварцлоуз

V1 с тем, что мы видим осознанно. Это не означает, что V1 самостоятельно создает наш осознанный зрительный опыт; многие данные указывают на то, что этот опыт возникает за счет координированной активности многих отделов мозга. И все же существует стабильная связь между тем, что происходит в области V1, и тем, что мы осознанно воспринимаем. Рассмотрим доказательства. Карта V1 дополняет изображение в области слепого пятна на основании информации из соседних участков, примером тому служит белый фон на странице с исчезающей птицей. Повреждения зрительной карты V1, как у пациентов Иноуэ, создают слепые зоны в осознанном зрительном восприятии. Оба эти наблюдения указывают на специфическую связь между картой мозга с одной стороны и осознанным восприятием с другой.

Подобные наблюдения бесценны, но самый прямой путь исследования этой связи заключается в том, чтобы намеренно воздействовать на зрительную карту V1 человека и выяснять, что он видит. Очевидно, что неэтично повреждать человеческий мозг для удовлетворения научного любопытства. К счастью, теперь нейробиологи получили возможность на время изменять активность человеческого мозга без его повреждения. При использовании метода транскраниальной магнитной стимуляции ученые посылают короткий, но мощный магнитный импульс в определенную точку на поверхности головы, чтобы повысить вероятность возбуждения находящихся ниже нейронов. Если бы я применила этот метод в задней части вашей головы, нацеливаясь на участок карты V1, вы бы увидели светящуюся точку, называемую фосфеном. Локализация фосфена в поле зрения соответствует локализации точки, которую я стимулирую. Иными словами, подключаясь на мгновение к карте вашего мозга, я заставляю вас осознанно увидеть свет, которого на самом деле нет.

Более инвазивный способ манипуляций с картой V1 заключается во вскрытии черепа и передаче электрических сигналов непосредственно нейронам. В 1968 году это попытался сделать доктор Джайлс Бриндли, работавший над созданием протезов для слепых[22]. Бриндли с коллегой накладывали матрицу из 80 радиоприемников и 80 электродов на поверхность карты V1 пятидесятидвухлетней пациентки, ослепшей на оба глаза. Когда ученые стимулировали части карты V1 с помощью электродов, слепая пациентка видела фосфены. Понятно, что, не имея видящих глаз, женщина не могла наблюдать реальные вспышки света. Однако путем манипуляций с картой V1 Бриндли позволил женщине увидеть несуществующий свет.

Пациенты доктора Иноуэ имели нормальные глаза, но тем не менее не осознавали происходящего в области скотомы. А пациентка Бриндли осознанно видела свет, хотя ее глаза не функционировали. Эти странные наблюдения приводят к еще более странному выводу: зрение в знакомой нам форме рождается в темноте заднего отдела черепа и в большей степени отражает то, что происходит на наших зрительных картах, чем то, что происходит в двух глазах.

Вот почему так важно понимать, как именно искажены карты нашего мозга: эти карты, в свою очередь, искажают наше осознанное восприятие. Этот удивительный факт составляет ядро данной книги и лежит в основе концепции ландшафтов мозга. Ландшафт мозга – это территория, описываемая картой мозга. Это искаженная версия реальности, нанесенная на карту внутри нашей головы. Если бы план бостонского метро был картой мозга, его ландшафтом был бы город Бостон – растянутый и искаженный в масштабе, соответствующем масштабу этой карты. Аналогичным образом ландшафт нашей карты V1 – это версия зрительной сцены у нас перед глазами, которая искажена в результате увеличения.

На рис. 10 отражена попытка визуализировать ландшафт на карте V1. Вообразите, что разглядываете знаменитую “Мону Лизу”. Когда вы на нее смотрите, то, что вы видите в конечном итоге, искажено картами вашего мозга. Воображаемый пузырь на рисунке показывает, что наблюдатель воспринимает больше информации и подробностей в центре той части полотна, на которую направлен его взгляд.

По этой причине Мона Лиза в мысленном пузыре может показаться вам искаженной: естественно, каждый раз, глядя кому-то прямо в лицо, вы не воспринимаете его нос или губы слишком объемными. Но вы получаете большой объем информации о носе или губах – а это важнейшая информация для узнавания человека или определения его эмоционального состояния. К счастью, наша зрительная система умеет корректировать эффект увеличения в соответствии с воспринимаемым размером предметов. Представьте себе, как бы мы занимались спортом или пользовались инструментами, не делая подобных поправок. Предметы казались бы крохотными, пока мы не переводили бы взгляд прямо на них – тогда они внезапно увеличивались бы в размере в сотни раз. Как в таком мире можно взять в руки чашку с кофе или поймать мяч? Другие области мозга помогают скорректировать наше восприятие размера предметов, так что каждый раз при перемещении взгляда предметы не раздуваются и не сжимаются из-за увеличения на карте V1. Такой механизм позволяет видеть тончайшие детали легкой улыбки Моны Лизы и не воспринимать ее губы размером с комнату.

Рис. 10. Концептуальное представление искаженного зрительного ландшафта, который отражен на карте V1. Воспринимаемые зрительные подробности зависят от особенностей искажения карты мозга, прежде всего от увеличения деталей, находящихся в центре поля зрения. Художник Пол Ким.

Несмотря на такое полезное устройство, мы все же иногда ошибаемся в оценках размера, что, по-видимому, связано с увеличением на картах мозга. Когда психологи анализируют мнения людей о размерах предметов, находящихся в разных точках их поля зрения, выясняется, что восприятие размеров предметов действительно в некоторой степени зависит от того, в каком участке поля зрения они находятся[23]. Мы достаточно хорошо оцениваем размеры предметов, находящихся в центре того пространства, куда направлен наш взгляд, но мы систематически недооцениваем размеры предметов на периферии поля зрения. Чем дальше на периферии зрения находится предмет, тем меньшим по размеру он нам кажется. Короче говоря, увеличение на карте V1 оказывает значительное влияние на восприятие деталей и также в некоторой степени сказывается на восприятии размеров предметов.

Другие ландшафты мозга

Уайлдер Пенфилд был новатором в области нейрохирургии и нейробиологии начала XX века. Он заложил основы лечения пациентов, страдавших от разрушительных эпилептических припадков, и в процессе этой работы он первым очертил в живом человеческом мозге соматосенсорную карту S1.

Для купирования приступов эпилепсии Пенфилд направлял свой скальпель прямо на источник болезни – на мозг[24]. Пациентам обеспечивали местную анестезию, вызывавшую онемение черепа, что позволяло Пенфилду и его коллегам открыть череп и разглядеть внутри змеевидные складки коры головного мозга[25]. Прежде чем удалить опухолевую или поврежденную ткань, ставшую причиной приступов, Пенфилд должен был эту ткань найти. Ему также необходимо было понять функцию соседних участков коры, чтобы отделить скальпелем важные ткани, так чтобы в дальнейшем человек продолжал чувствовать, говорить и двигаться. Для этого Пенфилд подводил