Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия - [19]
Одна из трудностей в понимании функций мозга заключается в том, что он более всего похож на бесформенную массу. При исследовании механических систем обычно можно сделать правильное заключение о функции этой системы, изучая строение отдельных ее частей; то же самое можно сказать и относительно исследования функций отдельных органов тела. Кости конечностей похожи на рычаги. Места прикрепления мышц ясно указывают на их функции.
Механические и оптические системы имеют части, формы которых тесно связаны с их функциями, что и дает возможность сделать заключение или хотя бы предположение о функциях тех или иных частей на основании анализа их строения. Кеплер, анализируя форму хрусталика, сделал вывод о том, что по существу он — линза. Шейнеру нетрудно было обнаружить образ на сетчатке, потому что он знал, куда смотреть. Однако, к сожалению, мозг в этом отношении создает гораздо более трудную проблему, хотя бы только потому, что физическое расположение его частей и их формы почти несущественны с точки зрения их функций. Если функции не отражаются в структуре, мы не можем сделать заключения о назначении той или иной части мозга, просто глядя на нее. Мы должны обратиться к более тонким методам.
Регистрация электрической активности мозга физиологами исключительно важна, но, к сожалению, подобным методом очень трудно получить детальную информацию об изолированной активности одновременно более чем нескольких нервных клеток. Это составляет техническую проблему огромной сложности.
Общие принципы конструкции мозга могут быть заимствованы из техники. Если какая-либо из возможных технических конструкций имеет определенные ограничения и эксперименты над животными или человеком обнаруживают у них сходные ограничения, тогда подобные опыты будут служить подтверждением гипотез, первоначально взятых из области техники. В частности, исследования восприятия могут стать важным средством раскрытия общих принципов функционирования мозга и проверки предложенных моделей. Мозг воспринимает мир с помощью глаз; изучая работу зрительной системы посредством соответствующих экспериментов, мы можем понять работу мозга как функциональной системы с ограничениями физического и конструктивного порядка.
Нервная система, ответственная за зрение, начинается с сетчатки. Сетчатка, как мы уже видели, является в сущности, вынесенным вовне кусочком мозга, содержащим как типичные мозговые клетки, так и специализированные светочувствительные детекторы. Сетчатка делится по вертикали на две части; от наружных отделов сетчатки волокна идут к той же стороне затылочной области мозга в то время как волокна от внутренней, назальной стороны сетчатки перекрещиваются сразу позади глаз — в chiasma opticum (зрительный перекрест) — и направляются к затылочной области противоположного полушария (рис. 5, 5).
Рис. 5, 5. Зрительные пути мозга. В области хиазмы зрительный нерв раздваивается; правая половина сетчатки обоих глаз представлена в зрительной коре правого полушария, левая половина — в зрительной коре левого полушария. Наружные коленчатые тела представляют собой промежуточные между глазами и зрительной корой станции, где происходит переключение импульсов.
Эта зрительная область, находящаяся в задних отделах мозговой коры, известна под названием area striata, потому что эта часть коры имеет ярко выраженное слоистое строение (см. рис. 5, 6).
Рис. 5, 6. Цитоархитектоника первичной зрительной коры (area striata).
Мозг как целое подразделяется в центре на два полушария, каждое из которых представляет собой, в сущности, более или менее цельный мозг; оба полушария соединены массивным пучком волокон — corpus callosum (мозолистое тело) — и меньшей по размерам связкой — chiasma opticum. Волокна зрительного тракта от хиазмы идут в переключающие ядра каждого полушария, в область, называемую corpus geniculatus lateralis (наружное коленчатое тело).
Центральная область — area striata — известна как зрительное проекционное поле. При электрической стимуляции отдельных участков этой области человек видит вспышку света. При небольшом изменении положения стимулирующих электродов вспышка видна в другой части зрительного поля. Таким образом, имеется пространственное представительство обеих сетчаток в зрительной коре. Стимуляция отделов коры, примыкающих к зрительному проекционному полю, тоже ведет к появлению зрительных ощущений, но вместо вспышек света возникают более сложные зрительные ощущения. Иногда пациент видит ярко окрашенные шары, как бы парящие в пространстве. Стимуляция участков, расположенных еще дальше, может вызывать зрительные воспоминания и даже целые сцены, живо проходящие перед глазами.
Среди наиболее впечатляющих открытий, сделанных в последнее время, можно назвать открытия двух американских физиологов — Хьюбела и Визела, которые регистрировали электрическую активность отдельных клеток зрительной области коры мозга кошки при предъявлении ей простых зрительных фигур. Использовались светлые полосы, проецируемые с помощью проектора на экран, расположенный перед кошкой. Хьюбел и Визел обнаружили, что в некоторых клетках электрическая активность возникает, когда полоса света предъявляется кошке под определенным углом. Только при данном наклоне полосы клетка мозга отвечала возбуждением в виде длительного потока импульсов, а при изменении угла она «молчала». Разные клетки отвечают на разные утлы наклона. Клетки, расположенные в глубине мозга, отвечают на более общие характеристики раздражения, причем ответ возникает независимо от того, какая часть сетчатки стимулируется светом. Другие клетки зрительной области кошки чувствительны только к движению, причем к движению, осуществляемому в одном направлении (рис. 5, 7).
