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

Другой подземный житель, звездонос, предпочел влажную почву Северной Америки. Это существо обладает удивительным носом в форме звезды с 11 отростками, отходящими в виде воронки от каждой ноздри. Животное использует этот чрезвычайно чувствительный нос для ориентирования в темных глинистых туннелях и для добычи червей, насекомых и другой пищи. Когда звездонос находит нечто интересное, он дотрагивается до него одним из коротких отростков, чтобы понять, не съедобно ли это. Важная роль удивительного тактильного органа звездоноса отражается на его карте S1: примерно половина карты отводится под отображение крохотного носа этого существа[40]. Но искажение на этом не заканчивается. На карте S1 звездоноса отражены все 11 отростков, окружающих каждую ноздрю, но отражены неравномерно. Хотя отросток 11 является самым маленьким придатком каждой звезды, ему на карте S1 отводится в пять раз больше места, чем некоторым более крупным отросткам (рис. 15).

Искаженность карт наводит на очевидные мысли. Карты мозга любого существа специфическим образом отображают признаки, которые необходимы животному для наилучшего удовлетворения его нужд. Животные рождаются с неравномерным строением кожи; некоторые участки более удобно расположены для решения важнейших тактильных задач, и в результате эволюции они приобрели больше тактильных рецепторов, чем другие участки. Как зрительная система учитывает небольшое неравенство между центральной ямкой и периферией сетчатки и увеличивает его в сотни раз на зрительных картах мозга, так и соматосенсорные карты мозга тоже используют различия в чувствительности участков кожи и создают еще большую диспропорцию в мозге.

Эта диспропорция направляет наши действия и наш выбор. Если вы хотите понять, изготовлена ли ткань из хлопка или полиэстера, чем вы будете ее трогать – пальцами или локтем? Если вы хотите понять, созрела ли груша или свеж ли салат, вы пощупаете их костяшками или кончиками пальцев? Ощупывание кончиками пальцев – то же самое, что перемещение взгляда таким образом, чтобы интересующий предмет оказался в зоне наилучшего восприятия – в центральной ямке. Искаженные карты мозга заставляют нас перевести взгляд, чтобы видеть, или протянуть руку, чтобы потрогать, поскольку мы можем чувствовать, видеть и распознавать намного больше, когда используем эти зоны наилучшего восприятия. Благодаря такой искаженности кончики пальцев позволяют нам отличить хлопок от полиэстера, а отросток 11 у звездоноса позволяет ему отличить червя от несъедобного камня. Эта диспропорция обеспечивает всех животных зонами наилучшего восприятия – от губ овцы до ноздрей пони и зубов голого землекопа, – позволяющими распознавать окружающий мир через прикосновение.

Рис. 15. Фотография звездоноса (слева) и одной из его звездчатых ноздрей с пронумерованными отростками (справа вверху), а также окрашенный срез мозга из области соматосенсорной карты S1 этого животного, демонстрирующий соответствующее отображение отростков на карте (справа Optimal Foraging. PNAS, vol. 109, supplement 1. Copyright © 2012 by the National Academy of Sciences. внизу). Источник: Kenneth C. Catania. Evolution of Brains and Behavior for for Optimal Foraging. PNAS, vol. 109, supplement 1. Copyright © 2012 by the National Academy of Sciences.

Поскольку карты мозга функционируют по одним и тем же основным принципам у всех видов организмов, их можно использовать для сравнения нашего перцептивного опыта с опытом других существ. Точно спроецировать перцептивный опыт одного животного на перцептивный опыт другого невозможно. Но Адриан попробовал это сделать, когда изучал в своей полуподвальной лаборатории копытных животных. Он хотел оценить, насколько сильно увеличена карта пятачка свиньи по сравнению с картой человеческой руки[41]. Он сопоставил площадь поверхности пятачка с площадью участка мозговой карты S1, соответствующей пятачку. На каждый квадратный сантиметр коры, отображающей пятачок, приходилось около 10 квадратных сантиметров кожи пятачка: соотношение 1 к 10. А затем он получил аналогичные значения для человеческой ладони. На каждый квадратный сантиметр коры мозга, отображающей человеческую ладонь, приходится 75 квадратных сантиметров поверхности ладони: соотношение 1 к 75. Эти грубые подсчеты показывали, что свинья с помощью пятачка может чувствовать больше тонких деталей, чем мы с помощью руки.