Зрение

Мы познаем окружающий мир, формируя тщательно продуманное мозгом представление о том, с чем сталкиваемся. По нашему мнению, такая информация, как цвет, текстура, движение, глубина и форма, обрабатывается разными отделами мозга, а высшие его отделы вкладывают смысл в поступившие сигналы, вследствие чего наступает зрительное восприятие. Нам известно, что зрительный анализ начинается в тот момент, когда свет попадает на сетчатку. Раньше считалось, что столкновение происходит механически: фотоны воздействуют на нейроны сетчатки, что приводит к возникновению электрического сигнала, который затем поступает в соответствующие отделы головного мозга. А сложный процесс осознания происходит позже, в глубинах нашего мозга. Некоторые данные свидетельствуют о том, что это не упрощенное, а неправильное объяснение происходящего.

Работая как пассивная антенна, сетчатка быстро обрабатывает электрические сигналы, прежде чем отправить их в «центр управления полетами». Специальные нервные клетки, находящиеся в глубоких слоях сетчатки, интерпретируют следы воспринимаемых фотонов, монтируют из них эпизоды «фильма» и затем отправляют их на просмотр мозгу. Будто бы здесь, в сетчатке, работают крошечные съемочные группы Мартина Скорсезе. Эти фильмы называются «дорожками». И частично в них содержатся определенные характеристики визуальной среды. На одну из дорожек, например, записан фильм, который можно было бы назвать «Встреча глаза со структурой». Здесь хранится информация только о границах и краях. Другой фильм можно назвать «Встреча глаза с движением» – об обработке движений объекта (и зачастую направления движения). Еще один фильм может носить название «Встреча глаза с тенями». Одновременно сетчатка может проигрывать двенадцать подобных записей и отсылать интерпретации отдельных характеристик, находящихся в поле зрения. Такая гипотеза весьма неожиданна. Согласно подобной версии, вы можете смотреть фильм по телевизору потому, что десятки независимых кинорежиссеров-аматоров оккупировали телевизионный канал и создают и транслируют фильм, который вы смотрите.

Фильмы проходят потоком через зрительный нерв и попадают в таламус – яйцеобразное образование в сердце нашего мозга, выполняющее функцию распределительного центра различных ощущений. Если сравнить поток зрительной информации с большой шумной рекой, то таламус – дельта реки. После того как информация покидает таламус, она разделяется на нейронные пути. Вероятно, тысячи мелких нейронных ручейков несут фрагменты исходных данных дальше в мозг. Информация сливается в расположенной в затылочной части зрительной коре головного мозга. Здесь происходит обработка визуальной информации. Положите ладонь себе на затылок. Сейчас ваша рука находится в сантиметре от участка мозга, которая в данный момент позволяет вам видеть эту страницу.

Зрительная кора представляет собой большой участок, усеянный нейронами, через определенные соединения которых проходят различные потоки информации. Тысячи нейронных соединений выполняют различные функции. Некоторые, например, реагируют исключительно на диагональные линии, даже на определенные диагональные линии (одна область реагирует на линии, наклоненные под углом 40 градусов, другая – на линии, расположенные под углом 45 градусов). Одни обрабатывают только информацию о цвете зрительного сигнала; другие – о границах; третьи – о движении.

Повреждение области, обрабатывающей информацию о движении, приведет к необычным нарушениям – невозможности осознать, что движущиеся объекты, собственно говоря, движутся. Что весьма опасно, как показывает случай со швейцаркой по имени Герте. В целом у Герте было нормальное зрение. Она могла назвать объекты, находившиеся в поле зрения; узнавала людей – и родственников, и чужих; читала газеты. Но если она смотрела на скачущую по полю лошадь или движущийся по шоссе грузовик, то не видела движения. Перед ней возникали статические, моментальные снимки объекта. Герте не воспринимала непрерывное движение, она не осознавала изменение местонахождения объекта. Для нее не существовало никакого движения. Герте начала бояться переходить улицу. Мир, состоящий из снимков, не давал ей возможности определять скорость движения и местонахождение автомобиля. Она не знала, что машины движутся, и тем более движутся в ее направлении (хотя и распознавала машины и их номерные знаки). Герте даже утверждала, что разговор с человеком с глазу на глаз для нее то же самое, что и разговор по телефону. Она не замечала изменений в выражении лица собеседника при непосредственном общении. Она вообще не видела никаких изменений.

Своим примером Герте подтверждает модульную структуру зрительной обработки. Однако это связано не только с движением. Тысячи потоков, стремящихся в область зрительной коры, позволяют обрабатывать отдельные свойства поступающей информации об объектах. И если бы на этом обработка визуальных данных заканчивалась, мы воспринимали бы мир как неорганизованное буйство, подобное картинам Пикассо, как ночной кошмар, сотканный из фрагментированных объектов, безграничности переходов цвета, странных, несвязанных линий.

Однако это не так, ведь процесс продолжается. Когда поле зрения разделено на фрагменты, мозг принимает решение вновь собрать разрозненную информацию. Отдельные притоки начинают сливаться, объединяя данные, сравнивая результаты и посылая данные анализа высшему корковому центру, где собирается безнадежно запутанная информация из разных источников и на еще более сложном уровне производится ее интеграция. Далее визуальная информация передается по двум зрительным путям. Один из них называется вентральным, он обеспечивает распознавание формы и представление об объекте. Второй, дорсальный, связан с распознаванием положения объекта в пространстве и движения. «Ассоциативная зона» обеспечивает интеграцию сигналов – здесь они воссоединяются. И человек видит что-либо. Таким образом, зрение представляет собой не просто фотоснимок – это гораздо более сложный и многоэтапный процесс, чем фотосъемка.

Такие сложные процессы, как зрение, трудно понять. Мы верим, что зрительный аппарат ежеминутно служит нам верой и правдой, обеспечивая стопроцентную точность представлений об окружающем мире. Почему? Потому что наш мозг настаивает на этом, чтобы помочь нам создать картину познаваемой реальности. Мозг сопоставляет информацию, поступающую от двух глаз. Он производит колоссальное количество вычислений, после чего выдает наилучшую догадку. И это действительно только догадка. Невозможно продемонстрировать, что мозг в самом деле знает, где находятся объекты. Скорее он предполагает, как может выглядеть происходящее, и затем, отталкиваясь от правды, представляет изображение. Однако воспринимаете вы не изображение. То, что вы делаете, называется прыжком в неизвестность. Почему мозг ведет себя подобным образом? Потому что он должен решить проблему: мы живем в трехмерном пространстве, но свет падает на нашу сетчатку двухмерным образом. Мозг вынужден разрешить это несоответствие для того, чтобы смоделировать точную картину мира. И чтобы еще усложнить вещи, наши два глаза предоставляют мозгу информацию о двух полях зрения и проектируют изображение вверх ногами и наоборот. Чтобы разобраться во всем этом, мозгу приходится строить догадки.

На чем же эти догадки основаны? От ответа кровь стынет в жилах: на предыдущем опыте, связанном с событиями в прошлом. После огромного количества предположений о полученной информации (некоторые из них могут быть врожденными) мозг предлагает на рассмотрение свое заключение. И все это происходит в мгновение ока. И происходит прямо сейчас.

Источник: Джон Медина "Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям"

Комментарии: