Чувственное восприятие и мозг

Чувства — окна, через которые информация об окружающем мире поступает в мозг. Каждый орган чувств занят сбором данных в форме физической энергии, после чего эта энергия преобразуется в электрические импульсы, отправляемые в мозг, где они обрабатываются и интерпретируются, превращаясь в постигаемое переживание мира.

Мозг эволюционировал, чтобы распознавать изменения в окружающей среде и реагировать на них, а информацию о внешнем мире он получает от органов чувств. Каждый орган чувств засекает чувственные (сенсорные) возбудители и переводит их на электрохимический язык мозга. Пять чувств — зрение, слух, осязание, вкус и обоняние — описал как таковые еще 2000 лет назад древнегреческий философ Аристотель. Научное же исследование восприятия началось лишь в XIX веке, а современная нейробиология позволяет нам глубже понимать механизмы восприятия.

Все сенсорные системы мозга имеют общую схему. Первая стадия восприятия называется сенсорным преобразованием — это процесс, в котором рецепторы засекают физические стимулы в окружающей среде и преобразуют их в электрические импульсы. Далее информация направляется в таламус (или «внутреннюю камеру»), а оттуда — в соответствующую область коры головного мозга.

Прозрение о зрении. Зрение изучено и понято лучше остальных чувств. Сетчатка содержит фоторецепторы нескольких разновидностей, восприимчивые к частицам света — фотонам. Свет, достигая сетчатки, вызывает в фоторецепторах биохимическую реакцию. Фоторецепторы передают сигналы о поступившем свете другим клеткам сетчатки, и те производят первичную обработку зрительной информации. Далее полученные данные передаются по зрительному нерву к области таламуса, именуемой латеральным (боковым) коленчатым телом, а оттуда они попадают в зрительную кору.

Зрительная кора расположена в задней части мозга — в затылочной доле, она содержит десятки областей, каждая из которых имеет свою функцию, и зрительная информация обрабатывается в строгом иерархическом порядке. В зрительной коре размещено множество трактов, и каждый обрабатывает свою разновидность входящих данных. В зрительных трактах данные обрабатываются параллельно, после чего сливаются воедино — происходит финальная стадия обработки.

Обработка начинается в первичных (или подкорковых) зрительных центрах, где расположены клетки, реагирующие на общие черты воспринятого изображения, в том числе контрастность и границы предметов. Информация переходит от одной области зрительной зоны к другой и становится с каждым этапом все сложнее: общие черты изображения — форма, цвет, движение — по мере перемещения по зрительному тракту сплетаются воедино, и световой узор, легший на сетчатку, реконструируется в подвижный образ мира, который мы «видим».

Услышьте же. Ухо проводит звуковые волны к барабанной перепонке, а та передает их на улитку — спиралевидное устройство с тремя заполненными жидкостью полостями. Звуковые волны передают колебания жидкости, которые регистрируются особыми рецепторами — волосковыми клетками: каждая чувствительна к звуковым волнам определенной частоты. Информация затем переносится слуховым нервом, через таламус к височным долям мозга, где расположены области, отвечающие за обработку звука. Там же, в височной доле, находятся центры распознания речи; при поражении этих зон могут возникнуть трудности с производством или пониманием речи. Слуховой нерв отправляет информацию и к нижнему холмику — участку мозгового ствола, где происходит определение источника звука путем сравнения сигналов от левого и правого уха.

Чувствуем мир. Соматосенсорная система обрабатывает осязательные, болевые и температурные данные, улавливаемые рецепторами нервных окончаний вблизи поверхности кожи. Эта информация передается по периферическим нервам к спинному мозгу и далее — в головной, где и обрабатывается первичной соматосенсорной областью коры мозга. У каждой задействованной клетки имеется одиночное волокно, тянущееся от поверхности кожи к спинному мозгу, — это самые длинные клетки нервной системы. Нервные окончания этих чувствительных нейронов содержат многочисленные рецепторы, специализирующиеся на регистрации разной соматосенсорной информации. Одни рецепторы различают холод и жар, другие — прикосновение, зуд или боль. Каждый вид информации поступает к спинному мозгу по выделенным нервным волокнам.

Чувственное восприятие и мозг

Информация о боли передается специальными чувствительными нейронами ноцицепторами — комплексом рецепторов, регистрирующих один или несколько неприятных стимулов: слишком низкие или слишком высокие температуры, чрезмерное механическое давление или опасные вещества. Есть среди них и рецепторы, чувствительные к различным субстанциям, испускаемым пораженными клетками.

Наука запаха и вкуса.

Внутренняя поверхность носа выстлана тонкой тканью, состоящей примерно из тысячи разных обонятельных рецепторов, регистрирующих летучие пахнущие вещества. Клетки, снабженные этими рецепторами, имеют аксоны, простирающиеся к разным участкам мозга, которые вместе дают нам возможность воспринимать запахи и делать из этого поведенческие выводы. Вещества, именуемые феромонами, играют важную роль в поведении животных и, возможно, людей.

Вкусовые сосочки языка имеют рецепторы, определяющие соленый, кислый, горький и сладкий вкусы, а также пряное ощущение — умами. Новейшие исследования показывают, что вкусовые предпочтения обусловлены генетически — по крайней мере, отчасти. Например, вариации в гене, кодирующем обонятельный рецептор OR7D4, определяют чувствительность к андростенону — феромону, обнаруженному в приготовленной свинине, и носителям двух копий определенного варианта этого гена свинина нравится меньше, чем другим людям. Вкус и запах — самые малопонятные человеческие ощущения, однако нам известно, что они друг с другом тесно связаны. Насколько тесно? Убедитесь сами: зажмите нос во время еды — обнаружите, что не чувствуете вкуса.

«Шестое» чувство.

Проприоцепция, иногда называемая шестым чувством, — это наше ощущение движения и взаимного расположения частей тела. Мышцы содержат рецепторы растяжения — нервно-мышечные веретена, они засекают изменения в длине мышц и сообщают о них по периферическим нервам спинному мозгу. Сигналы оттуда направляются в головной мозг, где вырабатывается модель положения тела в пространстве.

Единение чувств.

«Синестезия» означает «единство чувств» и описывает явление, при котором стимуляция одного органа чувств приводит к ощущениям в другом. Физик Ричард Фейнман был так называемым «графемно-цветовым синестетом», т.е. переживал ощущение определенных цветов, рассматривая буквы и цифры, а художник-экспрессионист Василий Кандинский — синестетом звуко-цветовым, т.е. ассоциировал те или иные музыкальные ноты с красками. Другие формы синестезии: зеркальная (наблюдаемое прикосновение к другому человеку рождает осязательные ощущения), пространственно-временная (отрезки времени — дни или месяцы — воспринимаются как занимающие определенное место в пространстве относительно тела). Синестезия когда-то считалась исключительно редкой, но, по современным оценкам, встречается примерно у одного процента населения. Согласно одной теории она возникает, когда связи между разными сенсорными трактами, исчезающие в процессе развития мозга, сохраняются. В другой теории предполагается, что синестезия возникает в результате слишком активных «перекрестных помех» между сенсорными трактами.

Комментарии: