Книга: Как работает ваш мозг. Внутри самого сложного объекта во Вселенной
Назад: 5 Ощущения и восприятие
Дальше: Восприятие времени: как наш мозг создает «сейчас»
Сенсорный букварь
Мы идем по миру, не задумываясь дважды. Но каждое мгновение наши органы чувств подвергаются атакам стимулов, которые мозг превращает в восприятие упорядоченных и имеющих смысл объектов и событий.
Например, вы едете на мотоцикле. Это опыт, наполненный чувственным восприятием: вы видите движение, зелень деревьев, голубое небо; ощущаете давление ветра, звук и вибрацию мотора. Простые ощущения затем сводятся в сложное понимание ваших действий. Ваше восприятие – это не набор отдельных впечатлений, а единое целое: вы едете на мотоцикле.
Как мозг проворачивает этот невероятный фокус?
Первый этап – получить информацию от органов чувств. Мы этого почти не ощущаем, но мозг делает огромную работу, основная часть которой не фиксируется сознанием.
Хотя этот навык кажется очень простым, он настолько тонко и сложно устроен, что оказалось невозможным создать компьютер, способный выполнить эту работу так же качественно. Сотрудник службы безопасности аэропорта, досматривающий багаж, и врач, изучающий рентгеновский снимок на предмет опухоли, – прекрасные примеры навыка, при котором сенсорная система позволяет нам принимать очень неочевидные и сложные решения, и пока никакой суперкомпьютер не смог с ним сравниться. То же самое можно сказать о непрерывных процессах обработки сенсорной информации, происходящих в мозге. Мы прекрасно оснащены крайне чувствительными сенсорами, и нам даже не обязательно знать, как это все работает.
Зато мы прекрасно осознаем пять основных чувств: вкус, запах, зрение, слух и осязание. Эту систему составили еще древние греки, но с научной точки зрения она не вполне обоснована. Можно распределить ощущения не по тому, как мы их воспринимаем, а в соответствии с тем, как с ними разбирается наш мозг. В таком случае у нас четыре чувства, так как у мозга четыре типа сенсорных рецепторов: свет (зрение), химические вещества (вкус и запах), механическое усилие (слух, осязание и равновесие) и повреждение тканей (боль). Или семь чувств, так как существует семь нервных путей, передающих сенсорные сигналы по мозгу, в том числе обонятельный нерв и зрительный нерв.
Затем, когда информация прошла по мозгу и достигла конечного пункта, ее обрабатывают шесть участков коры больших полушарий. Каждый участок отвечает за определенный тип обработки: зрительной, слуховой, соматосенсорной (ощущения тела), обонятельной (запах), вкусовой и вестибулярной (равновесие).
Поэтому если речь идет об ощущениях в мозге, есть смысл говорить о шести, а не о пяти чувствах. Зоны делятся дальше – например, соматосенсорная зона охватывает осязание и боль, а также движение и положение конечностей в пространстве, и все это ощущается очень по-разному, поэтому их можно было бы посчитать, как отдельные «чувства».
Рис. 5.1. Сенсорные зоны коры головного мозга
Другая сложность в обозначении ощущений заключается в том, что они часто сливаются вместе, и сложно определить степень участия каждого в конкретном восприятии. Когда человек стоит на одной ноге, ему кажется, что больше задействован вестибулярный аппарат, отвечающий за равновесие. Но если попросить его закрыть глаза, то он потеряет равновесие примерно в четыре раза быстрее. На самом деле зрение присутствует практически во всем. Например, у вас может закружиться голова во время прогулки по горным хребтам, потому что детали окрестностей в обозримом пространстве почти не меняются и вы как будто идете с закрытыми глазами.
Точно так же вкус еды связан не только со вкусовыми рецепторами во рту, но и с обонятельными рецепторами, находящимися в носу и задней части рта. Важно и то, как еда чувствуется и выглядит – например, вязкость йогурта и шипучесть лимонада. Поэтому для производителя продуктов подобрать правильную текстуру и цвет еды не менее важно, чем создать правильный вкус. По меньшей мере часть вкуса еды мы воспринимаем даже раньше, чем кладем ее в рот.
Сочетание ощущений
Как мозг сочетает ощущения в единый непрерывный опыт, мы понимаем лишь отчасти. Известно, что часть интеграции происходит в стволе головного мозга. Существуют прямые рефлекторные связи, связывающие разные чувства. Например, так соединены зрение и равновесие, поэтому когда вы киваете головой, ваши глаза автоматически перемещаются в глазницах, чтобы сохранить ясность зрения. Не так давно мы обнаружили прямые связи между шестью сенсорными участками в коре головного мозга, позволяющие разным зонам мозга делиться информацией друг с другом.
Другие участки коры головного мозга получают проекции от нескольких органов чувств и сливают эту информацию вместе насколько согласованно, что вы не смогли бы различить визуальный и слуховой сигналы.
Задача действительно огромная. Мозг получает невероятный объем данных: более 200 млн сенсорных рецепторов, почти 3 млн сенсорных тканей, 16 млрд клеток коры головного мозга – и все они в любой определенный момент делают свой небольшой вклад, а мозгу доступен лишь определенный объем памяти и энергии для обработки этой информации.
Даже если вы сидите дома и смотрите телевизор, понять окружающий мир – невероятная задача. Ваш мозг потребляет 20 % энергетического бюджета тела, но в каждый момент времени кровь способна снабдить мозг достаточным объемом энергии для поддержания только 3 % нейронов на пике активности. Это похоже на свет, включенный только в той комнате дома, где вы находитесь. Мозг направляет энергию к тем участкам мозга, которые вы в данный момент используете. Может показаться, что 3 % – это мало, но это около 500 млн клеток мозга.
Поэтому у мозга возникает проблема: объем информации, поступающей из внешнего мира, значительно превосходит имеющиеся пространства хранения и объемы энергии. Мозг решает ее, выбрасывая большинство полученных данных, и у него припасена пара приемов, позволяющих добиться этого без возникновения помех в системе.
Первый из них – это выбрасывать несознательно. Если вы не знаете о том, что чего-то не знаете, то не понимаете, что чего-то не хватает. Мозг очень хорошо представляет, какие кусочки выкинуть в любой отдельно взятый момент. Значительную часть времени мы совершенно не осознаем вес наших конечностей и ощущение одежды на коже. Наши сенсорные системы выбрасывают эту информацию, потому что в краткие сроки она не меняется и мозг заключает, что это не важно.
То же верно и относительно других наших органов чувств. Это хорошо видно на известной оптической иллюзии, эффекте Трокслера. Если смотреть на фиксированную точку в центре, изображение по краям скоро исчезнет – сенсорная система определит, что края изображения менее важны, чем то, на чем вы фокусируетесь.
Рис. 5.2. Эффект Трокслера
Необходимость выкидывать так много сенсорных данных означает, что их всегда недостаточно, чтобы понять происходящее вокруг, и приходится строить догадки. Но мозг хорошо угадывает, сочетая входящие сенсорные данные с имеющимся опытом, он умеет находить смысл в далеко не идеальной информации.
Ученые изучают этот процесс с помощью байесовского вывода – статистического метода, работающего на основе вероятности (см. главу 1). Мозг делает выводы автоматически и без сознательного восприятия, поэтому мы даже не принимаем во внимание, как много из того, что мы испытываем, в действительности строится на умных выводах.
В конечном итоге мы видим, слышим и осязаем отчасти основываясь на том, что ожидаем увидеть, услышать и почувствовать. Люди в целом сходятся относительно того, что они видят и слышат, но так как все строится на неосознанной интерпретации, которая у разных людей варьируется, возникают и закономерные разногласия. И поэтому игроки-соперники и болельщики так жарко спорят об одном и том же решении. Мозг выбросил детали, а догадки, необходимые, чтобы заполнить пробелы, и правда оказываются очень разными.
Звук движущихся точек
Как звучат движущиеся точки? Большинство из нас не могут ответить на этот вопрос, но только не люди со слуховой синестезией.Мелисса Саэнс, нейроученый из Калифорнийского технологического университета в Пасадене, получила ответ, когда посетитель, глядя на беззвучную заставку монитора, спросил: «Еще кто-то это слышит?» Она поговорила с ним и обнаружила все признаки синестезии: сигнал одного органа чувств затрагивал сенсорное переживание в другом. Некоторые люди воспринимают буквы, числа, слова и запахи окрашенными в определенные цвета, другие способны попробовать на вкус музыку, третьи могут видеть время в особой фиксированной форме. Оказалось, что существует еще слуховая синестезия, при которой движение сопровождается звуками: постукиванием или жужжанием.Неизвестно, насколько распространена синестезия – большинство синестетиков переживают мир таким образом всегда и удивляются, что у окружающих по-другому. Так как чувства каждого человека очень сложно связаны в мозге, возможно, это явление более распространенное, чем мы думаем.
