Текст книги "Мозг. Как он устроен и что с ним делать"

Мы помним, что в ассоциативных зонах коры есть нейроны, «собирающие» целостный образ. Они помогают нам узнавать морковь, детские игрушки и еще много самых разных вещей. Но что же с лицами и людьми?

Этот вопрос сильно волновал калифорнийского ученого Джерома Леттвина. И в конце 1960-х годов он то ли в шутку, то ли всерьез заявил о том, что в его мозгу может быть нейрон его бабушки.

Такие нейроны получают информацию сразу от многих органов чувств: глаз, ушей и так далее. Эти же клетки реагируют на голос бабушки, на ее платки и спицы с клубком шерсти. Нейроны могут узнать бабушку в любом виде.

Долгое время для ученых оставалось загадкой, существуют ли на самом деле «нейроны бабушки».

Звезда футбола и голливудские актеры пришли на подмогу «нейрону бабушки»

В начале 2000-х годов Родриго Кирога исследовал особенности восприятия лиц в зрительной системе. Он сделал логичное предположение, что нервных клеток, отвечающих за восприятие образа кого-то хорошо знакомого (родителя, близкого родственника, друга), должно быть больше, чем нейронов, реагирующих на малоизвестного человека.

И он оказался совершенно прав. Так, у одного из своих пациентов, большого футбольного фаната, он обнаружил нейрон, избирательно реагировавший на лицо аргентинского игрока Диего Марадоны. Но возникал вопрос: нейрон реагировал именно на лицо футболиста или же на цвета формы аргентинской сборной?

Исследователи продемонстрировали пациенту огромное количество изображений футболиста (в одежде самых разных цветов) и обнаружили, что тот же нейрон всякий раз включался в работу.

Нужно было двигаться дальше и масштабировать результаты. Исследователи искали всем известный образ. В то время в США и многих других странах был весьма популярен сериал «Друзья», где одну из главных ролей играла Дженнифер Энистон. Кирога и коллеги предъявляли испытуемым семь совершенно разных изображений Дженнифер Энистон и обнаружили в медиальной височной доле мозга один и тот же нейрон, который реагировал на каждое из них. Его так и назвали – «нейрон Дженнифер Энистон».

Кирога нашел у своих испытуемых нейроны и других известных персон. И, конечно же, ему удалось обнаружить тот, что был предсказан Леттвином еще в 60-е годы, – «нейрон бабушки». Обрадованный Кирога связался с уже очень немолодым Леттвином и сообщил ему об обнаружении этого нейрона.

Но остался и еще один вопрос: откуда берутся в мозге «нейроны бабушки» и нейроны знаменитых людей? На самом деле ответ на него частично был получен уже давно. Еще в 1980-е годы Вячеслав Борисович Швырков, работая с кроликами и крысами, обнаружил так называемые молчащие нейроны, которые сидели и ждали своего звездного часа, словно на скамейке запасных.

Давайте представим, что человек начинает осваивать спортивную технику бега на лыжах. К нейронам в ассоциативных зонах притекает большое количество информации о движениях рук, ног, ощущениях давления лыжных палок на ладони и так далее. И тут молчащие нейроны начинают выдавать ответы, причем еще и попутно состязаясь между собой за право стать «нейроном бега на лыжах». Их, конечно, под этот процесс выделяется много. Побеждают самые сильные. И теперь они будут всякий раз включаться в работу, когда человек возьмет в руки лыжные палки.

Аналогичная ситуация происходит с нашими новыми знакомыми и друзьями. Под каждого из них выделяется свой нейрон.

В действительности говорить о единичном нейроне не совсем корректно. На самом деле речь идет о целой группе (порой о тысячах) нервных клеток, которые находятся на разных уровнях («этажах») нервной системы. В данном случае «нейрон бабушки» просто находится наверху (на последнем «этаже»).

Мы уже знаем, что есть нейроны первичных областей зрительной коры (там обрабатываются простые признаки – линии, точки, углы). Во вторичных областях зрительной коры нейроны обрабатывают цвет образа, его ориентацию в пространстве. Здесь могут собираться и более целостные образы предметов, например очков бабушки. А далее уже сам «нейрон бабушки» все анализирует и принимает решение – узнать бабушку или нет (обнять или проигнорировать). Если информации от клеток с нижних «этажей» поступает мало (видим только очки или прическу), то «нейрон бабушки» не включается в работу.

В 2015 году в авторитетном журнале Neuron Кирога опубликовал статью, доказывающую, что человеческий мозг реагирует на фотографию человека на фоне достопримечательности и бессознательно отыскивает связи между двумя объектами. Пациентам с вживленными в мозг электродами предъявляли фотографии с достопримечательностями и изображениями людей, чтобы выяснить, какие из нейронов отреагируют.

Давайте рассмотрим на примере. Сначала исследователи выявили, что есть нейрон, который реагирует только на актера Клинта Иствуда и не реагирует на других актеров и изображения достопримечательностей (например, Эйфелеву башню или голливудские холмы с надписью Hollywood). Затем испытуемым показали Клинта Иствуда на фоне надписи Hollywood, а потом вновь продемонстрировали изображения достопримечательностей, среди которых были и буквы с голливудских холмов. И в это время происходило невероятное! Нейрон выдавал на надпись Hollywood такую же активность, как и на просто портрет Клинта Иствуда. В мозге нервные клетки, связанные с данным нейроном, образовали ассоциацию между изображениями букв и актера.

Рис. 14. Иерархическое положение «нейрона бабушки»

И тут нужно отметить самое важное! Многие испытуемые даже не пытались припомнить специально, на какой картинке они видели актера (потому что этих картинок было много), но мозг сам пассивно выдавал ответ.

В ходе последних исследований выяснилось, что данный нейронный механизм кодирует значимые ассоциации в долговременную память. Иными словами, достаточно один раз столкнуться двум объектам в какой-то связке, как мозг сразу же строит ассоциации между ними.

Как вы понимаете, это важное знание подводит маркетологов к идее создания быстрых ассоциаций в сопутствующих рекламируемых продуктах. Достаточно одной демонстрации пары «базовый товар и аксессуар», чтобы сформировался нейрон, реагирующий на эту связку.

Этот же прием могут применять и политтехнологи, демонстрируя своего кандидата на всем известном фоне (или в связке с очень понятным и даже приятным образом). А потом использовать этот образ даже в те периоды, когда «гонка» как будто закончилась. Например, можно продемонстрировать лицо кандидата на фоне символа города или какого-нибудь продукта – хлеба, шоколада (да чего угодно, хорошо запоминающегося и вызывающего нужные ассоциации), а затем просто развесить плакаты с шоколадом, лимонадом или хлебом. И никакой вроде бы рекла-мы но мы-то с вами понимаем, что это еще та реклама!).

Однако у работы, которую провел Родриго Кирога, есть еще один важный аспект, касающийся каждого из нас. Если внимательно проанализировать, как действовали ученые, можно обнаружить, что их эксперименты напоминали исследование на полиграфе (детекторе лжи). Перед использованием прибор обычно сначала калибруют (смотрят, на какие раздражители есть ответы). Затем создается своеобразная шкала, с которой будут сравнивать ответы, чтобы определить, говорит человек правду или нет. И тем не менее на сегодняшний день мы не можем утверждать, что полиграф способен на 100 % точно показать, когда человек говорит правду, а когда лжет. Полагают, что, если человек хорошо подготовится заранее и поверит в свою ложь, полиграф может принять ее за правду. Я здесь упоминаю детектор лжи просто для сравнения.

В исследованиях Кироги сначала происходила калибровка стимулов (ученые смотрели, реагирует какой-то нейрон или нет). Затем исследователи оценивали, какая именно клетка реагирует и как. А потом уже предъявляли людям различные стимулы (изображения), чтобы вызвать активность нейрона. По активности мозга ученые могли установить, известно ли испытуемому что-либо о данной персоне или нет. Получается, исследователи извлекали воспоминания помимо воли человека. В некотором смысле они приблизились к прообразу технологии чтения мыслей.

На сегодняшний день вопрос возможности расшифровки нервно-психических кодов мозга является очень сложным и спорным. Давайте в следующей главе кратко остановимся на одном примере, чтобы обрисовать текущую ситуацию.

Иногда именно тот, кто, казалось бы, ничего из себя не представляет, делает то, что никто и представить не мог.

Алан Тьюринг

«Нейронное кружево» Илона Маска, или Зачем нам «читать мысли»

В одном из интервью Илон Маск заявил, что если бы в мире присутствовал некий «ультраразумный искусственный интеллект», люди настолько уступали бы ему по уровню интеллекта, что стали бы его домашними животными. И это был бы еще хороший сценарий. Маск предложил такое, наиболее удачное по его мнению, решение: обзавестись «слоем» искусственного интеллекта.

Представьте: у вас есть лимбическая система (структуры, обеспечивающие эмоции), кора больших полушарий, а над мозгом надстроен некий цифровой уровень. Причем этот уровень работает в симбиозе с мозгом. Кроме того, мы все уже частично киборги, потому что обладаем цифровой версией себя в сети. Таким образом, у каждого человека появляется ряд «суперспособностей»: можно найти ответ на любой вопрос, устроить видеоконференцию с кем угодно, написать миллионам людей в одно мгновение.

Продолжая рассуждения, Маск отметил, что есть проблемы с вводом и выводом информации. Особенно с последним. Мы вносим информацию в телефон (то есть выводим ее из нашего мозга) пальцами. И это до смешного медленно. Симбиотическое слияние с цифровым интеллектом позволит устранить ограничения ввода и вывода информации.

Далее Илон Маск рассказал о том, что его компания планирует создать своего рода прямой кортикальный интерфейс. Ему уже даже придумали название – «нейронное кружево». Этот интерфейс напрямую свяжут с клетками коры больших полушарий мозга. Предположительно, он будет представлять собой миниатюрные чипы размером в несколько микрон. Задача устройства – улучшить умственные способности человека. А также помогать восстанавливать память, развивать двигательные навыки (особенно это актуально для людей, перенесших инсульт) и даже обмениваться мыслями.

Маск собрал выдающихся представителей научного и инженерно-технического сообщества. Например, в команду вошел один из создателей «нейронной пыли» – системы крошечных датчиков для записи мозговой активности.

Сроки создания «нейронного кружева» весьма сжатые. Полагают, что его представят уже в 2027 году. Интригует, не правда ли?

Как вы понимаете, в интернете и СМИ ведутся бурные обсуждения этого проекта. В частности, появляются опасения, что устройство может быть использовано в корыстных целях.

Сразу же вспоминается и недавняя громкая история с Марком Цукербергом. Его компанию, Facebook Inc., обвинили в том, что она продавала данные пользователей одноименной социальной сети сторонним организациям. Дело дошло до того, что Цукерберга вызвали на слушания в Конгресс США.

Несомненно, если будет создан интерфейс, способный читать наши мысли, антиутопия Оруэлла вполне может стать реальностью. Государство и корпорации захотят получить доступ к нашим мыслям.

Но есть и другая потенциальная опасность. К примеру, при современном уровне развития технологий если одно государство хочет нанести удар по другому, оно взламывает сетевые ресурсы и «порабощает» устройства. Но что же случится, если атаке подвергнутся не гаджеты, а наши с вами головы?

Я предлагаю пока оставить эти туманные рассуждения для научно-фантастических романов.

От себя добавлю, что устройство, позволяющее читать мысли, однажды точно появится. Мой скепсис связан со сроками. 2027 год – это слишком скоро для столь значимого открытия. И вот почему.

Первая проблема связана с тем, что существующие устройства работают слишком медленно и передают мало данных. Для продуктивной работы интерфейса потребуется получать информацию от миллионов, а то и миллиардов, нервных клеток. Пока не приходится говорить и о десятках тысяч.

Вторая проблема во многом следует из первой. К сожалению, пока мы не научились хорошо декодировать биоэлектрическую и химическую активность, связанную с мозгом. В 2016 году заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ Александр Яковлевич Каплан сказал, что в десятках лабораторий пытались по ЭЭГ расшифровать не только мысли о руках-ногах, но и мысли в ситуациях, когда испытуемый в уме представляет события или объекты внешней среды: ночь, улица, фонарь, аптека. Пока безуспешно.

Третья проблема – вживление электродов. Любые хирургические манипуляции на мозге всегда крайне трудоемки и даже опасны. Маск заявляет, что датчики можно будет отправить в мозг через яремную вену. Но мы-то с вами знаем, что гематоэнцефалический барьер не дремлет.

С датчиками могут возникнуть и другие сложности. Поскольку это чужеродные для мозга элементы, иммунная система может начать их отторгать. В первую очередь датчики будут атакованы клетками глии. И тем не менее чипы уже вживляют, хоть и не в таких масштабах, как планирует Маск. Подробнее о них мы еще поговорим в третьей части книги.

Разве есть в жизни что-либо более прекрасное, чем поиск ответов на вопросы?

Айзек Азимов

Кортикальные колонки мозга

На научном языке скопления тел нервных клеток называют ядрами. Запомнить легко: ядро мозга – это тела клеток (их ядра, содержащие органоиды и хромосомы).

Например, в мозге есть структура под названием ядро Якубовича (оно названо так не в честь популярного телеведущего, конечно же, а в честь анатома). Ядро Якубовича входит в состав структур среднего мозга. Оно обеспечивает функцию сужения/расширения зрачка. Когда врач скорой помощи светит фонариком в глаз потерявшему сознание человеку, он проверяет работоспособность структур среднего мозга. Зрачок сузился – прогноз хороший. Если нет – дела плохи.

Помимо ядер, в мозге есть и так называемые слоистые, или стратифицированные, структуры. К ним относят кортикальные колонки.

Если мы с вами взглянем на мозг в разрезе, то увидим, что он более чем наполовину состоит из белого вещества (отростков клеток, покрытых жироподобной капсулой из миелина). Длинные отростки – это проводящие пути (аксоны). Они соединяют разные отделы головного мозга, а также отправляют команды в спинной.

Получается, что мозг – это бесконечные пучки проводов.

В 2009 году стартовал проект под названием «Коннектом человека» (Human Connectome Project). Коннектом – это описание всех связей в мозге. Именно на создание такого описания и направлен исследовательский проект.

Некоторые нейробиологи полагают, что, если это удастся, станет возможным скопировать сознание человека, поскольку именно в связях между клетками и заключена наша память. Образно говоря, мы есть то, что мы помним. Эта метафора, хоть и звучит упрощенно, близка к реальности. Но, как вы понимаете, построить стабильную структуру коннектома даже одного человека невозможно, потому что связи постоянно перестраиваются.

Рис. 15. Белое и серое вещество мозга

Но вполне реально проследить структуру крупных проводящих путей (они остаются относительно стабильными на протяжении жизни). На рис. 16 показан вариант визуализации такой структуры.

Рис. 16. Вариант визуализации связей в мозге (компьютерная модель)

Серое вещество сконцентрировано в крупных ядрах мозга и тонкой коре, распластавшейся по полушариям. Толщина коры больших полушарий всего около 3–4 мм. В сером веществе коры выделяют 6 слоев (90 % коры имеет такое строение): тела клеток чередуются со слоями отростков. Каждый нейрон с помощью синапсов связан с тысячами других клеток.

В 1957 году Вернон Маунткасл, анализируя ответы клеток в соматосенсорной коре, обнаружил, что, если погружать микроэлектрод перпендикулярно поверхности коры, все встречаемые им нейроны отвечают на раздражитель одной и той же модальности (то есть одного вида чувствительности – например, кожной вибрации). Но как только он погружал электрод под углом к поверхности, на его пути попадались нейроны с другой сенсорной модальностью.

Из этого Маунткасл сделал вывод о том, что в коре есть некие вертикально ориентированные модульные структуры. Он назвал их колонками. В каждой такой колонке обычно присутствует около 100 нервных клеток (разных размеров и форм).

В центре колонок, как правило, находятся крупные пирамидные нейроны. Они представляют собой остов (основу) колонки. Считается, что крупные пирамидные нейроны отвечают за реакцию колонки в целом.

Над ними располагаются более мелкие клетки с отростками. Они называются короной. Внутри нее связи как бы замыкаются, формируя своеобразную память колонки. По замкнутым цепям короны нервный импульс может долго циркулировать, раздражая остов до тех пор, пока к нейронам не поступят тормозные импульсы.

На самом деле модуль из 100 нейронов называют миниколонкой. В свою очередь миниколонки объединяются в более крупные гиперколонки (их еще называют просто колонками). И гиперколонка уже представляет целый кортикальный модуль, выполняющий определенную функцию.

Чем меньше колонка, тем более простую функцию она выполняет. Более того, внутри колонки работает правило: чем ниже уровень (слой), тем более простая информация обрабатывается.

Идущая в мозг информация через переключения в нижележащих глубинных структурах поступает в нижний слой коры. Здесь будут идентифицироваться самые простые свойства объектов: наклон линий, цвет, сила звука и так далее. Такая клетка может активно раздражаться, когда она видит линию или край, наклоненный под определенным углом. Этот край может быть частью любого объекта – клавиши пианино, стволом отдаленной сосны, стороной буквы «н».

Выше находятся нейроны, собирающие информацию от простых нейронов. Так происходит уточнение и обобщение получаемого сигнала внутри колонки. Но таким нейронам, например, важен не только контраст и наклон полоски, но и ее длина.

Информация, обработанная в нижнем слое, перемещается в вышележащий. При переходе от слоя к слою информация все больше обобщается. Часть ее отбрасывается. В конечном итоге наверху мы получаем целостный образ. Причем миниколонки объединяются в гиперколонки и за счет горизонтальных связей друг с другом обеспечивают еще более сложную комплексную обработку.

Давайте рассмотрим, как происходит восприятие зрительного образа.

В зрительной коре есть колонки, внутри которых находятся рецептивные (воспринимающие) поля нейронов. В сетчатке глаз есть палочки и колбочки со светочувствительными пигментами. Их можно считать рецепторами зрительной информации. Они собирают изображение по точкам. Рецептивное поле нейрона – это то, сколько рецепторов сетчатки отправляют сигнал.

Рис. 17. Миниколонки, реагирующие на линии (полоски) определенной ориентации

Давайте вообразим, что мы смотрим на треугольный объект. В первичных областях зрительной коры найдется миниколонка, в которой нейрон среагирует на горизонтальную линию. В другой миниколонке нейрон откликнется на линию с наклоном под определенным углом. И так они вместе определят элементы треугольника. Схематично это показано на рис. 17. На самом деле нейроны в этих миниколонках будут различать не саму линию как таковую, а ее границу (за счет изменения контраста, теней и так далее). А вот целостную форму объекта и какие-то узоры (дополнительные линии, разные цвета, сложный объем и так далее) нейроны смогут «увидеть» только во вторичной области зрительной коры.

Во вторичных областях коры мы уже не встретим клеток, реагирующих на элементарные признаки (такие как граница или наклон линии). Здесь в колонках находятся нейроны, раздражающиеся только в ответ на определенный сложный комплекс стимулов. Известно, что в нижней височной доле существуют нейроны, которые активируются только при зрительном восприятии человеческого лица. Причем есть современные данные, указывающие на то, что это врожденная функция. Вероятно, именно поэтому на картинах, фотографиях и рекламных плакатах нас привлекают именно лица.

В свою очередь в третичных (ассоциативных) областях коры миниколонки, собираясь в модули, получают информацию от вторичных зон разных сенсорных систем. Здесь «смешиваются» зрение, обоняние, слух, осязание, вкус. При участии подкорковых структур мозга в ассоциативных областях формируется полноценное комплексное восприятие окружающего мира. Также здесь репрезентируются наши воспоминания. Они как бы собираются из элементов (представляются нам заново), поэтому мы и используем термин «репрезентируются». Формируется образ.

И тогда мы понимаем, что перед нами не просто треугольный объект, а египетская пирамида, а рядом с ней верблюды. И вообще, дело происходит в пустыне.

Давайте подытожим. Мы выяснили, что кора имеет модульное строение и состоит из миниколонок с сотней нейронов в каждой. Эти миниколонки могут объединяться в гиперколонки и тем самым выполнять более комплексные функции.

Рис. 18. Упрощенная схема поэтапной сборки изображения в коре мозга

Мы также выяснили, что информация обрабатывается в колонках вертикально. Нижние слои хранят самую примитивную информацию, тогда как верхние слои коры работают с цельными образами. В первичных областях эти «цельные образы» отражают лишь простые характеристики (наклон линий, движение линий, тени и так далее). Во вторичных областях мы уже можем видеть объект более целостно, причем независимо от его наклона (к примеру, мы можем распознать знакомое лицо, если даже голова наклонена).

Таким образом, информация обрабатывается еще и горизонтально, перемещаясь по коре из первичных областей во вторичные, а оттуда – в ассоциативные. На каждом этапе перехода из одной области в другую происходит сборка все более цельного образа (пока из линий, кружочков, теней и прочего не соберется полноценная картина мира). Несомненно, это очень упрощенная схема восприятия.

И напоследок соотнесем эту модель с тем, что было сказано ранее. Это важно.

У нас есть нейроны-детекторы, которые отвечают за элементарные признаки воспринимаемого объекта. Они включаются в иерархически организованную нейронную сеть по типу пирамиды, вершина которой – сложный нейрон, синтезирующий воспринимаемый образ. Этот нейрон можно назвать главным. В первичных областях такой нейрон выполняет функцию попроще (контуры и тени линий), во вторичных областях он уже приобретает способность видеть целиком форму, цвет и даже лицо. А в третичных областях такой сложный нейрон будет собирать на себе уже информацию не только о форме, но и о запахах объекта, связанных с ним звуках и других характеристиках.

«Нейрон бабушки» находится в одной из таких ассоциативных зон и собирает информацию о бабушке. И теперь становится понятно, почему был прав А. А. Ухтомский. Он как раз и говорил о доминантах как очагах устойчивого возбуждения, которые соответствуют целым группам нейронных ансамблей.

Сейчас весьма ироничным выглядит сформулированное в конце 1980-х годов утверждение Дэвида Хьюбела, получившего Нобелевскую премию за открытия в области физиологии зрения:

Такое представление, называемое «теорией бабушкиной клетки», вряд ли можно принимать всерьез. Можем ли мы обнаружить отдельные клетки для бабушки улыбающейся, плачущей или занимающейся шитьем? Или отдельные клетки, отражающие понятие или определение «бабушки»? И если бы у нас действительно имелись «бабушкины клетки», куда они посылали бы свои выходные сигналы?

Только благодаря современным методам (МРТ, фМРТ) и более точным прицельным исследованиям в начале XXI века удалось окончательно доказать наличие таких сложных нейронов и понять, как обрабатываются сложные стимулы.

Вот так бывает.

Для полноты картины коротко добавлю, что существует также система обратных связей. Грубо говоря, она-то и помогает коре предсказывать (воображать) и сопоставлять приходящую информацию с тем, что есть в памяти.

В действительности, помимо чисто физиологических механизмов зрительного восприятия, в мозге огромную роль играют психические аспекты. Важно понимать, что в процессе жизни мы с вами тренируемся воспринимать мир таким, каким мы его способны воспринимать. Особенно это важно в критические периоды развития.

Физиологи убедительно продемонстрировали, как формируется восприятие мира, в простом, но ошеломляющем своей показательностью эксперименте на котятах.

Рис. 19. Котенок, помещенный в цилиндрическую камеру с вертикальными полосами

Двухнедельных котят исследователи поместили в цилиндрическую камеру. Ее боковая поверхность была покрыта вертикальными полосами, снизу и сверху размещались зеркала. Это создавало иллюзию бесконечных вертикальных линий. Котята проводили в цилиндрической камере по пять часов каждый день. В остальное время они пребывали в темноте. Спустя пять месяцев выяснилось, что котята не воспринимают ничего, кроме вертикальных стимулов.

Такой же эксперимент провели с горизонтальными линиями (исключив все вертикальные). По окончании эксперимента котята не то что не реагировали на вертикальные стимулы, они врезались в столбы, в ножки столов, совершенно их не замечая! Самое страшное, что эти изменения оказались необратимы. Котята (а потом выросшие кошки) так никогда и не научились видеть вертикальные линии.

Мы с вами уже сталкивались с похожими примерами, когда говорили о феномене детей-маугли. Там работает тот же принцип, только более комплексно. Весь мозг теряет способность воспринимать человеческую речь и культуру. И еще раз мы приближаемся к идее о том, что для детей информацию необходимо подбирать тщательнейшим образом.

Нам кажется, что мы видим мир именно таким, каким мы его видим. Но на самом деле информация, приходящая в зрительную кору, не такова, какой она нам затем видится.

На рис. 20 изображено то, что мы бы увидели, если бы человек стоял перед нами, а мы бы смотрели на его лицо. Информация, поступающая с сетчатки, выглядит иначе. В нашем глазу есть слепое пятно. В этом месте аксоны палочек и колбочек собираются в пучок, образуя зрительный нерв. Здесь нет рецепторов, реагирующих на свет. Поэтому на нашем условном зрительном экране есть дыра. Более того, плотность зрительных рецепторов по периферии сетчатки меньше, чем в центральной части. Из-за этого изображение по краям размыто.

И тут возникает вопрос. Почему глаз видит одно, а зрительная кора показывает другое?

И ответ возмутительно прост: мы не видим то, на что смотрим, мы видим лишь то, что показывает нам мозг. У мозга есть ряд механизмов, которые позволяют ему скомпенсировать недостатки нашего зрения. Даже читая этот текст, вы совершаете глазами микродвижения (саккады). И делаете это так быстро, что слепое пятно не успевает остаться в фокусе внимания.

Вспомните серийную съемку на смартфоне или фотоаппарате. Есть смазанные в каких-то частях кадры, а есть более резкие. Можно из разных снимков составить один наиболее резкий и качественный. Нечто похожее делает наш мозг.

Иными словами, мы видим не реальный, а искусственно созданный – подправленный, «отфотошопленный» – зрительный образ.

Рис. 20. Восприятие изображения. Слева – изображение с фотоаппарата, справа – то, как его изначально воспринимает сетчатка глаза (точка фокусировки на «х»)

Это настоящий интеллектуальный объект – нечто, изготовленное мозгом в рамках того восприятия, которому он обучился. Не более того. В конце концов, мы же не видим в ультрафиолетовом диапазоне и не создаем в этом спектре фотографии. У нас нет таких рецепторов, а значит, нет и данных, из которых мозг мог бы собрать образ.

И еще один показательный пример, с которым наверняка почти все из нас сталкивались.

У многих случались ситуации, когда в плохую погоду или вечером мы встречали знакомого человек (одноклассника, коллегу), даже начинали махать ему рукой, а потом вдруг понимали, что обознались.

Дело в том, что информация, которая идет с нижележащих уровней, активирует образ, хранящийся уровнями выше, но при этом как бы упирается в барьер. Тем временем кора подсовывает нам образ знакомого человека. И нужно порой немало времени, чтобы поступающая от нижележащих уровней информация преодолела барьер. Посторонний должен либо заговорить, либо смутиться, либо, возможно, отвернуться. Лишь тогда кора вдруг «встрепенется» и поймет, что перед глазами совсем другой человек.

До этого времени «фотошоп» коры работает отменно: он прекрасно дорисовывает неизвестному человеку признаки знакомого.

Мы с вами подробно рассмотрели основные детали, кирпичики если хотите, нервной системы: клетки, контакты, слои кортикальных колонок и так далее. Пришла пора взглянуть на мозг более целостно и познакомиться с его ключевыми отделами.

Откуда у мозга «растут» слова речи?

Теорий возникновения речи великое множество. Сегодня никто не может утверждать, что нам известно, как именно зародился язык. Но благодаря развитию генетики, нейробиологии, этологии и других наук мы с каждым годом начинаем понимать о происхождении язы-ка несколько больше. В замечательной книге «Происхождение языка. Факты, исследования, гипотезы» известный лингвист Светлана Анатольевна Бурлак выделяет несколько наиболее научно обоснованных теорий.

Согласно одной из них, устная речь возникла от жестов. С развитием прямохождения у наших предков освободились руки. Это позволило начать ими активно жестикулировать. Выпрямившись, наши предки стали смотреть друг другу в лицо. С этого момента мимика начала играть все большую роль в коммуникации. Исследователь речи Майк Корбаллис полагает, что постепенно наши предки все больше занимали руки изготовлением орудий. Мимические жесты (и сопровождавшие их возгласы) стали играть главенствующую роль в общении. Со временем жесты как бы сместились внутрь рта, и так появилась артикуляция уже языковых звуков.

В поддержку подобной теории свидетельствует тот факт, что у приматов звуки не подконтрольны воле, по этой причине основой для новых знаков могли служить только жесты. В частности, в одном из исследований 2016 года авторы обнаружили, что анатомическое устройство глотки и гортани макак-крабоедов позволяет им издавать 99 звуковых конфигураций. Но авторы приходят к выводу, что мозг макак не настроен на сознательное управление звуками. Предполагают, что это может быть связано с тем, что у человека группа «речевых генов» отличается от таковых у приматов. К примеру, ген FOXP2 у человека не только имеет особую структуру, но и тесно взаимодействует с другими генами, часть из которых отвечает за артикуляцию речи. Все это влияет на тонкие механизмы того, как нервная система регулирует речь. Вполне вероятно, что они отбирались эволюционным путем с момента первых попыток наших предков создать жестовый язык. Но пока это, конечно, только теория.