Достижения мозга. Как этот орган стал самой сложной и влиятельной частью тела человека

Теперь, когда вы в следующий раз пойдете на концерт и откроете для себя новую мелодию, то, возможно, подумаете о том, что ваш мозг бурно активизируется в предвосхищении очередных нот. Легендарный скрипач Исаак Стерн говорил в свое время, что «музыка – это звуки между нотами. Это способ перехода от одной ноты к другой». Возможно, вы также задумаетесь о пластичности мозга музыкантов, радующих вас виртуозным исполнением музыкальных произведений!

Глава 7 Видение и воображение

Визуальная система человека эволюционировала для того, чтобы мы беспрепятственно перемещались во внешнем мире. Это перемещение требует огромных ресурсов: анализом визуальных символов занято более половины коры головного мозга. Визуальная система заняла столь важное место в мозге человека, что она даже может активизироваться при отсутствии внешних стимулов, когда мысленно представляем себе ту или иную сцену. Но как эти способности формируют организованную структуру? Задействуются ли те же участки мозга, что и в то время, когда мы видим образы, не прибегая к помощи глаз? Связаны ли они с речью? Давайте изучим тайны зрительных сетей мозга.

Видеть что? Где? Как?

Давайте проследуем маршрутом визуальной информации, поступающей через глаза. Первый ее этап – зрительный бугор, который находится между корой и стволом головного мозга. Затем она достигает коры на уровне участка, расположенного ниже затылочной части. Эта первая зона обработки информации в мозге называется первичной зрительной корой – она обозначается V1 (рисунок 20). От V1 визуальная информация идет к передней части мозга и распространяется там по нескольким направлениям.

С 1980-х годов различается вентральный путь зрительной коры (в нижней части мозга) и дорсальный путь (в верхней части мозга). За каждым закреплены свои функции. Вентральный путь ведет от V1 к нижним частям височной доли, расположенным за висками. Этот путь играет важную роль для идентификации и категоризации объектов – это путь «что?». Дорсальный путь также идет от V1, но он направлен выше: к так называемой париетальной или теменной доле. У нее несколько функций, включая локализацию предметов в пространстве – это путь «где?». Она также определяет последовательность движений, которые понадобятся для того, чтобы приблизиться к предмету и взять его – это путь «как?».

Оба эти способа обработки визуальной информации с использованием вентрального и дорсального пути отвечают различным требованиям: каждый способ – по-разному. Дело в том, что распознаванию предметов мешает одно существенное препятствие: при проецировании одного и того же трехмерного предмета на двухмерную сетчатку глаза наша визуальная система получает крайне разнообразные результаты. Видимость предмета меняется в зависимости от угла зрения, разделяющей нас от него дистанции, освещения и так далее. Для решения этой проблемы, участки, расположенные в нижней части височной доли (участки, прилегающие к конечному пункту вентрального пути), способны объединять их реакцию на предмет в нескольких перспективах: например, они различают маленький стакан от большого, вид стула сверху от вида сбоку, прописную букву от строчной буквы, лицо в анфас от лица в профиль, закрытый зонт от открытого, красный цвет клубники при свете солнца или искусственном освещении от лампы накаливания и так далее. Такая обработка сложна, но эффективна: нам нужно менее одной десятой секунды для категоризации визуальной сцены, например, чтобы отличить лицо от дома.

В отличие от вентрального пути, который для идентификации объектов должен игнорировать некоторые детали, дорсальному пути для планирования взаимодействия с обнаруженными в пространстве предметами необходимо принимать во внимание визуальные и пространственные отличия. Например, чтобы взять стакан, нужны различные движения в зависимости от его размеров и удаленности. Иначе он просто может разбиться!

Визуальная обработка отличается уровнем сложности

В ходе последних десятилетий с помощью функциональной визуализации мы получили важную информацию, касающуюся мозговой организации зрительного восприятия. Расположенные вдоль вентрального пути различные участки коры головного мозга активизируются в основном во время идентификации некоторых категорий сложных объектов типа лица, частей тела, необычных предметов, мест, цветов и слов (рисунок 20).

Речь здесь не идет об абсолютном выборе: участок, занимающийся распознанием лиц, также может взаимодействовать с предметами и буквами и так далее. Как правило, активность задних отделов (затылочная часть) связана с самыми элементарными характеристиками стимулов, например, наличие линий или углов. Чем ближе находится зона к передней части височной доли, тем больше коррелируется ее активность с восприятием и категоризацией сложных стимулов.