Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга

Бо́льшая часть нашего представления о сознании основана на том, как мы используем информацию, полученную от органов чувств, относительно наших решений и действий. Значит, начать изучение когнитивной способности мозга будет оправданно с рассмотрения того, как сенсорная информация воспринимается рецепторами, расположенными на поверхности тела (глазами, ушами, кожей, носом и ртом), и как она обрабатывается различными зонами коры головного мозга. В качестве примера я возьму зрительную систему, поскольку о ней известно очень много, но аналогичные принципы применимы и к другим сенсорным модальностям.

Обработка зрительной информации об окружающем мире начинается с распознавания рецепторами сетчатки глаз. Информация передается по подкорковым визуальным каналам в первичную зрительную кору, расположенную в затылочной доле.

Внутри первичной зрительной коры имеются отдельные контуры, предназначенные для обработки различных входящих составных черт (формы, цвета, глубины, текстуры, движения и т. д.). Эти низкоуровневые зрительные контуры передают информацию во вторичные области зрительной коры, которые формируют два отдельных канала обработки зрительной информации[65] (рисунок 48.2). Канал обработки информации об объекте (также называемый «вентральный канал») тянется от первичной зрительной коры ко вторичной области в затылочной доле, а затем – к дополнительным вторичным областям в височной доле, в частности в вентральной (задней) части височной доли. Этот канал состоит из иерархической последовательности контуров, которые объединяют информацию о признаках низкого уровня (форма и цвет) в информацию уровнями выше; в результате создаются синтетические представления высокого разрешения об узнаваемых предметах. Второй зрительный канал – пространственно-действенный (также называемый дорсальным). Он тянется от первичной зрительной коры во вторичную область в затылочной и теменно́й долях и использует информацию о глубине и движении для формирования представления о положении предмета в пространстве, позволяя направлять движения тела на предмет. Каждая зона каждого потока имеет обратную связь с предыдущими зонами низшего уровня. В результате образуются циклы, которые в реальном времени активно создают и изменяют сенсорные представления.

Рисунок 48.2. Четыре доли человеческого мозга

Идентичность и значение большинства предметов в мире не заложены в нервной системе человека при рождении. Для того чтобы мы могли распознать предмет, его черты должны совпасть с сохраненными шаблонами, сформированными в ходе взаимодействия с предметами того же типа. Таким образом, в процессе создания перцептивных презентаций предметов, которые мы в течение жизни «видим» и на которые влияем, зрительная система взаимодействует с системами памяти.

Традиционно считается, что воспоминания накапливаются и хранятся в так называемой системе памяти медиальной височной доли, состоящей из нескольких полей коры головного мозга. Они находятся не в латерально расположенном неокортексе, а в медиальных палеокортикальных зонах: неокортекс напоминает подрумяненную часть булочки для хот-дога, а палеокортекс – ее белую, неподжаренную часть, которую можно увидеть, только разъединив половинки булочки.

Напомню, что, по мнению Пола Маклина, медиальный палеокортекс является корковым основанием лимбической системы и местом зарождения эмоций. Важным аргументом против этой идеи стало открытие центральной роли зон палеокортекса медиальной височной доли, особенно гиппокампа, в работе памяти. Помимо гиппокампа, главными зонами палеокортекса, участвующими в работе системы медиальной височной доли, являются околоносовая, парагиппокампальная и энторинальная области (рисунок 48.3). Все они вносят свой разный по объему вклад в семантическую память, на основании которой происходит распознавание предмета, и эпизодическую память, которая лежит в основе запоминания сложных событий или историй нашей жизни (подробней об этих формах памяти мы поговорим в главе 57).

Рисунок 48.3. Система памяти медиальной височной доли

Системы памяти медиальной височной доли тесно связаны с двумя зрительными каналами (рисунок 48.4). Канал распознавания предмета пролегает от вторичных зон в височной доле неокортекса к околоносовой коре, а оттуда – к отдельной части гиппокампа. Такая комбинация перцептивных и запоминающих контуров участвует в формировании семантической памяти. Пространственно-двигательный канал тянется от вторичных зон в теменной доле неокортекса к коре парагиппокампа, а оттуда – к различным частям гиппокампа. Такая комбинация перцептивных и запоминающих контуров участвует в формировании эпизодической памяти. Потом два этих канала сходятся в другой области гиппокампа, где формируются воспоминания о предметах относительно пространственного расположения или контекста, в котором возникло взаимодействие с ними.

Рисунок 48.4. Информационный поток от ощущений к памяти