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

Зная карту S1 свиньи и человека и имея собственный перцептивный опыт, можно порассуждать на тему о том, что ощущает свинья. Когда штанина фермера касается ее морды, она чувствует не то же самое, что чувствуем мы, когда ткань касается нашего лица. Она чувствует гораздо больше. И лучшее, что мы можем сделать для аппроксимации ее ощущений, это представить себе, что в центре лица у нас не нос, а ладонь, открытая в сторону этой ткани и всего мира. Мы можем ощутить волну ткани, след касания, тепло и тяжесть. И если бы наш свинячий мозг имел какое-то представление о подобных вещах, мы бы тут же поняли, сделаны ли эти штаны из хлопка или из полиэстера.

Если вы в первый раз представляете себе, что означает быть свиньей, вы уж наверняка никогда не воображали жизнь в теле крысы. Вибриссы для крысы – то же, что пятачок для свиньи. Кожа у основания каждой вибриссы чрезвычайно чувствительна к малейшим отклонениям этих специализированных волосков. Вибриссы – хитроумное изобретение, поскольку они позволяют животным выносить тактильные ощущения наружу, за пределы морды. В ночной темноте крысы могут быстро перемещаться по канализационным трубам, полям или подвалам именно благодаря вибриссам, выступающим вперед и в стороны от морды. Когда животное приближается в темноте к предметам или преградам, вибриссы сдвигаются, и так крыса понимает, что в непосредственной близости от нее что-то есть. За счет лицевых мышц крысы способны двигать вибриссами вперед и назад долгими непрерывными волнами, что позволяет собирать тактильную информацию разного типа, включая подробности о природе, форме и текстуре предметов на ее пути. Область соматосенсорной карты S1 крысы, отвечающая за вибриссы, по площади намного превосходит все остальные области[42], занимая как минимум четверть всей карты. Область вибрисс разделена на зоны, и каждая зона отображает отклонение одной конкретной вибриссы. Как показано на рис. 16, расположение этих зон на карте S1 в точности отражает расположение вибрисс на морде животного. На первой панели рис. 17 показано, в какой степени отображение вибрисс доминирует на соматосенсорной карте S1 крысы. На второй панели представлена фотография окрашенного мозга крысы[43], позволяющая увидеть карту S1.

Рис. 16. Схема отображения вибрисс на соматосенсорной карте S1 крысы соответствует расположению вибрисс на ее морде. Художник Пол Ким.

Рис. 17. Соматосенсорная карта S1 крысы (слева) показывает ключевое значение ее вибрисс и морды. Фотография окрашенного среза мозга из участка карты S1 крысы (справа) отражает схему карты тела, включая хвост, лапы, спину и несколько вибрисс. Художник Пол Ким. Источник: Current Biology, vol. 26, no. 1. Copyright © 2016 by Elsevier Inc.

У нас нет таких вибрисс, как у грызунов, но наши ногти и волосы во многом на них похожи. Как и в вибриссах, в них нет тактильных рецепторов, вот почему мы не испытываем боли, когда стрижем ногти или волосы. Но, совершенно определенно, кожей головы мы чувствуем, если нас тянут за волосы, а кожей под ногтем чувствуем, если под ноготь попала заноза или он содран. Вероятно, крысы аналогичным образом ощущают движения вибрисс, но с гораздо большей остротой и чувствительностью. Представьте себе, что у вас из подушечек пальцев растут длинные и гибкие ногти. Когда вы двигаете руками, ногти сгибаются и отклоняются, направляя кончики пальцев в разные стороны под разным углом. Если бы кончики пальцев находились на носу, а не на руках, возможно, вы бы в какой-то степени поняли, что крыса ощущает с помощью вибрисс.

Это упражнение по превращению в крысу выходит на новый уровень, когда мы говорим о том, как крысы используют вибриссы для общения друг с другом[44]. Это можно назвать крысиной версией рукопожатия, однако такая аналогия принижает значение и не отражает интимность этого общения. При встрече или приветствии животные встают нос к носу, так что носы соприкасаются, а вибриссы перекрещиваются. Вместо длительных и непрерывных движений вибриссами крысы совершают короткие неупорядоченные движения. Как будто теребят друг друга за вибриссы. А это приводит к интенсивной стимуляции самого чувствительного органа обеих крыс. В процессе такого социального контакта нейроны на участке карты S1 возбуждаются наиболее активно. Искаженная карта S1 и активность нейронов в этой области обеспечивают связь между простейшим поведением крыс и их ощущениями, что позволяет нам оценить интенсивность опыта, переживаемого крысами при обычном социальном контакте.