Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды

В итоге многие нейроны в V2 видят то, что нейронам V1 недоступно, – текстуру. Мы можем разделить видимый мир на «предметы» и «фон»: объекты, очерченные контурами, и пространство между ними [93]. Сверкающее снежное поле, кожа скрипучего кресла, холодная сталь лезвия ножа, рассыпчатый краешек печенья – мы видим материал между краями поля, кресла, лезвия, печенья. Текстуры представляют собой образцы вариаций отражения света, участки более светлых и темных областей, такие как волнистый гофрированный картон коробки с печеньем. Мы уже знаем из нашего пребывания в V1, что место, где встречаются светлые и темные участки, условно, является краем. В таком случае текстура представляет собой плотную комбинацию краев под разными углами, разной длины и толщины. Отдельные нейроны в V1 распознают эти края. Каждый нейрон посылает импульсы, если та часть изображения, которую они могут «видеть», содержит конкретный, предпочитаемый ими угол, длину и толщину края. И выходы этих нейронов из V1 будут составлять тот самый легион входов в один нейрон V2, возбуждение которого в свою очередь означает отправку сообщения о том, что в определенном месте видимого мира существует определенная комбинация краев под определенным углом, определенной длины и толщины [94]. О фоне, материале и рисунке. О текстуре.

Вокруг нас нейроны V2 отправляют импульсы про шершавый картон, гладкий рабочий стол, зернистый черный пластик задней панели монитора напротив. Эти первые нейроны в V2 кратко описывают общее направление нашего путешествия по областям коры головного мозга, связанным со зрением: на каждой остановке нейроны будут объединять и преобразовывать входящие данные из области, которую мы только что покинули, создавая все более сложные представления о видимом мире.

Это становится предельно ясно, когда, повторив наше путешествие через слои V2 и обратно в белое вещество, мы поднимаемся в следующую важную область зрительной коры, V4 (да, в зрительной коре есть область V3; нет, мы не знаем, что она делает). Нейроны, с которыми мы здесь встретимся, реагируют на четкие контрасты между передним и задним планами: их интересуют цвета [95].

Мы преодолеваем синаптическую щель и оказываемся на дендрите нейрона, который важен для вашей миссии по поиску быстрого перекуса перед собранием. Нейрон, активность на входе которого означает, что он различает овсяно-коричневый цвет поверхности печенья, контрастирующий с темно-коричневым цветом внутренностей коробки. Нейрон, чьи сообщения будут иметь решающее значение для идентификации этого набора краев, кривых и контрастов как соблазнительного кусочка столь желанной еды.

Чтобы понять, откуда этот нейрон знает, что такое коричневый цвет, нам нужно вернуться к началу рассказа о зрительной системе. К колбочкам в сетчатке, которые приостановили высвобождение молекул-сообщений, поглотив фотоны, отраженные от печенья, или коробки, или стола. С них началась вся эта неразбериха. Как вам уже известно, колбочки бывают трех типов, соответствующих трем длинам волн света, на которые они реагируют, – для удобства мы назовем их «красными», «зелеными» и «синими». (Строго говоря, «красный» – это просто название, которое мы дали этому диапазону длин световой волны в нашем повседневном языке, и «красную» колбочку правильнее называть «чувствительной к длинноволновой части спектра колбочкой», но печатать это так же утомительно, как и читать, так что пусть будет «красная». Ах да, и эта длина волны в любом случае не красного цвета, как вы скоро узнаете.)

Каждый из трех типов колбочек находится в начале своего канала передачи информации через структуру сетчатки и отправляет сигнал в мозг через ганглиозные клетки. Каждый из трех каналов передает всю ту информацию, которую обрабатывает сетчатка: «красный» on-ответ и off-ответ, «красный» тусклый или яркий – «красный» для всех каналов. Нейроны в V1 реагируют и на комбинированные версии этих трех колбочек [96]. Таким образом, некоторые нейроны V1 посылают импульсы только на «синий», другие – на сумму «красного» и «зеленого», на разницу между «красным» и «зеленым» и множество других комбинаций и смесей этих трех цветов.