Электронная библиотека » Дэниел Левитин » » онлайн чтение - страница 9


  • Текст добавлен: 9 июня 2021, 09:21


Автор книги: Дэниел Левитин


Жанр: Личностный рост, Книги по психологии


Возрастные ограничения: +18

сообщить о неприемлемом содержимом

Текущая страница: 9 (всего у книги 35 страниц) [доступный отрывок для чтения: 10 страниц]

Шрифт:
- 100% +

Вы все еще в замешательстве? Я тоже, как и другие нейробиологи. Наука пока пытается разобраться в этом вопросе, и в данный момент я вынужден признать, что на самом деле мы не знаем, происходит ли в гиппокампе взрослого человека рост новых нейронов. Однако убедительные данные, полученные за 20 лет исследований, дают основания полагать, что он действительно имеет место. Одного исследования, в ходе которого не удалось обнаружить производство нейронов у взрослого человека, недостаточно для отрицания выводов десятков других исследований, обнаруживших его, или десятков исследований на животных, подтвердивших, что у них продолжается рост нейронов. И нет причин полагать, что у людей все должно быть иначе. Однако даже отсутствие нейрогенеза не означает, что новые воспоминания не формируются или что объем нашей памяти ограничен. Память заключена в связях между нейронами и в синаптической пластичности, а этот процесс длится всю жизнь.

Канадский психиатр Норман Дойдж приводит примеры людей, чей опыт подтверждает такую синаптическую пластичность, или перестройку нейронных связей, – от женщины с поврежденной вестибулярной системой (отвечающей за положение тела в пространстве) до мужчины с фантомной болью в ампутированной конечности. У них произошла функциональная реорганизация мозга во взрослом возрасте.

В 1976 году нас учили, что нейропластичность достигает пика в подростковом и раннем взрослом возрасте, а люди 60 лет и старше не могут даже надеяться на такое полное и быстрое ремоделирование мозга. Тем не менее мозг взрослых людей действительно пластичен и способен на великие свершения в плане перестройки и адаптации; просто это происходит немного дольше, поскольку большая часть (хотя и не все) процессов в нем с возрастом замедляется.

По всей видимости, способность к нейропластичности ухудшается не в такой степени у тех людей преклонного возраста, которые на протяжении многих лет заставляли свой мозг мыслить иначе и создавать новые связи. Если вы занимаетесь творческими видами деятельности (живописью, скульптурой, архитектурой, танцами, писательством, музыкой и другими видами творчества), значит, все это время тренировали свой мозг, стимулировали его интересными способами, поскольку каждый новый проект требует адаптации, способности взглянуть на мир под несколько другим углом, а затем действовать в соответствии с этим. Этот принцип не ограничен творческими видами деятельности: любое занятие или хобби, заставляющее вас вступать во взаимодействие с миром и каждый раз реагировать на него иначе, и есть то самое действие, которое защитит вас от деменции, ригидности и нейронной атрофии. Это касается маляров, арбористов, спортсменов, серийных предпринимателей, публицистов, профессиональных водителей, любителей кроссвордов, игроков в бридж и многих других.

Мой собственный опыт игры на музыкальных инструментах показывает, что ремоделирование может происходить в любом возрасте. Иногда во время концертов мои друзья-музыканты вызывают меня на сцену для исполнения одной-двух композиций, и я играю на той гитаре, какую мне дадут. Все инструменты разные, поэтому я обычно сталкиваюсь с такими параметрами, к которым не привык, – разная высота ладов, расстояние между струнами, натяжение струн и толщина грифа. Иногда мне дают акустическую гитару, после того как я несколько месяцев играл на электрической. Адаптация происходит практически мгновенно. Мозг музыканта содержит абстрактную репрезентацию того, как должен работать его инструмент и как с ним должны взаимодействовать его пальцы, и вносит коррективы. Еще более тонкая адаптация произошла, когда однажды я сломал ноготь среднего пальца правой руки, которой перебираю струны. Я просто «сказал себе», что этот палец вышел из строя, и делал двумя соседними все то, что обычно делает этот палец. На такую подстройку мне понадобилось не более пяти минут – вот вам и пример нейропластичности. По признанию великой пианистки Мари Кодама, ей часто приходится менять хорошо отрепетированную постановку пальцев уже во время концерта, в зависимости от фортепиано или акустики зала[159]159
  Из личного общения с Мари Кодама 25 декабря 2016 года.


[Закрыть]
. Таким образом, хотя схемы движения пальцев сохраняются в памяти, абстрактное представление о них, по всей видимости, тоже заносится туда, и к нему можно получить доступ.

Нечто подобное наверняка происходило с вами в повседневной жизни, а вы даже не знали, что это такое возвышенное явление, как нейропластичность или адаптация мозга, – например, в случае вождения арендованного автомобиля, использования ручки другой толщины, приготовления пищи на чьей-то кухне, застегивания новой рубашки, слушания речи человека с незнакомым акцентом. Даже когда вы выполняете самые простые действия, скажем пьете кофе из новой чашки не с таким весом или размером ручки, как вы привыкли, ваш мозг подстраивается. Все это примеры адаптивной нейропластичности.

Нейропластичность присуща нам до самой смерти, но, как и реакция, она замедляется, а степень, в которой может происходить ремоделирование мозга, с возрастом уменьшается. Обнадеживает то, что ранее освоенные моторные навыки хорошо сохраняются минимум до 60 лет, а у многих даже после восьмидесяти. Музыкант Глен Кэмпбелл – наглядный пример. В возрасте 76 лет он уже страдал от болезни Альцгеймера в серьезной форме, у него наступила дезориентация, и он не был способен заботиться о себе, но все еще исполнял сложные произведения, которые знал более 45 лет. Его случай подчеркивает тот факт, что особые последовательности двигательных актов внедрены в память настолько глубоко, что болезнь их не затрагивает. Другие сходят с правильного пути – Кэмпбелл порой забывал, где его дом, и не мог вернуться обратно. Одна из самых эффективных защитных мер против старения – это освоение и поддержание того или иного навыка, пока вы еще молоды. Еще один правильный шаг в этом направлении – изучать что-то новое в преклонном возрасте.

Впрочем, эффективность освоения новых двигательных навыков с возрастом снижается. Конечно, мы можем учиться до 90 лет и более, но обучение требует большей концентрации внимания и больше времени. Люди преклонного возраста способны научиться пользоваться компьютерами и мобильными телефонами, но они делают гораздо больше ошибок при учебе и не запоминают новую информацию на такой долгий срок, как молодые люди. Это уже стало привычной темой для разговоров между бабушками, дедушками и их внуками[160]160
  R. W. Berkowsky, J. Sharit, and S. J. Czaja, “Factors Predicting Decisions about Technology Adoption among Older Adults,” Innovation in Aging 1, no. 3 (2018): igy002; T. L. Mitzner et al., “Technology Adoption by Older Adults: Findings from the PRISM Trial,” Gerontologist 59, no. 1 (2018): 34–44.


[Закрыть]
. Пожилые люди дольше привыкают к новым очкам, новой обуви или маршруту передвижения, измененному из-за дорожных работ; кроме того, им требуется больше времени, чтобы снова привыкнуть к прежнему порядку вещей. Дело не в том, что они делают все медленнее, а в том, что они медленнее приспосабливаются к новому. Если вы считаете, что существует корреляция между таким положением вещей и склонностью людей преклонного возраста к консерватизму в политическом плане (стремиться к тому, чтобы все оставалось как есть), возможно, вы правы.

Органы чувств формируются в утробе матери раньше всего, но, к сожалению, и изнашиваются быстрее других наших способностей, о чем свидетельствует пример пожилых людей. Половина взрослых старше 55 лет носит очки[161]161
  Vision Council Research, “U.S. Optical Overview and Outlook,” December 2015, https://www.thevisioncouncil.org/sites/default/files/Q415-Topline-Overview-Presentation-Stats-with-Notes-FINAL.PDF.


[Закрыть]
; только каждый шестой американец с потерей слуха носит слуховой аппарат[162]162
  W. Chien and F. R. Lin, “Prevalence of Hearing Aid Use among Older Adults in the United States,” Archives of Internal Medicine 172, no. 3 (2012): 292–293.


[Закрыть]
, а у тех пожилых, кто не делает этого, повышается риск госпитализации[163]163
  L. Rapoport, “Hearing Aids Tied to Less Hospitalization for Older U.S. Adults,” Reuters, May 9, 2018, https://www.reuters.com/article/us-health-hearing/hearing-aids-tied-to-less-hospitalization-for-older-u-s-adults-idUSKBN1IA2ZR.


[Закрыть]
. К счастью, нейропластичность предоставляет в наше распоряжение способы компенсации при снижении качества сенсорной информации. Благодаря этому свойству тело может рассказать нам об окружающем мире, а это зависит от того, каким образом и насколько эффективно органы чувств воспринимают информацию. Для осмысления благополучного старения очень важно понимать, как работает и развивается восприятие.

Глава 3. Восприятие
ЧТО ГОВОРИТ НАМ ТЕЛО ОБ ОКРУЖАЮЩЕМ МИРЕ

Английский философ Джон Локк предложил задачу, которую сейчас называют проблемой Локка. Попытайтесь представить себе запах, которого никогда не ощущали, или описать новый вкус тому, кто с ним еще не сталкивался. Идея Локка заключалась в следующем: все, что известно нам об окружающем мире, мы познаем через органы чувств. Впрочем, ученый не был человеком одной идеи. Он первым предположил, что ощущение собственного «я» проистекает из непрерывной осознанности. Именно он первым написал о важности отделения церкви от государства – и эту идею Александр Гамильтон и другие отцы-основатели включили впоследствии в Конституцию США.

Проблема Локка делает чувственное восприятие центральным элементом понимания того, как обрабатывается информация в мозге. Его наблюдение изменило наши представления о знаниях – о том, что это такое и как мы их обретаем. Как мозг переходит из явно неразвитого состояния в состояние, больше напоминающее мозг взрослого человека? Больше всего на этот процесс влияет информация, поступающая из внешнего мира. Мозг учится функционировать в полной мере благодаря взаимодействию с окружающей средой. Без этого он никогда не стал бы подобным мозгу взрослого человека, так и не реализовал бы весь свой потенциал. Это касается как животных, так и людей, а также детей и взрослых всех возрастных категорий. Взаимодействие с внешним миром играет тут решающую роль. Специалисты по робототехнике и искусственному интеллекту на горьком опыте убедились: какими бы быстродействующими ни были их центральные процессоры и алгоритмы обработки информации, самое большое препятствие на пути к обретению способностей, подобных способностям человека, – это отсутствие сенсорной информации, а также интегрирования данных, поступающих по всем искусственным каналам восприятия.

В начальной школе нам сообщают, что человек обладает пятью чувствами. Менее известен тот факт, что у животных есть чувства, которых нет у людей, и некоторые из этих чувств весьма экзотичны. Например, акулы способны обнаруживать активацию нейронов животных, на которых охотятся, посредством электрического восприятия. Пчелы находят цветы, обнаруживая электрические поля (у цветов слабо выраженный отрицательный электрический заряд, в отличие от слабо выраженного положительного электрического заряда пчел). Змеи находят свою жертву с помощью детектора инфракрасного теплового излучения, а слоны ощущают вибрацию через специальные рецепторы на ступнях. У многих животных более чувствительное восприятие, чем у нас. Обоняние собаки во много раз сильнее человеческого. Надо полагать, при таком исключительном обонянии обнюхивание пожарного гидранта дает умному псу неплохое представление о других обитателях района, их рационе, а может, даже о состоянии здоровья всего местного собачьего населения.

Сенсорные рецепторы – это особые клетки, которые непрерывно обнаруживают и собирают информацию в окружающем мире и передают ее в головной мозг. Например, барабанные перепонки реагируют на колебательные движения молекул в воздухе или жидкости – вибрации. Глаза регистрируют амплитуду и частоту световых волн. (Свет – это одна из форм электромагнитной энергии, а значит, наше визуальное восприятие не так уж отличается от электрического восприятия акул и пчел. Разница заключается лишь в том, как наш мозг интерпретирует эту информацию.) Тактильные рецепторы регистрируют температуру, влажность, давление и повреждения; такие рецепторы есть даже на некоторых внутренних органах – вспомните, как у вас болел живот. Вкусовые и обонятельные рецепторы воспринимают химический состав предметов.

Получив информацию из внешнего мира, сенсорные рецепторы посылают электрические импульсы в области мозга, специализирующиеся на интерпретации этих сигналов. Всплески электрических импульсов, поступающих от различных сенсорных рецепторов, создают диапазон сенсорных ощущений: кислое, горячее, холодное, болезненное, успокаивающее, громкое, мягкое, яркое, темное, красное, пурпурное, ароматное, едкое и прочее. В нервном импульсе, посылаемом языком, нет ничего кислого. Это ощущение возникает во вкусовой коре – зоне мозга, отвечающей за интерпретацию импульсов. Современник Локка сэр Исаак Ньютон знал, что богатый перцептивный опыт создается в мозге, а не во внешнем мире. Он писал, что световые волны, освещающие голубое небо, сами по себе не голубые, а лишь кажутся такими, поскольку сетчатка и кора интерпретируют свет определенной частоты (650 терагерц) как голубой. Цвет – это интерпретация, которую мы приписываем внешнему миру, а не то, что существует в нем объективно.

ЛОГИКА ВОСПРИЯТИЯ

Мы склонны считать, что чувственное восприятие дает нам неискаженное представление о мире, словно то, что мы видим, слышим и ощущаем, и есть реальность. Однако ничто не может быть дальше от истины, к которой стремится наука, чем такое мнение. Если излучать световые волны разного цвета на экран, одни будут казаться ярче других даже при тщательном контроле яркости сигнала, исходящего из проектора. (Наше зрение наиболее чувствительно к зеленому свету и наименее чувствительно к синему, а это значит, что даже если зеленый, синий и красный цвета одинаково яркие, зеленый будет казаться более ярким, а синий более тусклым, чем красный.) Возможно, это обусловлено тем, что на протяжении сотен тысяч лет, еще до того, как мы начали ходить на двух ногах, наши глаза внимательно рассматривали зеленые листья в поисках пищи. Звучание музыкальных инструментов или голосов с одинаковой высотой тона не воспринимается как звук одной громкости, поскольку для нашего мозга одни частоты просто звучат громче других.

Внутренняя перцептивная система выстраивает версию реальности, в каком-то смысле оптимальную с точки зрения потребности в выживании по сравнению с тем, что обнаруживают сенсорные рецепторы. Например, акустические частоты, к которым наиболее чувствителен наш мозг, отличают в речи один гласный или согласный звук от другого; по сути, мозг отдает одним частотам предпочтение, чтобы помочь нам понимать друг друга. Хрусталик глаза имеет такую форму, что существующие в окружающем мире прямые линии должны казаться слегка кривыми, а определенные кривые должны казаться прямыми[164]164
  I. Kohler, “Experiments with Goggles,” Scientific American 206, no. 5 (1962): 62–73.


[Закрыть]
. Тем не менее они такими не кажутся. Зрительная кора головного мозга «знает» об искажениях хрусталика и вносит нужные коррективы. Так, существует хроматическая аберрация: цвета, которые создает свет из одного источника, не попадают на сетчатку в одной фокальной точке, поскольку имеют разную длину волны, но мозг компенсирует это искажение, чтобы мы воспринимали их как исходящие из одного источника. Мозг выполняет еще несколько сотен блестящих компенсирующих корректировок, и происходит это неосознанно.

Мой друг и наставник Ирв Рок (когда мы познакомились, ему исполнилось 70 лет) написал авторитетную книгу The Logic of Perception («Логика восприятия»); в ней кратко изложена работа всей его жизни. Он отметил, что сигналы, попадающие на сенсорные рецепторы, во многих случаях неполны или искажены, а сами рецепторы функционируют не безукоризненно. В некоторых других случаях рецепторы тоже сообщают нам ошибочную информацию об окружающем мире, поэтому приходится вмешиваться мозгу. Далее Рок продемонстрировал, как перцептивная система использует логические выводы, чтобы помочь нам воспринимать окружающий мир. Восприятие не происходит само по себе – оно подразумевает цепочку логических выводов и представляет собой результат неосознаваемого умозаключения, решения задач и явных догадок о строении физического мира.

Поразительный пример такого плана – константность яркости. В кинотеатре проектор излучает яркий свет на белый экран. Тем не менее на нем есть темные изображения – черные шляпы крестьян, черный мех кошек или черный смокинг Джорджа Клуни. Но черный цвет – это отсутствие света! Как же проектор создает подобные изображения? Дело в том, что он этого не делает – умозаключения делает наш мозг. Проектор способен только направлять или не направлять свет на экран. Все то, что кажется черным на экране, на самом деле имеет цвет экрана. Просто в ходе эволюции мозг научился делать умозаключения относительно цветов и уровней яркости в сравнении с другими цветами и уровнями яркости. (В настоящее время уже появились черные киноэкраны, и некоторые кинотеатры используют именно их, поскольку на них черный цвет передается более натурально.)



На картинке слева изображено, как вы воспринимаете проецируемую шахматную доску, тогда как справа – то, что на самом деле проецирует устройство. Мозг использует логику восприятия, чтобы сделать вывод: изображение слева – это и есть то, что запланировано. Происходит это в обход сознания, и, даже зная, что этот принцип работает, вы не сможете отключить заведующую этим процессом нейронную сеть. Наш мозг знает, что смокинг Джорджа Клуни не серый, поэтому делает его чернее черного.

Визуальная иллюзия Эдварда Адельсона, показанная на рисунке ниже, объясняет этот феномен. Клетки А и В одинакового оттенка серого цвета, но они кажутся разными, поскольку мозг (посредством автоматического логического вывода) искажает поступающее через глаза изображение и корректирует его. Мозг строит предположение: поскольку клетка расположена в тени, в действительности она должна быть светлее, чем кажется. Если вырезать лист бумаги размером с этот рисунок, а затем вырезать на нем маленькие квадраты, открывающие только клетки А и В, вы убедитесь, что на самом деле они одинакового цвета.



Существуют десятки принципов такого рода. Еще один из них – константность цвета. Если вы когда-нибудь видели снимок, сделанный в помещении во времена аналоговой фотографии и настоящей фотопленки, то, возможно, заметили, что изображение имеет желтоватый оттенок, а цвет кожи людей кажется неестественным. Этот эффект объясняется тем, что объектив камеры увидел комнату такой, какой она была на самом деле – окрашенной в желтоватый цвет лампами накаливания. Однако ваш глаз видит это не так, поскольку мозг применяет принцип константности цвета, поэтому красное платье кажется вам одинаковым в помещении и вне помещения, но для камеры оно не выглядит таким.

Много известных примеров этого феномена связаны со зрением и слухом, поскольку эти системы наиболее изучены. Однако можно привести подобные примеры и с другими органами чувств. Если я прикоснусь к пальцу вашей ноги и ко лбу в одну и ту же секунду, вы почувствуете, что вас коснулись одновременно. Однако нервному импульсу требуется гораздо больше времени, чтобы пройти путь от пальца ноги к мозгу, чем импульсу ото лба. На самом деле происходит вот что: сначала мозг получает сигнал ото лба, а затем поступает сигнал о прикосновении к пальцу ноги, после чего вычисляется константа задержки (с учетом продолжительности передачи нервного импульса) и делается логический вывод, что прикосновения произошли в один момент.

Ирв Рок говорил о логике восприятия, поскольку считал, что мозг производит интерпретацию на основе вероятностей. С учетом того, что именно воздействует на сенсорные рецепторы, мозг пытается определить, что происходит с наибольшей вероятностью. Восприятие – конечный продукт последовательности событий, которая начинается с получения сенсорных стимулов и включает в себя когнитивный, интерпретативный элемент.

Убедил ли я вас в том, что мозг владеет множеством трюков, а мир не всегда такой, каким кажется? Теперь начинается самое интересное. Мозг заполняет отсутствующую информацию без вашего ведома. И чем старше вы становитесь, тем больше он это делает. Такое перцептивное заполнение также основано на логике восприятия. Допустим, вы разговариваете с кем-то в переполненной комнате. Скорее всего, некоторых слов собеседника вам не слышно из-за других разговоров, звона бокалов и звука шагов. Однако вы все же можете истолковать то, что вам говорят. На протяжении многих лет я показывал на своих занятиях видеозапись, на которой человек произносит предложение, где один слог полностью удален и заменен кашлем. Студенты знают, что во фрагменте звучит кашель, но не осознают, что слог вырезан, и все же без труда понимают сказанное – их восприятие просто заполняет отсутствующую информацию.

Восприятие – конструктивный процесс: оно выстраивает репрезентацию того, что существует в окружающем мире, мысленный образ, позволяющий нам взаимодействовать с миром в том виде, какой, как считает наш мозг, он есть, а не каким может казаться.

Иллюзии присущи всем пяти чувствам. Африканская ягода под названием «магический фрукт» создает иллюзию вкуса, исключая ощущение горечи из продуктов. Если выпить апельсинового сока после чистки зубов, он покажется кислым. Существуют даже иллюзии движения: в детстве мы с сестрой становились в дверном проеме, опустив руки по бокам, а затем как можно сильнее упирались ими о раму и держали так примерно минуту. После того как мы отпускали раму, наши руки странным образом поднимались вверх без нашей воли – это была своего рода иллюзия двигательного контроля.

Перцептивное заполнение появляется в младенческом возрасте с 4 по 8 месяц, а его адаптация до уровня взрослого человека происходит примерно в 5 лет[165]165
  S. P. Johnson and E. E. Hannon, “Perceptual Development,” Handbook of Child Psychology and Developmental Science 2 (2015): 63–112; L. G. Craton, “The Development of Perceptual Completion Abilities: Infants’ Perception of Stationary, Partially Occluded Objects,” Child Development 67, no. 3 (1996): 890–904; B. S. Hadad and R. Kimchi, “Perceptual Completion of Partly Occluded Contours during Childhood,” Journal of Experimental Child Psychology 167 (2018): 49–61.


[Закрыть]
. Пример этого явления из повседневной жизни касается слепого пятна в поле зрения. В той части сетчатки глаза, где проходит зрительный нерв, нет колбочек и палочек, поэтому туда не проецируется зрительный образ, и все же мозг заполняет отсутствующую информацию на основании того, что окружает этот участок.

С возрастом способность к перцептивному заполнению улучшается в силу того, что по мере познания мира наша мысленная база данных содержит больше наблюдений о вероятном и маловероятном. Наблюдения становятся данными для (неосознаваемого) статистического процессора нашего мозга. И хотя из-за старения сенсорные рецепторы изнашиваются, мозг атрофируется, кровоснабжение ухудшается, возникают и другие нарушения, а вот перцептивное заполнение может улучшаться. Таков еще один из множества механизмов компенсации, который обеспечивает преимущество стареющему мозгу. Люди преклонного возраста вполне способны эффективнее, по сравнению с молодыми людьми, обрабатывать искаженные и ослабленные сигналы, поскольку их перцептивная система имеет богатый опыт взаимодействия с окружающим миром.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ В БЕРЛИНЕ И ИНСБРУКЕ

Поразительный пример нейропластичности (перестройки мозга) связан с экспериментами, начатыми Германом фон Гельмгольцом в XIX веке. Я считаю этого ученого одним из основателей современной когнитивной нейронауки; именно его работа вызвала истинное вдохновение у Ирва Рока. Гельмгольца интересовали все чувства и как они устроены; а еще он был изобретателем. Ученый знал, что наша зрительная система адаптируется к новому опыту, но ему хотелось определить пределы этого явления. Он изучал его с помощью искажающих очков[166]166
  H. E. F. von Helmholtz, Treatise on Physiological Optics, ed. and trans. J. P. C. Southall (1909; repr., New York: Dover, 1962).


[Закрыть]
.

Добровольцы, принимавшие участие в экспериментах в Берлине, носили призматические очки, которые смещали их поле зрения на несколько сантиметров влево или вправо. Затем Гельмгольц просил их взять чашку кофе, ручку или другой предмет, находящийся поблизости. Поскольку зрительная информация теперь была искажена, руки участников эксперимента попадали не в то место, в нескольких сантиметрах от предмета, который нужно было взять. В течение часа их мозг приспосабливался с помощью механизма перцептивной адаптации. Вот она, нейропластичность в действии! Мозг усвоил новую информацию и перестроил двигательную систему в соответствии с произошедшими изменениями. Когда участники сняли очки, какое-то время они снова делали ошибочные движения, но мозг быстро провел реадаптацию.

Этот эксперимент продемонстрировал степень взаимосвязанности и взаимозависимости зрительной и двигательной (моторной) систем головного мозга, что дает нам серьезные основания полагать: в мозге содержится пространственная карта окружающей среды. После надевания призменных очков мы ощущаем, что карта неверна и ее необходимо обновить. Адаптация порождает изменения в головном мозге, в сенсорной и двигательной коре, во внутритеменной борозде (области мозга, отвечающей за обнаружение и исправление ошибок[167]167
  Верно только в отношении ошибок сенсорно-моторной координации, как в описываемых тут примерах. Прим. ред.


[Закрыть]
)[168]168
  J. Luauté et al., “Dynamic Changes in Brain Activity during Prism Adaptation,” Journal of Neuroscience 29, no. 1 (2009): 169–178; Y. Rossetti et al., “Testing Cognition and Rehabilitation in Unilateral Neglect with Wedge Prism Adaptation: Multiple Interplays between Sensorimotor Adaptation and Spatial Cognition,” in Clinical Systems Neuroscience, ed. K. Kansaku, L. G. Cohen, and N. Birbaumer, pp. 359–381 (Tokyo: Springer, 2015).


[Закрыть]
, а также в гиппокампе, где хранятся пространственные карты[169]169
  J. Luauté et al., “Functional Anatomy of the Therapeutic Effects of Prism Adaptation on Left Neglect,” Neurology 66, no. 12 (2006): 1859–1867; M. Lunven et al., “Anatomical Predictors of Successful Prism Adaptation in Chronic Visual Neglect,” Cortex (2018).


[Закрыть]
.

Вы сами использовали такие карты, если когда-нибудь брали в ночной темноте стакан воды с прикроватного столика или находили путь в ванную, не включая света. Тем не менее эти карты также могут меняться при поступлении новой, противоречащей им информации.

Гельмгольц считал, что степень адаптации зависит от продолжительности ношения призматических очков, но не так давно были получены доказательства того, что этот процесс зависит от количества взаимодействий между зрительной и двигательной системами[170]170
  R. Held, “Plasticity in SensoryMotor Systems,” Scientific American 213, no. 5 (1965): 84–97; J. Fernández-Ruiz and R. Díaz, “Prism Adaptation and Aftereffect: Specifying the Properties of a Procedural Memory System,” Learning and Memory 6, no. 1 (1999): 47–53.


[Закрыть]
. На самом деле, если бы вы просто носили искажающие очки, но не взаимодействовали с окружающей средой, адаптации не происходило бы. Если сиделка будет двигать за вас вашей рукой, для вас ничего не изменится, сколько бы раз это ни происходило. В таких случаях приспособление обеспечивают не глаза и не зрительная кора, а моторная (двигательная) система и нейронные сети, управляющие взаимодействием между зрением и движением. Тем не менее всего три взаимодействия запускают перенастройку мозга[171]171
  Эта система чувствительна к двум разным параметрам, таким как угловое смещение и количество случаев двигательной адаптации.


[Закрыть]
.

Новаторские эксперименты Гельмгольца вызвали восхищение в Инсбруке (Австрия), и в 1920–1930-х годах там был проведен ряд подобных опытов. В ходе одного из них люди носили очки, зеркально разворачивающие поступающую картинку слева направо. Адаптация заняла немного больше времени, чем простое смещение картинки влево или вправо, но, на удивление, она все же произошла. По меньшей мере один смельчак ездил в таких очках на мотоцикле по улицам Инсбрука (впрочем, может, смельчаками были наблюдавшие за ним прохожие).

Пытаясь проверить идею в экстремальных условиях, авторы инсбрукских экспериментов использовали инверсионные очки, которые переворачивали мир с ног на голову[172]172
  Видео этого эксперимента можно посмотреть здесь: “Erismann and Kohler inversion ‘upside-down’ goggles – Film 2,” posted by Perceiving Acting, April 10, 2013, https://www.youtube.com/watch?v=z1HYcN7f9N4.


[Закрыть]
. Мозг так сильно стремится адаптироваться к перцептивным изменениям, что приспособился даже к этому: со временем изображение в голове воспринимающего вернулось в правильную позицию. В течение первых трех дней ношения очков участники эксперимента совершали много ошибок. Один держал чашку вверх дном, когда ее вот-вот должны были наполнить. Другой попытался перешагнуть через фонарный столб, думая, что его верхушка лежит на земле. Еще два дня происходила медленная корректировка, а на пятый день, проснувшись утром, участники посмотрели на мир через инверсионные очки и увидели все правильной стороной вверх. Они могли передвигаться и заниматься повседневными делами, как будто ничего не произошло. Участники, носившие эти очки, занимались различными реальными делами: смотрели фильмы и цирковые представления, ходили в рестораны, ездили на мотоциклах и велосипедах, даже катались на лыжах. Когда позже они сняли очки, мир вновь показался им перевернутым, но адаптация к нормальному восприятию произошла всего за несколько минут[173]173
  P. Sachse et al., “ ‘The World Is Upside Down’–The Innsbruck Goggle Experiments of Theodor Erismann (1883–1961) and Ivo Kohler (1915–1985),” Cortex 92 (2017): 222–232.


[Закрыть]
. Мозг поразительно быстро перенастроился в режим восприятия, который был знаком ему десятки лет.

Почему первоначальная адаптация занимает так много времени, а реадаптация происходит гораздо быстрее? Все дело в биологических различиях между проторенными путями и изменениями, происходящими за несколько дней. Любое обучение влечет за собой образование синаптических связей. Освоение и многократное практическое применение чего бы то ни было повышает силу синаптических связей, поэтому к ним легче вернуться.

Все эти удивительные вещи могут показаться теорией или чем-то, представляющим интерес только для умников-нейробиологов, занимающихся вопросами восприятия, но на самом деле они имеют полезное клиническое применение. Взять хотя бы инсульт, поражающий четверть людей в возрасте старше 70 лет[174]174
  Heart and Stroke Foundation of Canada, “One Quarter of Seniors over 70 Have Had Silent Strokes,” ScienceDaily, October 5, 2011, www.sciencedaily.com/releases/2011/10/111004113739.htm.


[Закрыть]
. После инсульта почти у трети пациентов наступает одностороннее пространственное игнорирование, под влиянием чего больной не замечает одной стороны своего тела или поля зрения и даже не знает, что у него есть такое нарушение[175]175
  A. R. Riestra and A. M. Barrett, “Rehabilitation of Spatial Neglect,” in Handbook of Clinical Neurology, vol. 110, ed. M. P. Barnes and D. C. Good, pp. 347–355 (Amsterdam: Elsevier, 2013).


[Закрыть]
. Как вы понимаете, это главная причина падений и травм. Надежный способ преодоления такого расстройства – использовать призматические очки, постепенно смещающие фокус внимания пациента в направлении игнорируемой стороны[176]176
  Y. Rossetti et al., “Prism Adaptation to a Rightward Optical Deviation Rehabilitates Left Hemispatial Neglect,” Nature 395, no. 6698 (1998): 166; F. Frassinetti et al., “Long-Lasting Amelioration of Visuospatial Neglect by Prism Adaptation,” Brain 125, no. 3 (2002): 608–623; N. Vaes et al., “Rehabilitation of Visuospatial Neglect by Prism Adaptation: Effects of a Mild Treatment Regime. A Randomised Controlled Trial,” Neuropsychological Rehabilitation 28, no. 6 (2018): 899–918.


[Закрыть]
.

Эксперименты с призменной адаптацией важны для всех, кто носит очки. Офтальмологи изучают их, чтобы определить степень адаптации зрительной системы к искажениям. Если новые сильные очки покажутся вам некомфортными, окулист посоветует просто подождать две недели. Чем сильнее линзы, тем выше индекс рефракции и тем больше искажений создается в изображениях. В очках с очень сильными линзами можно даже увидеть, как на краю поля зрения появляются радужные цвета. В свое время мозг адаптируется, хотя, пока этого не произойдет, человеку может быть трудно ходить.

Я проверил призменную адаптацию на собственном опыте во время учебы в МТИ. Узнав об этих экспериментах на занятиях по нейропсихологии, однажды в пятницу во второй половине дня я изготовил призменные очки, которые смещали весь мир примерно на 30 градусов влево. До этого опыта мои руки знали, где что расположено в окружающем мире, и просто находили нужное. Но, как только я надел очки, все изменилось. Попытавшись взять чашку кофе со стола в комнате общежития, я промахнулся более чем на 30 сантиметров. Со второй попытки я попробовал внести коррективы, но все равно промахнулся. Чтобы найти чашку, мне пришлось вытянуть руку вперед, а затем медленно передвигать ее вправо. Ходить было особенно трудно. Пытаясь пройти по длинному коридору в общежитии, я постоянно врезался в стену. Покинуть здание я не осмелился, но все же продолжал заниматься своим проектом. Я бродил вокруг, дотягиваясь до разных предметов. Я ел и читал учебники, не снимая очков.

Ночью того дня мне снилось, как я дотягиваюсь до разных предметов и брожу вокруг. Во снах мне удавалось ухватиться за все, до чего я дотягивался. Когда я проснулся утром, мир и мое взаимодействие с ним казалось нормальным. Это было удивительно. Все выходные я проходил в этих странных очках, учился, ел в столовой, и мне удавалось донести пищу из тарелки до рта.

В понедельник утром, через два с половиной дня после начала опыта, я снял очки. Теперь мир полностью сместился на 30 градусов вправо. Я снова врезался в стены, проливал яйца на чистую рубашку, не мог взяться за дверную ручку и тому подобное. Мой мозг успешно адаптировался к первоначальному смещению, и ему предстояло заново научиться и приспособиться к теперешнему. К полудню все вернулось к норме; реадаптация заняла гораздо меньше времени, потому что во время адаптации мне необходимо было осваивать что-то совсем новое, тогда как для реадаптации нужно было просто восстановить прочно укоренившиеся пути и существующие синаптические связи.


Страницы книги >> Предыдущая | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Следующая
  • 0 Оценок: 0

Правообладателям!

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читателям!

Оплатили, но не знаете что делать дальше?


Популярные книги за неделю


Рекомендации