Роль зрительного опыта в развитии психических функций

Целью поставленных экспериментов было изучение того, как зрительный опыт влияет на созревание нервных путей в зрительной коре животных, которые позволяют распознавать линии разной ориентации. Эти структуры изучались потому, что активность мозговых клеток, которые отвечают на такие стимулы, легко и точно регистрируется. Более того, селективность к ориентации должна быть обработана нейронами зрительных областей коры на основании электрических сигналов, получаемых от сетчатки. Это один из видов нейрообработки, на который может влиять сенсорный опыт.

В экспериментах одна группа таких животных содержалась в полной темноте, в то время как другая выращивалась с закрытыми глазами. Таким образом, у первой группы не было зрительного опыта. Вторая подвергалась недифференцированной визуальной стимуляции светом, который просачивался через веки, но животные не имели специального опыта с восприятием линий разной пространственной ориентации.

После того как животным позволили смотреть, исследователи картировали зрительные области коры у нормальных и у депривированных животных из обеих тестовых групп во время восприятия горизонтальных, вертикальных и наклонных линий. Исследователи использовали специальную технику, которая выявляла малейшие изменения в поглощении света, что позволяло отслеживать уровень активности в стволах нейронов визуальной коры. Эти оптические сигналы использовались для оценки нормальности функционирования нейронов ориентационной селективности.

Тестирование животных, выращенных в темноте, выявило нормальную активность в отделах мозга, ответственных за ориентацию, но более низкий уровень ориентационной селективности, чем у нормальных животных. Однако наиболее разительные различия наблюдались между нормальными животными и животными, выращенными с закрытыми глазами. У последних наблюдалось полное разрушение отделов мозга, ответственных за ориентационную селективность. Когда животным с ненормальным зрительным опытом предъявлялись линии, их зрительная система старалась сделать максимум, чтобы генерировать последовательности, соответствующие входным сигналам. В результате наблюдался дефицит ориентационной селективности.

Авторы подчеркивают, что система, связанная с ориентацией животных, нормально реагировала на свет, но не реагировала дифференцированно на линии разной пространственной ориентации. Эти данные дают возможность предположить, что развивающаяся зрительная кора перед тем, как глаза открываются, в первую очередь настроена на получение сигналов из естественной среды. Таким образом, существует определенная синергия между врожденными механизмами развития и воздействием опыта, который в норме обеспечивается нормальным зрительным окружением. Данные по животным с закрытыми глазами показывают, что эта синергия может быть полностью нарушена, когда животные имеют ненормальный зрительный опыт. Эти результаты дают возможность составить более сбалансированный взгляд на врожденные механизмы и механизмы зрительного опыта.

Были предоставлены доказательства того, что специфический тип нейронных связей разрушается при отсутствии нормального сенсорного опыта. Выполненная работа послужит установлению более точной и полной картины вклада этих двух источников. Существует врожденная программа, способная устанавливать ориентационную селективность, но сама по себе эта программа не способна выйти на взрослый уровень ориентационной настройки. Для этого необходим нормальный зрительный опыт. Влияние ненормального зрительного опыта, как в случае со светом, проходящим через закрытые веки, показывает, насколько мощное воздействие может оказать опыт в изменении направления развития мозга. При ненормальном зрительном опыте нейроны зрительной коры находятся гораздо в более тяжелом положении, чем в ситуации, если бы на них вообще не оказывалось никакого зрительного воздействия. Это означает, что генетически мозг обладает определенными функциональными возможностями, которые или совершенствуются, или деградируют в зависимости от качества зрительного опыта в первые годы жизни.

Хотя исследователи указывают, что их данные касаются только зрительной системы животных, но они утверждают, что на сегодняшний день не подлежит сомнению, что широкий класс нейронных функций, связанных с моторным контролем и другой сенсорной чувствительностью, может зависеть от нормальности раннего опыта. Ограничение зрения на обоих глазах у детей (например, в случае двусторонней катаракты), которое изменяют паттерны нейронной активности в зрительных центрах мозга, может влиять на поступательное развитие зрительной коры. Поэтому необходимо подчеркнуть важность лечения разного рода нарушений в раннем детстве для того, чтобы обеспечить нормальное приобретение раннего зрительного опыта.