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

Линии бостонского метро расходятся, как спицы колеса, с центром в сердце города, это показано на рис. 9. Переход с одной линии на другую осуществляется на четырех станциях. Однажды я проехала по красной линии от одной станции (“Парк Стрит”) до другой (“Даунтаун Кроссинг”) и обнаружила, что пересекла лишь одну часть города. Сравните это с расстоянием между станциями “Дейвис” и “Эйлуайф” – двумя соседними станциями на одном конце красной линии. Хотя точки, соответствующие станциям “Дейвис” и “Эйлуайф”, на плане располагаются ближе, чем точки “Парк Стрит” и “Даунтаун Кроссинг”, на самом деле станции “Дейвис” и “Эйлуайф” отстоят друг от друга больше чем на километр. Короче говоря, изображение на плане метро искажено по отношению к реальности. Тогда как расстояние в 1 сантиметр между станциями “Парк Стрит” и “Даунтаун Кроссинг” соответствует 10 метрам реального расстояния на местности, 1 сантиметр между станциями “Дейвис” и “Эйлуайф” соответствует 140 метрам.

Рис. 9. Упрощенная схема бостонского метро. Художник Пол Ким, редакция Майкла Квиришвили (CC BY 2.0)

Интересно, что благодаря этой неточности план метро становится более удобным. Когда мы выезжаем из центра, нам нужно знать только порядок станций на нашей линии, чтобы вовремя выйти. Но когда мы движемся к центру и готовимся к пересадке, нам нужна еще и пространственная информация. Можно ли доехать до аэропорта с одной пересадкой или придется делать две? На какой станции следует пересаживаться и в какую сторону ехать после пересадки? За счет увеличения разрешения в области пересадочных пунктов карта метро снабжает нас более четкой пространственной информацией именно там, где это больше всего необходимо.

Многие карты мозга, включая зрительную карту V1, используют тот же прием. Часть зрительной карты V1, которая отображает зрительную информацию из области центральной ямки (оттуда, куда направлен взгляд), очень сильно увеличена по сравнению с остальными частями. Вообще говоря, это увеличение объясняет одно из открытий Иноуэ: хотя пули от винтовки Мосина имели диаметр 7,6 миллиметра, они создавали области слепоты разного размера. У пациентов Иноуэ были сравнительно небольшие слепые участки в центре и более крупные на периферии. Это различие в размерах скотомы показывает, что информация от центральной ямки на карте V1 представляется в сильном увеличении, как карта центральной части города на плане метро.

Почему информация от центральной ямки на карте V1 отображается с более сильным увеличением? Главным образом потому, что она более значима. Световые рецепторы в области центральной ямки упакованы гораздо плотнее, чем в других частях сетчатки. Поскольку там больше рецепторов, мы получаем больше информации о той части зрительного пространства, куда непосредственно направлен наш взгляд. Это различие создает в сетчатке неравенство и делает зрение в области центральной ямки чуть более острым, чем в других зонах. Но это еще не все.

Представьте себе два световых рецептора сетчатки: один расположен в центральной ямке (“Флоранс”), другой на периферии (“Перри”). Допустим, оба рецептора регистрируют фотон (порцию) света одновременно и отправляют одинаковые сигналы о его обнаружении. Меньше чем за одну двадцатую секунды сигналы проходят через другие клетки сетчатки, делают короткую остановку на железнодорожной станции в глубине мозга и достигают области V1 в задней части головы. На этом пути сигнал от “Перри” объединяется с сигналами от соседних рецепторов, тогда как сигнал от “Флоранс” остается неизменным. Хотя в начале пути два сигнала были идентичными, к моменту прибытия в зону V1 они уже не похожи друг на друга. Здесь информация от “Флоранс” займет в сто раз больше места, чем информация от “Перри”[19]. Тот факт, что входные сигналы от “Флоранс” и ее соседей в центральной ямке занимают более обширную территорию на карте V1, имеет реальные последствия для нашего восприятия. Чем больше территория, тем больше нейронов V1 занимаются отображением точных деталей световой картины, обнаруженной в области центральной ямки.

История о “Флоранс” и “Перри” вызывает очевидный вопрос: не стали бы мы лучше видеть, если бы сохраняли сигналы от “Перри” так же бережно, как сигналы от “Флоранс”? Почему увеличена только одна часть карты, а не вся карта целиком? Такие же вопросы можно задать в отношении схемы метро. Почему бы не создать карту с единым масштабом и просто распечатать ее крупнее, чтобы она была аккуратнее и яснее? Ответ таков: если бы карта бостонского метро отражала всю схему в том же масштабе, как центральную часть, ее площадь была бы примерно в 100 раз больше. Вывесить такую карту на платформе, не говоря уже о том, чтобы распечатать ее в виде схемы, было бы просто невозможно. Карта метро представляет собой компромисс: она дает подробную информацию там, где это необходимо, при этом ее общие размеры остаются в разумных пределах.