Мозг: прошлое и будущее - [52]
Интересно, что по оценке количества потенциалов действия объем сенсорных данных, поступающих в мозг, сопоставим также с общим объемом исходящих из мозга данных – с постоянными сигналами, которые проходят от мозга к остальным органам, регулируют двигательную активность и мышечный тонус. Большинство моторных исходящих данных мозга передаются по так называемым пирамидным, или корково-спинномозговым, путям, состоящим более чем из миллиона аксонов, которые выстреливают со средней частотой около 10–20 спайков в секунду, что опять же дает в сумме десятки миллионов спайков в секунду[318]. Со стороны может показаться, будто мозг – несколько переусложненный механизм для переработки десятков миллионов входящих сигналов в секунду примерно в такое же количество исходящих сигналов, вроде телевизора, который преобразует данные из кабеля или с антенны в движущиеся картинки, которые можно смотреть.
Как же все входящие спайки влияют на мозг как таковой? Поскольку в ходе эволюции мозг научился принимать эти входящие данные, лавина чувственных ощущений на самом деле не переходит в атаку. Мозг от нее не теряет способности к действию, он просто меняется. Для всех органов чувств, кроме обоняния, у мозга оборудован входной порт под названием таламус, а обонятельные сигналы перерабатываются в другой области – обонятельной луковице. Эти участки в свою очередь связаны с участками коры головного мозга – первичной зрительной корой (сокращенно V1) в затылочной доле мозга и первичной слуховой корой в височной доле (см. рис. 7). Однако воздействие сенсорных данных ощущается далеко за пределами этих областей. Считается, что обработкой сенсорных данных занимается более 40 % коры[319]. В зрительной системе – самой обширной и сложной из всех органов чувств человека – информация распространяется от V1 к двум наборам участков мозга, каждый из которых регистрирует разные особенности каждого стимула. Так называемый дорсальный путь – полоса, идущая по верху затылочной и теменной долей, – классифицирует зрительные стимулы по грубым отличиям – например, по расположению и движению в пространстве, а вентральный путь, ведущий по основанию затылочной и височной долей, специализируется на более тонком анализе – в том числе на распознавании конкретных предметов и лиц. Подобные же пути иерархически расположенных областей, где происходит переработка данных, распознают звуки, запахи, вкусы и осязательные ощущения.
Входящие сенсорные сигналы, поступающие в мозг, распространяются в итоге практически повсеместно, будто сплетни среди друзей и родственников, разбросанных по городам и весям. Даже области особо тонкого и хитроумного распознавания продолжают реагировать и на самые простые стимулы. Например, изображение вспыхивающих линий вызывают нейронную реакцию по обоим путям обработки зрительной информации, и дорсальному, и вентральному, причем по всей их длине. Но самое удивительное – участки мозга, специализирующиеся на обработке одного типа стимулов, способны реагировать и на другие стимулы, подобно средневековым цирюльникам, которые были заодно и зубодерами. В частности, исследователи показали, что нейронные сигналы в зрительной коре иногда соответствуют слуховым стимулам[320]; есть и работы, где говорится о реакции слуховой коры и на зрительные, и на осязательные стимулы. На простые стимулы реагируют и участки мозга, которые, как уже установлено, играют другую роль, не имеющую отношения к восприятию сенсорных данных[321]. Элементарные зрительные и слуховые входящие стимулы активируют в том числе и участки лобной коры – средоточие «исполнительной власти» мозга. Зрительную реакцию в лобных областях можно наблюдать даже под наркозом, а это доказывает, что сенсорные стимулы проникают в мозг очень глубоко, пусть мы их и не осознаем[322]. В начале двухтысячных нейрофизиолог Марк Райхле заметил любопытное явление: многие стимулы, наоборот, постоянно деактивируют целую группу не связанных друг с другом областей мозга, иначе говоря, входящие сенсорные данные, похоже, снижают уровень нейронной активности в этих регионах[323]. Деактивированные области составляют значительную долю коры головного мозга, и в основном это территории вне известных нам систем обработки сенсорной или моторной информации. Эти области получили название «сеть по умолчанию», поскольку, судя по всему, особенно активны именно тогда, когда не происходит ничего примечательного.
На происходящее в мозге влияют даже очень слабые внешние стимулы. Большинство нейробиологических исследований сенсорных реакций изучают, мягко говоря, не самое слабое воздействие: ученые вызывают краткие эпизоды активности мозга при помощи кратковременных мощных стимулов. Например, зрительную реакцию изучают, измеряя импульсы активности или изменения на фМРТ, когда изображение на мониторе компьютера каждые пару секунд меняется с унылого серого поля на яркую красно-зеленую шахматную доску. Чтобы изучить динамику мозговой деятельности без таких навязчивых стимулов, исследователи проводят совсем другие эксперименты: наблюдают мозг испытуемого при неизменных условиях на протяжении нескольких минут, пока он просто пассивно лежит в сканере (и при этом его просят не засыпать!)
