Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия

Я посвящаю этому целый раздел моей книги, потому что вы нигде больше об этом не прочитаете. В отличие от редакторов художественной литературы, которые представляются мне благодушными и доброжелательными людьми, редакторы научных журналов, по крайней мере в своей профессиональной деятельности, – это авторитарные тираны, которых ученые абсолютно не интересуют как личности и которые позволяют нам пользоваться свободой творчества только тогда, когда мы пишем собственные имена. В своих вотчинах они устанавливают строжайшие стилистические законы, которые призваны обеспечить максимальную точность и компактность передачи научной информации, не оставляя места для субъективности и допуская лишь редкие (и тщательно маркированные) вкрапления собственного мнения. Авторам обычно выделяют не больше десяти страниц, чтобы изложить результаты нескольких лет работы. Понятное дело, здесь не остается места для описания личного опыта и всех тонкостей проведения экспериментов. В результате у обычных людей складывается превратное представление о том, как делается наука и научные открытия. Чтобы восполнить этот пробел, я предлагаю вам поработать один день вместе с нами в настоящей научной лаборатории.

Мы, постдоки, прибываем в лабораторию к 9:00. Наш руководитель всегда является на несколько минут позже. Поздоровавшись с нами, он проходит к своему столу и погружается в работу – читает и пишет, вполглаза наблюдая за тем, что мы делаем. Наш босс – доктор наук, профессор и опытный экспериментатор, благодаря чему он и стал директором лаборатории, – но на начальном этапе всю грязную практическую работу делаем мы, постдоки. Мы зовем его, только если обнаруживаем что-то интересное и необычное… ну, или если у нас возникают проблемы с аппаратурой.

Наша лаборатория состоит из трех комнат. Первая, площадью примерно шесть на шесть метров – общая рабочая зона. В центре стоит хирургический стол с огромным операционным светильником над головой. Вдоль задней стены – длинный лабораторный стол с черной каменной столешницей и врезанной в нее большой раковиной. Над столом висит ряд шкафчиков со стеклянными дверцами, в которых хранятся хирургические инструменты и разные мелкие приспособления, необходимые для работы. У боковой стены стоит книжный шкаф с полками, забитыми научными журналами. Отдельные полки выделены под лабораторные журналы – одинаковые тетради с бледно-зелеными твердыми обложками и красными тканевыми корешками. Это бесценные документы – в них зафиксирована вся работа лаборатории, ее история. Новые журналы обычно стоят справа.

Регистрирующая аппаратура находится в небольшой смежной комнате. Там стоят три высоких вертикальных стеллажа, заполненных различными электронными приборами. Мы включаем их с утра, как только приходим в лабораторию, потому что оборудованию нужно время, чтобы нагреться. Закончив со всеми необходимыми приготовлениями, мы помещаем подопытное животное, находящееся под глубоким наркозом, в фиксаторы на операционном столе и приступаем к работе.

Сегодня у нас простая задача: узнать, как латеральное коленчатое тело реагирует на сигналы сетчатки. Нейроны латерального коленчатого тела просто повторяют сигналы нейронов сетчатки? Или же они модифицируют сигнал, прежде чем передать его в зрительную кору? Мы не стремимся подтвердить какую-то конкретную гипотезу. Конечно, у каждого из нас могут быть свои личные идеи на этот счет, но они никак не влияют на объективность эксперимента. Мы просто наблюдаем.

Электрическую активность нейронов ЛКТ мы отслеживаем с помощью микроэлектродов. Современные методы позволяют это делать абсолютно безболезненно. Хотя животное находится в глубоком бессознательном состоянии, его зрительная система все равно реагирует на раздражители – сенсорные нейроны возбуждаются, генерируя серии импульсов, когда соответствующий стимул превышает пороговое значение.

Импульс, или спайк, – это электрическое событие, которое можно обнаружить с помощью высокочувствительного электрода, помещенного рядом с клеткой. Чтобы зарегистрировать сигнал одиночной клетки, а не всех ее соседей, электрод должен быть совсем крошечным. Тело нейрональной клетки, где лучше всего записывать сигнал, составляет в диаметре от 5 до 30 мкм. Поскольку в мозговом ядре, таком как латеральное коленчатое тело, нейроны упакованы очень плотно, вам нужно как можно теснее прижать микроэлектрод к конкретному нейрону, чтобы выделить его сигнал на фоне сигналов окружающих клеток.