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

деревянной палочкой. Должно быть, это было довольно интимное зрелище: профессор наедине со спящим существом, покалывающий все поверхности его тела и вслушивающийся в музыку его мозга.

Адриан обнаружил, что главное место на карте S1 у пони отводилось ноздрям. Вот что он писал: “Эта область разделена на две части примерно равного размера. Передняя часть полностью отводится сенсорным сообщениям из области вокруг ноздрей; задняя часть имеет отношение ко всей остальной поверхности тела, площадь которой во много тысяч раз больше площади ноздрей”[32]. Искаженный ландшафт тактильной карты S1 пони представлен на рис. 13. Профессора изумила эта поразительная непропорциональность карты мозга пони, и он задумался над ее смыслом. Он заметил, что пони сначала приближают к свежей траве ноздри, а не губы, прежде чем решат, съесть ее или нет[33]. Не может ли быть, что для пони ноздри, как для нас кончики пальцев, – наиболее чувствительная зона тактильного восприятия?

Рис. 13. Соматосенсорная карта S1 пони, демонстрирующая увеличение в области ноздрей. Художник Пол Ким.

Адриан обнаружил сильнейшее искажение соматосенсорной карты S1 у всех существ, которых он изучал. Однако специфический характер искажения (какие именно части тела увеличены и насколько), по-видимому, уникален для каждого конкретного вида. У овец и коз на карте доминировали губы. У обезьян была увеличена область передних лап. У кошек и собак была увеличена вся морда, но особенно кончики вибрисс (жестких волосков на морде, которые мы называем усами)[34]. Сильнее всего профессора поразил пятачок свиньи, который, насколько он мог судить, занимал всю карту S1 этого животного. Адриан отметил невероятно большое значение этой части тела для свиньи: “Пятачок свиньи – важнейший функциональный и главный тактильный орган, который копает наряду с передними ногами, тогда как задние ноги – лишь опора для тела”[35]. В более поздних исследованиях на карте S1 свиньи был выявлен еще один участок, который Адриан не нашел, поскольку он скрыт в складках мозга. Этот скрытый участок карты отображает все остальные части тела свиньи, но его площадь составляет лишь около половины площади территории, отведенной под пятачок[36] (рис. 14).

Рис. 14. Соматосенсорная карта S1 свиньи, отражающая непомерно большой пятачок. Художник Пол Ким.

У всех изученных видов животных Адриан обнаружил одну универсальную характеристику: на карте S1 была увеличена какая-то часть головы или морды[37], возможно, по той причине, что у четвероногих существ голова и морда выделяются на передней части туловища и первыми из всех частей тела сталкиваются с новыми предметами в окружающем пространстве.

А что можно сказать об обезьянах и их родственниках людях? Мы редко исследуем мир с помощью ноздрей или губ, хотя наши лица и губы снабжены дополнительными тактильными рецепторами и этим частям тела соответствуют крупные зоны на наших картах S1. Почему это так? Адриан пришел к выводу, что “объяснение, по-видимому, заключается в том, что мы произошли от животных без кистей рук, которые использовали рыло и длинные волоски на морде (вибриссы) в качестве самых точных тактильных инструментов”[38]. Иными словами, мы ощущаем лицом больше, чем это необходимо, поскольку наши отдаленные предки передвигались на четырех ногах, как свиньи, и имели повышенную вероятность выжить при наличии большого количества тактильных рецепторов на морде. В таком случае наше тактильное восприятие соответствует не только форме нашего тела и нашим нуждам, но и форме тела и нуждам существ, от которых мы произошли.

Со времен ранних работ Адриана ученые изучили характер искажения карт S1 разнообразных экзотических существ, живущих в самых разных условиях. Мой любимец – голый землекоп; этот родственник крысы выбрал жизнь под землей в засушливой Африке. В своих темных норах землекоп познает мир через ощущения четырех выдающихся вперед зубов. Резцы землекопа – идеальный инструмент для тактильных исследований. Когда он наталкивается в норе на незнакомый предмет, он тычет в него зубами, чтобы выяснить, что это такое. И хотя на эти четыре резца в сумме приходится не более 1 % поверхности тела животного, их отображение занимает почти треть его карты S1[39].

Другой подземный житель, звездонос, предпочел влажную почву Северной Америки. Это существо обладает удивительным носом в форме звезды с 11 отростками, отходящими в виде воронки от каждой ноздри. Животное использует этот чрезвычайно чувствительный нос для ориентирования в темных глинистых туннелях и для добычи червей, насекомых и другой пищи. Когда звездонос находит нечто интересное, он дотрагивается до него одним из коротких отростков, чтобы понять, не съедобно ли это. Важная роль удивительного тактильного органа звездоноса отражается на его карте S1: примерно половина карты отводится под отображение крохотного носа этого существа[40]. Но искажение на этом не заканчивается. На карте S1 звездоноса отражены все 11 отростков, окружающих каждую ноздрю, но отражены неравномерно. Хотя отросток 11 является самым маленьким придатком каждой звезды, ему на карте S1 отводится в пять раз больше места, чем некоторым более крупным отросткам (рис. 15).

Искаженность карт наводит на очевидные мысли. Карты мозга любого существа специфическим образом отображают признаки, которые необходимы животному для наилучшего удовлетворения его нужд. Животные рождаются с неравномерным строением кожи; некоторые участки более удобно расположены для решения важнейших тактильных задач, и в результате эволюции они приобрели больше тактильных рецепторов, чем другие участки. Как зрительная система учитывает небольшое неравенство между центральной ямкой и периферией сетчатки и увеличивает его в сотни раз на зрительных картах мозга, так и соматосенсорные карты мозга тоже используют различия в чувствительности участков кожи и создают еще большую диспропорцию в мозге.

Эта диспропорция направляет наши действия и наш выбор. Если вы хотите понять, изготовлена ли ткань из хлопка или полиэстера, чем вы будете ее трогать – пальцами или локтем? Если вы хотите понять, созрела ли груша или свеж ли салат, вы пощупаете их костяшками или кончиками пальцев? Ощупывание кончиками пальцев – то же самое, что перемещение взгляда таким образом, чтобы интересующий предмет оказался в зоне наилучшего восприятия – в центральной ямке. Искаженные карты мозга заставляют нас перевести взгляд, чтобы видеть, или протянуть руку, чтобы потрогать, поскольку мы можем чувствовать, видеть и распознавать намного больше, когда используем эти зоны наилучшего восприятия. Благодаря такой искаженности кончики пальцев позволяют нам отличить хлопок от полиэстера, а отросток 11 у звездоноса позволяет ему отличить червя от несъедобного камня. Эта диспропорция обеспечивает всех животных зонами наилучшего восприятия – от губ овцы до ноздрей пони и зубов