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

одновременно, нам понадобился бы гораздо более крупный мозг. Невероятно крупный. Наш пришелец мог бы обладать такой способностью только при наличии огромной головы, немногочисленных или неразвитых чувств или и того, и другого. Внимание – превосходное решение для преодоления этих ограничений. Мы имеем маленькую голову и острые чувства, но при этом можем динамически повышать интенсивность обработки важной для нас информации за счет той, которая является второстепенной (по крайней мере в данный момент времени).

Легко увидеть, как внимание творит свое волшебство на всех картах мозга, которые мы уже знаем и любим. Когда вы концентрируете внимание на словах, напечатанных на этой странице, усиливается активность нейронов в участке зрительной карты V1, соответствующем центральной ямке. То же самое происходит в зоне предметной карты мозга, ответственной за отображение букв. Но когда вы переключаете внимание на то, как ботинок давит на большой палец правой ноги, активность на зрительной и предметной картах падает и повышается активность участка большого пальца ноги в левой части соматосенсорной карты S1. Проделайте это сейчас, переключите внимание от того, что вы видите, на то, что чувствуете. Заметим, что до и после переключения внимания на сетчатке глаз отображалась одна и та же картина светлых и темных точек и паттерн давления на кожу большого пальца тоже не изменился. Этот сдвиг вашего намерения отразился на том, насколько часто нейроны на картах V1 и S1 разряжаются при изменении вашего восприятия. Мы можем намеренно создать в голове мысленный образ, используя карты мозга, и точно так же мы можем намеренно повысить или понизить активность разных карт путем переключения внимания.

Подумайте, насколько легко и при этом значительно это действие изменило ваш опыт – от почти исключительно зрительного, основанного на картине отражения фотонов, до почти исключительно тактильного, основанного на механическом отталкивании молекул кожи от молекул ботинка. А теперь, если вы отвлечетесь от чтения и тактильных ощущений и прислушаетесь к звукам в окружающем пространстве, вы усилите активацию нейронов слуховой коры и одновременно осознаете существование звуков, которых раньше не замечали, – возможно, тиканья часов или птичьей трели. Настройте по очереди каждое из своих чувств. В каждом случае вы обнаружите множество поджидающих вас ощущений, незаметных до тех пор, пока вы не начнете их искать.

Но внимание – это не только моментальная привилегия для одного ощущения по отношению к другим. Даже в рамках одной сенсорной модальности оно может способствовать обработке информации из разных мест. И эту функцию внимания тоже можно обнаружить на наших мозговых картах. Например, когда вы концентрируете внимание на предметах в центре поля зрения, повышается активность в области зрительной карты V1, соответствующей центральной ямке, вне зависимости от того, что еще происходит в поле вашего зрения[218]. А теперь вы, не переводя взгляда, концентрируете внимание на другом, не на том, что перед вашими глазами. Возможно, вы пользовались этой уловкой, когда хотели украдкой на кого-то посмотреть. Когда вы смещаете зрительное внимание таким образом, активность нейронов падает в области V1, соответствующей центральной ямке, и повышается в соответствующем периферическом отделе карты V1.

Внимание также способствует выборочной обработке некоторых типов информации. Если мы хотим выделить лицо на сложной визуальной сцене, нам нужно сконцентрироваться на лицах, где бы они ни находились. Концентрация внимания на лицах усиливает активность зон на предметных картах, ответственных за лица, таких как веретенообразная зона лиц[219]. Это также помогает локализовать лица намного быстрее. Но если мы хотим обнаружить на рисунке здание, мы концентрируем внимание на зданиях и одновременно усиливаем активность парагиппокампальной области мест. Если мы хотим вычленить специфический звук речи, мы повышаем активность соответствующего отдела слуховой коры. А если хотим проверить, сладкая ли на вкус жидкость, то повышаем активность зон вкусовой коры[220].

Но когда мы пытаемся более детально разобраться в том, как именно концентрация внимания влияет на активность отдельных нейронов на картах мозга, дело значительно усложняется[221]. В некоторых случаях направление внимания на какой-либо предмет или место, которое является предпочтительным для конкретной клетки мозга, может напрямую влиять на частоту возбуждения этой клетки. Но нередко концентрация внимания оказывает более сложное действие. Она может усилить чувствительность нейрона, повышая вероятность его возбуждения при малейшем появлении сигнала. Или внимание может дополнительно повышать частоту спайкования в тех случаях, когда она уже высокая, то есть усугубить состояние активности и сделать различие между “нет ничего” и “да, что-то есть” более явным для остальных частей мозга.

Намеренная концентрация внимания на каком-то предмете оказывает заметное влияние на сенсорные карты мозга и восприятие. Но что запускает эти изменения? Если внимание подобно легиону солдат, стратегически перемещаемых между чувствами и частями сенсорных карт, какой генерал ими командует? На сегодняшний день мы знаем несколько ключевых элементов в этой командной цепи, и каждому из них соответствует собственная карта. Вспомните о пространственных картах значимости или намерений в теменной коре, которые собирают информацию от многих чувств и координируют их. Эти карты получают от разных чувств сведения о том, что важно и где это происходит, в каждый конкретный момент. Они передают ценную информацию моторной коре, так что мы способны реагировать на эти важные вещи или на поведение этих людей. Но эти карты также отсылают информацию назад к сенсорным областям, усиливая и активируя участки сенсорных карт в соответствии с текущими нуждами[222]. Моторная кора играет важную роль в концентрации внимания. Фронтальные поля глаз – это участки моторной коры, имеющие собственную зрительную карту. Нейроны фронтальных полей глаз обеспечивают движение глаз и отвечают за направленность взгляда на интересующие нас предметы и события. Но они также регулируют связанную с вниманием активность других участков мозга, в том числе сенсорных карт.

Хотя в мозге нет какой-то одной области, играющей главную роль в управлении вниманием, основные игроки сосредоточены в местах пересечения действия и восприятия. Внимание “знает”, что важно в поведенческом плане в конкретный момент времени, поскольку прислушивается к двигательной системе. В этом красота нашего мозга в качестве единого целого: восприятие всегда формирует действие, а действие постоянно на фундаментальном уровне формирует восприятие.

Среди всех мыслей и способностей, порождаемых разумом, внимание и мысленные образы кажутся наиболее личными и эфемерными. И поэтому удивительно, как много мы уже знаем о сути этих явлений и их связи с мозговыми картами.

Еще одной важной задачей нейробиологии является понимание того, как мозг отображает понятия и смыслы. Такие абстрактные понятия, как числа, время, любовь и неудача, не связаны с тем, что происходит здесь