Два игрока на одном поле мозга - [14]

Поскольку система нижнего мозга этого человека была повреждена, а система верхнего мозга у него в значительной степени сохранилась, исследователи предположили, что он будет вынужден использовать процессы верхнего мозга в ситуациях, где в норме задействована система нижнего мозга. Их гипотеза подтвердилась. Пациенту требовалось больше времени, чем обычно, чтобы распознавать образы, потому что он воспринимал каждую деталь отдельно, вместо того чтобы видеть общую конфигурацию. Например, чтобы распознать лицо как единый образ, он сначала воспринимал отдельно местоположение глаз, носа и рта. Здоровые испытуемые распознавали объекты симультанно[12] (используя неповрежденную систему нижнего мозга), в то время как этому пациенту его поврежденная система нижнего мозга, казалось, позволяла распознавать только отдельные части, и верхнему мозгу приходилось отмечать местоположение каждого элемента отдельно, а потом кропотливо собирать их воедино.

Различие, которое провели Ангерлейдер и Мишкин между «что» (для нижней системы) и «где» (для верхней) путями, хорошо подходило для объяснения множества различных симптомов больных, которые имели повреждения коры головного мозга.

Однако есть и другой способ трактовки функций верхней и нижней систем коры. Исследователи Мелвин Гудейл и А. Дэвид Милнер в своей статье 1992 года в журнале Trends in Neurosciences[13] предложили альтернативную теорию, которая отрицает, что система верхнего мозга оценивает местоположение объектов. Они изучали пациентку, у которой, по-видимому, было диффузное поражение головного мозга, нарушившее специфические функции обеих систем, и обнаружили, что эта пациентка с трудом сознательно распознает форму, размеры и даже ориентацию одной буквенной строки, но без труда использует эту информацию для руководства движением. Например, она могла легко вставлять карту в паз, который был наклонен под разными углами.

Тщательные исследования этой пациентки убедили Гудейла и Милнера в том, что настоящее различие заключается не в разведении функций «что» и «где», а в разведении «что» и «как» — функции направления движений.

Тем не менее другие исследователи вскоре показали, что пациенты, у которых были повреждены теменные доли, испытывали проблемы с регистрацией пространственных отношений даже тогда, когда эта информация не имела ничего общего с руководством движениями; например, им было трудно распознать, какой из объектов находится слева относительно другого[14].

Это не означает, что Гудейл и Милнер ошибались — система верхнего мозга действительно играет важную роль в управлении движениями — но их точка зрения была слишком ограничена; система верхнего мозга не только контролирует движения, но и занимается массой других вещей (в том числе указывает местоположение объектов). Она задействуется в обработке пространственной информации в более общем смысле, а не только когда эта информация используется для направления движения.

Ограничения позиции Гудейла и Милнера подчеркивают проблему, связанную как с различением функций что/где, так и с различением что/как, и эта проблема аналогична проблеме, которая свойственна модели левого/правого полушария мозга: они обе полагаются на простые дихотомии. Мозг чересчур сложен, и простое бинарное разделение рискует увести нас слишком далеко от реальности, когда мы пытаемся охарактеризовать то, что делают большие участки мозга.

Объяснение, основанное на разделении реальности на черное и белое, не может не быть упрощенным. Мозг обрабатывает информацию — и любая попытка характеристики его функций должна указывать на конкретную систему, которая занимается обработкой информации.

Метаанализ

Единственная серьезная попытка охарактеризовать многочисленные аспекты обработки информации в системах верхнего и нижнего мозга была предпринята Грегуаром Борстом, Уильямом Томпсоном и Стивеном в 2011 году в масштабном анализе нейрологической литературы, опубликованном в журнале American Psychologist[15]. Эта команда провела метаанализ, который охватил результаты многих предыдущих исследований, ища общие для них закономерности.

Реализация проекта заставила ученых покопаться в научной литературе, чтобы отобрать исследования для анализа трех типов: те, в которых особо упоминаются функции верхней и нижней частей коры мозга и описывается влияние повреждений этих отделов на человеческое поведение и интеллект; исследования, где испытуемым давали определенные задачи, при выполнении которых активируется кора (и это фиксировалось методами нейровизуализации); и исследования, где применялась транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). ТМС направляет сильные магнитные импульсы к определенному участку мозга, что сказывается на функционировании нейронов на этом участке (как правило, подавляет их активность). Ученые нашли более 100 подходящих опубликованных исследований и провели их обобщающий метаанализ.

Результаты метаанализа были ясны. Оказалось, что активацию участков верхней коры предсказывают четыре условия: (1) отсутствие необходимости распознавания формы; (2) необходимость оценки пространственных отношений (например, надо решить, какой из двух объектов ближе к третьему объекту); (3) необходимость установления последовательности (как при планировании); и (4) необходимость обнаружения движения. И три условия были связаны с областями нижней коры: (1) задействование параллельной обработки (когда два или более процессов происходят одновременно, например, объект требуется сравнить со множеством других, удерживаемых в памяти); (2) отсутствует необходимость в установлении пространственных отношений; (3) отсутствует необходимость в учете последовательности.