Глава 4

Зомби в мозге

Его всегда привлекали только такие дела, в которых есть что-нибудь необычайное, а порою даже фантастическое.

Д-р Джеймс Уотсон

Дэвид Милнер, нейропсихолог из Сент-Эндрюсского университета в Файфе, Шотландия, так торопился добраться до больницы, чтобы обследовать свою новую пациентку, что чуть не забыл взять с собой заметки с описанием ее состояния. Вернувшись домой, он схватил папку с историей болезни Дайен Флетчер и снова выскочил под проливной дождь. История Дайен была простой, но трагической. Недавно она переехала в Северную Италию, где работала коммерческим переводчиком. Вместе с мужем они сняли прекрасную квартиру недалеко от средневекового центра города, не менее роскошную, чем их постоянный дом в Канаде, – со свежевыкрашенными стенами, новой кухонной техникой и отремонтированной ванной комнатой. Увы, их счастье длилось недолго. Однажды утром, когда Дайен пошла в душ, у нее не возникло и тени подозрений, что бойлер смонтирован неправильно. Когда пропан вспыхнул и две конфорки накалились докрасна, нагревая воду, в маленькой ванной стал скапливаться угарный газ. Не домыв волосы, Дайен потеряла сознание и рухнула на кафельный пол. Ее лицо стало ярко-розовым от необратимого связывания монооксида углерода с гемоглобином в крови. Она пролежала на полу минут двадцать, пока в ванную не зашел ее муж. Если бы не он, Дайен бы умерла в течение часа. Хотя она выжила и быстро пошла на поправку, близкие вскоре поняли, что часть ее исчезла навсегда, вместе с атрофированной тканью головного мозга.

Когда Дайен вышла из комы, оказалось, что она ослепла. Через пару дней она могла распознавать цвета и текстуры, но не формы предметов и лица – включая лицо мужа или собственное отражение в карманном зеркальце. В то же время она не испытывала сложностей с распознаванием людей по голосам и с легкостью могла назвать предмет, который клали ей в руки.

Доктор Милнер, питавший давний интерес к проблемам со зрением после инсультов и других повреждений головного мозга, охотно согласился осмотреть больную. Ему сказали, что Дайен приехала в Шотландию, где живут ее родители, в надежде найти врача, который мог бы ей помочь. Едва доктор Милнер приступил к своим обычным тестам, стало очевидно, что Дайен была слепа во всех традиционных смыслах этого слова. Она не могла прочесть самые большие буквы на оптометрической таблице и даже определить, сколько пальцев – два или три – он ей показывал.

В какой-то момент доктор Милнер взял карандаш.

– Что это? – спросил он.

Дайен, как обычно, немного подумала, а потом сделала нечто неожиданное.

– Позвольте мне взглянуть, – сказала она и, протянув руку, выдернула карандаш из его пальцев.

Доктор Милнер был ошеломлен – не столько ее способностью идентифицировать предмет на ощупь, сколько ловкостью, с которой она его схватила. Когда Дайен потянулась за карандашом, ее пальцы устремились в нужном направлении, проворно схватили его и положили на колени. Вы бы никогда не подумали, что эта женщина слепая. Казалось, кто-то другой – бессознательный зомби внутри – руководил ее действиями. (Когда я говорю «зомби», я имею в виду совершенно несознательное существо, которое тем не менее никогда не спит. Оно всегда настороже и способно выполнять сложные движения, подобно жутким созданиям в культовом фильме «Ночь живых мертвецов».)

Заинтригованный, доктор Милнер решил провести ряд экспериментов.

Он показал Дайен прямую линию и спросил:

– Эта линия вертикальная, горизонтальная или наклонная?

– Я не знаю, – ответила она.

Тогда он показал ей вертикальную щель (на самом деле это был почтовый ящик с прорезью для писем) и попросил описать ее ориентацию. Дайен снова сказала:

– Я не знаю.

Доктор вручил ей конверт и велел просунуть его в щель.

– О, я не могу этого сделать, – покачала головой женщина.

– И все-таки попробуйте! Притворитесь, что вы отправляете письмо.

Дайен колебалась.

– Ну же, попробуйте, – настаивал доктор Милнер.

Дайен взяла письмо и поднесла его к щели, повернув руку таким образом, чтобы ориентация письма совпала с ориентацией прорези. Еще одно уверенное движение – и Дайен просунула письмо в щель. А ведь она даже не могла сказать, вертикальная она, горизонтальная или наклонная! Дайен выполнила инструкцию без какого-либо сознательного понимания, как будто тот самый зомби снова взял дело в свои руки и без труда отправил письмо за нее.

Действия Дайен вызывают изумление, потому что обычно мы думаем о зрении как об одиночном процессе. Когда абсолютно слепой человек протягивает руку, берет письмо, поворачивает его и просовывает в отверстие, которое он не «видит», это кажется нам проявлением почти паранормальных способностей. Но все совсем не так.

Чтобы понять, что переживает Дайен, мы должны отказаться от всех общепринятых представлений о том, что такое зрение. Прочитав следующие несколько страниц, вы обнаружите, что восприятие гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.

Как и большинство людей, вы, вероятно, принимаете зрение как нечто само собой разумеющееся. Вы просыпаетесь утром, открываете глаза и – вуаля! – оно здесь, в полном вашем распоряжении. Мы видим без всяких усилий, автоматически, а потому не понимаем, что зрение – невероятно сложный и вместе с тем в высшей степени загадочный процесс. Подумайте о том, что происходит каждый раз, когда вы куда-нибудь смотрите. Как отметил мой коллега Ричард Грегори, все, что у вас есть, – два крошечных перевернутых двумерных изображения внутри ваших глазных яблок, однако воспринимаете вы единый панорамный трехмерный мир. Как же происходит эта чудесная трансформация?

Многие люди ошибочно полагают, будто зрение – сканирование некой внутренней картинки. Например, недавно я был на вечеринке, и один молодой человек спросил меня, чем я зарабатываю на жизнь. Когда я сказал ему, что интересуюсь тем, как люди видят вещи – и какую роль играет в восприятии наш мозг, – он нахмурился.

– А что там изучать?

– Ну, – сказал я, – что, по-вашему, происходит в мозге, когда вы смотрите на предмет?

Он посмотрел на бокал шампанского, который держал в руке.

– Э-э-э… в моем глазном яблоке находится перевернутое изображение этого бокала. Игра света и тени активирует фоторецепторы на моей сетчатке. Потом этот узор, пиксель за пикселем, передается по специальному кабелю – зрительному нерву – и отображается на экране в моем мозгу. Разве это не так, как я вижу бокал шампанского? Ах да, забыл: мозгу еще нужно перевернуть изображение обратно.

Хотя его знания о фоторецепторах и глазной оптике были впечатляющими, объяснение – что где-то внутри мозга находится некий экран, на котором отображаются бокалы, – представляет собой серьезную логическую ошибку. Допустим, бокал шампанского действительно отображается на неком внутреннем экране. Тогда в мозге должен жить маленький человечек, который этот образ увидит. Впрочем, это тоже не решение проблемы, если, конечно, в голове этого маленького человечка не живет человечек еще меньше, который видит образы на внутреннем экране первого маленького человечка, и так далее, до бесконечности. В итоге вы получите бесконечный регресс глаз, образов и маленьких человечков, но так и не решите проблему восприятия.

Посему первый шаг в понимании восприятия – избавиться от идеи образов в мозге и начать думать о символических описаниях предметов и событий во внешнем мире. Хорошим примером символического описания является письменный абзац, подобный абзацам на этой странице. Если вашему другу из Китая вдруг захочется узнать, как выглядит ваша квартира, вам вовсе не нужно телепортировать в Китай весь дом. Достаточно написать письмо с описанием нескольких комнат. Разумеется, чернильные закорючки – слова и абзацы – не имеют никакого физического сходства с вашей спальней. Письмо – ее символическое описание.

Что же подразумевается под символическим описанием в мозге? Нет, не чернильные закорючки, а язык нервных импульсов. Человеческий мозг содержит многочисленные области для обработки изображений, каждая из которых состоит из сложной сети нейронов, специализирующихся на извлечении определенных типов информации. Любой объект вызывает уникальный паттерн активности целого подмножества таких областей, который и «информирует» высшие центры мозга о том, на что именно вы смотрите – на карандаш, книгу или лицо. Эти паттерны активности символизируют (или репрезентируют) видимые объекты почти так же, как чернильные закорючки на бумаге символизируют (или репрезентируют) вашу спальню. В этом смысле ученый, изучающий зрение, подобен криптографу, который пытается взломать сложный шифр: его главная задача – расшифровать код, используемый мозгом для создания таких символических описаний.

Рис. 4.1

Куб Неккера. Обратите внимание, что мозг может интерпретировать этот рисунок двумя способами: куб либо ориентирован вверх и влево, либо вниз и вправо. Восприятие меняется, хотя изображение на сетчатке остается постоянным.

Таким образом, восприятие – нечто большее, нежели простое воспроизведение изображения в вашем мозге. Если бы зрение было точной копией реальности (как фотография), то при постоянстве изображения на сетчатке восприятие должно оставаться неизменным. Но это не так. Ваше восприятие может радикально измениться, даже если изображение на сетчатке останется прежним. Яркий пример тому был обнаружен в 1832 году швейцарским кристаллографом Л. А. Неккером. Однажды он рассматривал в микроскоп кубовидный кристалл и тот внезапно перевернулся. Каждый раз, когда он смотрел, кристалл, казалось, менял свою ориентацию – но это физически невозможно! Подумав, Неккер решил, что, должно быть, переворачивается не сам кристалл, а что-то внутри его собственной головы. Чтобы проверить свою догадку, он нарисовал кристалл карандашом, и – о чудо! – нарисованный кристалл тоже переворачивался (рис. 4.1). Вы можете увидеть его ориентированным вверх или вниз, в зависимости от того, как ваш мозг интерпретирует изображение, хотя на сетчатке оно остается постоянным, то есть не меняется вообще. Таким образом, каждый акт восприятия, даже такой простой, как смотрение на нарисованный куб, включает некий акт суждения, выполняемый мозгом.

При вынесении этих суждений мозг исходит из того, что мир, в котором мы живем, не хаотичен и не аморфен; он обладает устойчивыми физическими свойствами. В ходе эволюции – и частично в детстве как результат обучения – эти устойчивые свойства инкорпорируются в зрительные области как определенные «допущения» или скрытые знания о мире, которые впоследствии можно использовать для устранения двусмысленностей в восприятии. Например, когда некоторое количество точек перемещаются одновременно – как пятна на леопарде, – они, скорее всего, принадлежат одному объекту. Поэтому стоит вам увидеть множество точек, движущихся вместе, ваша зрительная система делает разумный вывод, что их одновременное движение едва ли является простым совпадением, – а если это не совпадение, значит, это один объект. Его вы и видите. Неудивительно, что немецкий физик Герман фон Гельмгольц (основоположник науки о зрении) называл восприятие «бессознательным умозаключением».

Взгляните на затененные круги на рисунке 4.2. Это просто плоские диски, но примерно половина из них кажутся выпуклыми и напоминают яйца, а другая половина выглядят вдавленными и напоминают углубления. Присмотревшись, вы заметите, что диски, которые сверху светлые, кажутся выпуклыми, а темные – вдавленными. Если вы перевернете страницу вверх ногами, то увидите, что «яйца» и «углубления» поменялись местами. Причина в том, что при интерпретации формы затененных изображений ваша зрительная система исходит из «встроенного» допущения о том, что солнце светит сверху. Следовательно, в реальном мире выпуклый предмет, обращенный к вам, будет получать свет сверху, а впадины – снизу. Поскольку все мы эволюционировали на планете с одним солнцем, которое обычно светит сверху, такое предположение разумно. Конечно, иногда оно висит у линии горизонта, но, по статистике, солнечный свет обычно исходит сверху и, конечно, никогда снизу.

Не так давно я был приятно удивлен, обнаружив, что Чарльз Дарвин знал об этом принципе. На хвостовых перьях фазана аргус имеются серые дискообразные отметины, которые очень похожи на те, что вы видите на рисунке 4.3; однако все они затенены либо слева, либо справа, а не внизу или наверху. Дарвин предположил, что птица может использовать их как сексуальный «призыв» во время ритуала ухаживания; в самом деле, «металлические» диски на перьях можно рассматривать как птичий эквивалент ювелирных изделий. Но если так, то почему они затенены слева и справа, а не вверху и внизу? По мнению Дарвина, все дело в том, что во время ухаживания перья торчат. Он не ошибся: так оно и есть, иллюстрируя поразительную гармонию между ритуалом ухаживания и направлением солнечного света в зрительной системе птиц.

Рис. 4.2

Смесь яиц и углублений. Затененные диски идентичны, за исключением того, что половина из них сверху светлые, а половина – темные. Те, которые сверху светлые, всегда воспринимаются как выпуклые яйца, а те, которые сверху темные, – как углубления. Это связано с тем, что зрительные области в вашем мозге имеют встроенное чувство, что солнце светит сверху. В этом случае выпуклости (яйца) должны быть светлыми сверху, а углубления – светлыми внизу.

Если вы перевернете страницу вверх ногами, яйца превратятся в углубления, а углубления – в яйца.

Еще более убедительные доказательства существования всех этих необычайно сложных процессов можно почерпнуть из неврологии – от пациентов с высоко селективными дефицитами зрения. Если зрение заключается в простом отображении образа на нейронном экране, то в случае нейронального повреждения логично ожидать, что человек перестанет видеть отдельные фрагменты «картинки» или всю «картинку» целиком, в зависимости от степени поражения. Однако в реальности все иначе. Чтобы понять, что на самом деле происходит в мозге таких больных и почему они вообще столкнулись с этими специфическими проблемами, давайте взглянем на анатомические пути, связанные со зрением.

Рис. 4.3

На хвостовых перьях фазана аргус имеются яркие дискообразные отметины, обычно затененные слева направо, а не сверху вниз. Чарльз Дарвин заметил, что во время ритуала ухаживания птица поднимает хвост. В этом случае диски становятся светлыми сверху, что делает их заметно выпуклыми, как яйца на рисунке 4.2. Вероятно, это является ближайшим эквивалентом птичьих ювелирных украшений.

Когда я был студентом, нас учили, что информация из глазных яблок поступает по зрительному нерву в зрительную кору в задней части головного мозга (так называемую первичную зрительную кору) и что именно здесь происходит то, что мы подразумеваем под словом «видеть». В этой части мозга находится поточечная карта сетчатки – иными словами, каждая точка в пространстве, видимая глазом, соответствует определенной точке на этой карте. Как мы об этом узнали? Дело в том, что при повреждении первичной зрительной коры – скажем, пулей – в зрительном поле возникает соответствующая дыра, или слепое пятно. Более того, из-за некоего поворота в нашей эволюционной истории каждая сторона вашего мозга видит противоположную сторону мира (рис. 4.4). Если вы посмотрите прямо, весь мир слева от вас будет отображаться на вашу правую зрительную кору, а мир справа – на вашу левую зрительную кору.

Однако само по себе существование этой карты не объясняет способность видеть, поскольку, как я уже говорил, в нашем мозге нет никакого маленького человечка, который смотрит на то, что отображается на первичной зрительной коре. Карта служит своего рода сортировочным или редакционным отделом, в котором избыточная или бесполезная информация отбрасывается, а определенные характерные атрибуты зрительного образа – такие, как края, – наоборот, выделяются. (Вот почему карикатурист может создать живую картинку всего несколькими штрихами пера, наметив только контуры или края; фактически он делает то, на чем специализируется ваша зрительная система). Отредактированная информация затем передается примерно тридцати различным зрительным областям в мозге, каждая из которых получает полную или частичную карту видимого мира. (Сравнения с «сортировочным отделом» и «ретранслятором» не совсем уместны, поскольку эти первичные области выполняют довольно сложные анализы образов и содержат проекции из высших зрительных центров. Позже мы еще вернемся к данной теме).

Возникает интересный вопрос: зачем нам тридцать областей? Мы не знаем точного ответа, но они, похоже, предназначены для извлечения разных атрибутов зрительной сцены – цвета, глубины, движения и т. п. При выборочном повреждении одной или нескольких областей вы сталкиваетесь с парадоксальными психическими нарушениями, которые наблюдаются у ряда неврологических больных. Один из самых известных примеров в неврологии – случай со швейцаркой (я буду называть ее Ингрид), которая страдала «слепотой к движению». У Ингрид было двустороннее повреждение так называемой зоны MT. В большинстве отношений ее зрение оставалось нормальным; она могла определять форму предметов, узнавать людей и читать книги. Но если она смотрела на бегущего человека или едущую по шоссе машину, она видела череду статических, стробоскопических изображений вместо непрерывного движения. Она боялась переходить улицу, ибо не могла оценить скорость приближающихся автомобилей, хотя запросто могла назвать марку, цвет и даже номерной знак любой машины. Она жаловалась, что беседа с кем-то тет-а-тет ничем не отличалась от разговора по телефону, поскольку она не видела изменений в выражении лица, сопровождающих обычный разговор. Даже такое простое предприятие, как налить чашку кофе, превратилось для нее в подлинное испытание: жидкость неизбежно переливалась и растекалась по полу. Она никогда не знала, когда нужно изменить угол наклона кофейника, ибо не могла оценить, как быстро наполняется чашка. Вам и мне все это кажется таким легким, что мы воспринимаем эти способности как должное. И лишь когда что-то идет не так, мы начинаем понимать, насколько сложно устроена наша зрительная система на самом деле.

Рис. 4.4

Нижняя часть человеческого мозга, вид снизу. Обратите внимание на любопытное расположение волокон, идущих от сетчатки к зрительной коре. Изображение в левом зрительном поле (показано темно-серым) попадает на правую сторону сетчатки правого и левого глаз. Внешние (височные) волокна из правого глаза (показаны светло-серым) идут в правую (зрительную) кору, не пересекаясь в хиазме. Внутренние (назальные) волокна левого глаза (показаны темно-серым) пересекаются в хиазме и также идут в правую зрительную кору. Таким образом, правая зрительная кора «видит» левую сторону мира.

Поскольку существует систематическая карта сетчатки в зрительной коре, «дыра» в зрительной коре приведет к соответствующему слепому пятну (или скотоме) в зрительном поле. При полном удалении правой зрительной коры человек перестанет видеть левую половину мира.

Другой пример включает цветовое зрение. Пациенты с двусторонним поражением зоны V4 полностью слепы к цвету (эта слепота отличается от более распространенной формы врожденной цветовой слепоты, возникающей из-за недостатка чувствительных к цвету пигментов в глазу). В своей книге «Антрополог на Марсе» Оливер Сакс описывает художника, который не заметил, что перенес инсульт. Впрочем, когда он вечером вернулся домой, то с ужасом обнаружил, что все его цветные картины внезапно стали черно-белыми. На самом деле весь мир был черно-белым! Вскоре он понял, что изменились не картины, а он сам. Когда он посмотрел на жену, ее лицо показалось ему грязно-серого цвета, как у крысы.

Итак, мы разобрались с двумя из тридцати областей – MT и V4, – но как насчет всех остальных? Несомненно, они делают что-то не менее важное, но мы пока толком не знаем, каковы их функции. Тем не менее, несмотря на невероятную сложность и огромное количество структур, задействованных в зрении, вся система, похоже, обладает относительно простой общей организацией. Информация из глазных яблок устремляется в мозг по двум путям: один из них филогенетически старый, а второй более новый – именно он наиболее развит у приматов, включая людей. Кроме того, между этими двумя системами, по-видимому, существует четкое разделение труда.

Старый путь идет от глаза прямо к так называемому верхнему двухолмию в стволе мозга, а оттуда – в кору, прежде всего в теменные доли. Новый путь идет к латеральному коленчатому ядру – кластеру клеток, который является ретрансляционной станцией на пути к первичной зрительной коре (рис. 4.5 на стр. 108). Оттуда зрительная информация передается тридцати (или около того) зрительным областям для дальнейшей обработки.

Почему у нас есть старый путь и новый путь?

Возможно, старый путь сохранился как своего рода «система раннего оповещения» и связан с тем, что иногда называют «ориентировочным поведением». Например, если слева от меня возникает некий крупный объект, этот более старый путь говорит мне, где именно он находится. Чтобы посмотреть на него, я поворачиваю глазные яблоки, голову и тело. Благодаря этому примитивному рефлексу потенциально важные события попадают в центральную ямку – небольшое углубление в сетчатке, обладающее максимальной остротой зрения.

На данном этапе я подключаю филогенетически более новую систему, которая позволяет мне определить, что представляет собой объект, ибо только тогда я могу решить, как на него реагировать. Должен ли я схватить его, уклониться, убежать, съесть его, сразиться с ним или заняться с ним любовью?

Повреждение второго пути, особенно в первичной зрительной коре, приводит к слепоте в обычном смысле слова. Чаще всего она вызвана инсультом – закупоркой или разрывом одного из крупных сосудов, снабжающих мозг. Если таким сосудом оказывается артерия в задней части мозга, повреждения могут наблюдаться как на левой, так и на правой стороне первичной зрительной коры. При поражении правой первичной коры человек слеп в левом поле зрения, а при поражении левой первичной коры – в правом. Такого рода слепота – гемианопия – известна давно.

Рис. 4.5

Анатомическая организация зрительных путей. Схематическое изображение левого полушария, вид слева.

Волокна из глазного яблока разветвляются на два параллельных «потока»: новый путь, идущий к латеральному коленчатому ядру (здесь показан на поверхности, хотя на самом деле он находится внутри таламуса, а не височной доли), и старый путь, идущий к верхнему двухолмию в стволе мозга.

Новый путь затем идет в зрительную кору и снова разделяется на два пути (белые стрелки) – путь «как» в теменных долях, который связан с хватанием, ориентированием и другими пространственными функциями, и путь «что» в височных долях, связанный с распознаванием объектов. Эти два пути были открыты Лесли Унгерлидером и Мортимером Мишкиным из Национальных институтов здоровья (США).

Впрочем, и здесь не обходится без сюрпризов. Доктор Ларри Вайскранц, ученый из Оксфордского университета, провел очень простой эксперимент, который озадачил многих специалистов по зрению. Некоторое время назад его пациент (известный как Д. Б., я буду называть его Дрю) перенес операцию по удалению аномального пучка кровеносных сосудов в мозге. Сосуды были удалены вместе с небольшим количеством нормальной мозговой ткани. Поскольку деформированный пучок располагался в правой первичной зрительной коре, в результате процедуры Дрю перестал видеть левую половину мира. Не важно, использовал он свой левый глаз или правый – если он смотрел прямо, он не видел ничего, что находилось слева. Другими словами, хотя он мог видеть обоими глазами, ни один глаз не видел собственное левое поле зрения.

После операции врач-офтальмолог, доктор Майк Сандерс, попросил Дрю посмотреть прямо вперед, на точку фиксации, расположенную в центре устройства, похожего на огромный полупрозрачный шар для пинг-понга. Все зрительное поле Дрю было заполнено однородным фоном. Затем на разных частях изогнутого экрана, установленного на внутренней стороне «шара», стали появляться пятна света. Каждый раз, когда такое пятно попадало в интактное зрительное поле, Дрю говорил: «Да, да, я вижу его», но когда пятно попадало в слепую область, он ничего не говорил. Он просто его не видел.

Пока все шло нормально. А затем доктор Сандерс и доктор Вайскранц заметили кое-что очень-очень странное. Дрю был явно слеп в левом поле зрения, однако если в этой области оказывалась рука экспериментатора, Дрю тянулся прямо к ней! Исследователи снова попросили Дрю смотреть вперед. Слева от точки фиксации они установили подвижные маркеры. Опять же он смог указать на них, хотя настаивал, что на самом деле их «не видел». В ходе следующего эксперимента ученые поднимали палку вертикально или горизонтально и просили его угадать, как именно расположена палка. Дрю с легкостью справился с этой задачей, но повторил, что не видит палку. В одной такой серии «догадок» Дрю не сделал ни единой ошибки.

– Знаете ли вы, как хорошо справились с заданием? – спросили его.

– Нет, – ответил Дрю, – я же ничего не видел.

– Тогда как вы угадывали? Что подсказывало вам, держим мы палку вертикально или горизонтально?

– Понятия не имею, я же ничего не видел.

Наконец, его спросили:

– Значит, вы не знали, что отвечали правильно?

– Нет, – ответил Дрю с недоверием.

Доктор Вайскранц и его коллеги дали этому феномену оксюморонное название – «слепозрение» – и продолжили изучать его у других пациентов. Их находки оказались настолько удивительными, что многие люди до сих пор не признают, что такое вообще возможно.

Доктор Вайскранц неоднократно спрашивал Дрю о «зрении» в слепом левом поле, и бо́льшую часть времени Дрю говорил, что ничего не видит. Под давлением он иногда сообщал о «чувстве», что стимул приближался или удалялся или был «гладким» или «зазубренным». Тем не менее Дрю всегда подчеркивал, что ничего не видит в смысле «зрения»; что, как правило, он просто угадывает, и что ему трудно описать словами, как это получается: все происходит само собой, без намека на сознательное восприятие. Исследователи не сомневались, что Дрю давал надежные и честные ответы и всегда сообщал, когда тестовые объекты оказывались в непосредственной близости от границ его нормального зрительного поля.

Если оставить в стороне экстрасенсорное восприятие, как вы объясните слепозрение – человек указывает или правильно угадывает наличие объекта, который он не может воспринимать сознательно? Согласно доктору Вайскранцу, парадокс разрешается, если принять во внимание разделение труда между двумя зрительными путями, которые мы рассмотрели ранее. В частности, несмотря на то что первичная зрительная кора Дрю была повреждена – и он ослеп – его филогенетически примитивный «ориентировочный» путь остался интактным. Возможно, именно он и опосредует слепозрение. Другими словами, «невидимое» пятно света в слепой области – даже если оно не способно активировать новый, поврежденный путь – передается через верхнее двухолмие в высшие центры мозга, такие как теменные доли, которые и направляют к нему руку Дрю. Эта смелая интерпретация приводит нас к весьма экстравагантному выводу: только новый путь способен к сознательному восприятию («я вижу это»), тогда как старый путь может использовать зрительный вход для всех типов поведения, даже если человек абсолютно не осознает, что происходит. Значит ли это, что сознание – особое свойство эволюционно более нового пути? Если да, то почему этот путь имеет привилегированный доступ к разуму? Эти вопросы мы обсудим в последней главе.

* * *

До сих пор мы рассматривали самую простую теорию восприятия, однако в действительности картина гораздо сложнее. Оказывается, информация в новом пути – пути, содержащем первичную зрительную кору, которая предположительно ведет к сознательному опыту (и повреждена у Дрю) – разветвляется на два отдельных потока. Один – это путь «где», который заканчивается в теменной доле (по бокам вашего мозга над ушами); другой – путь «что», который идет к височной доле (под висками). Похоже, каждая из этих двух систем предназначена для выполнения отдельного подмножества зрительных функций.

Вообще-то, путь «где» – термин не совсем корректный: данная система специализируется не только на «где» – пространственном расположении объектов, – но и на всех других аспектах пространственного зрения: способности организмов перемещаться, двигаться по пересеченной местности, не врезаться в предметы и не падать в ямы. Вероятно, именно она позволяет животному определять направление движущейся цели, оценивать расстояние до приближающихся или удаляющихся объектов и уклоняться от брошенного предмета. Если вы примат, она помогает вам хватать объект пальцами. Канадский психолог Мел Гудэйл даже предложил называть эту систему путем «как», ибо она, по-видимому, в основном отвечает за зрительно управляемые движения. (Так буду называть ее и я.)

Теперь вы можете почесать макушку и сказать: итак, что осталось? Осталась ваша способность идентифицировать объект; поэтому второй путь называется путь «что». Тот факт, что большинство из ваших тридцати зрительных областей на самом деле включены именно в эту систему, дает некоторое представление о ее важности. Штука, на которую вы смотрите, – это лиса, груша или роза? Лицо врага, друга или супруга? Дрю или Дайен? Каковы семантические и эмоциональные атрибуты этой штуки? Мне это важно? Я боюсь этого? Три исследователя, Эд Роллс, Чарли Гросс и Дэвид Перретт, обнаружили, что если поместить электрод в мозг обезьяны и отслеживать активность клеток в этой системе, вы заметите, что некоторые нейроны срабатывают только в ответ на фотографию определенного лица. Одна клетка может реагировать на доминирующего самца, другая – на полового партнера, третья – на суррогатного альфа-самца, то есть на экспериментатора. Это не означает, что одна-единственная клетка отвечает за весь процесс распознавания лиц; распознавание, вероятно, опирается на сеть из тысяч синапсов. Тем не менее эти так называемые лицевые нейроны являются важнейшей частью совокупности клеток, участвующих в распознавании лиц и других объектов. Информация из этих клеток каким-то образом передается в высшие центры в височных долях, отвечающие за «семантику» – все ваши воспоминания и знания о данном конкретном человеке. Где мы встречались раньше? Как его зовут? Когда в последний раз я его видел? Что он делал? Какие эмоции у меня вызывает его лицо?

Дабы лучше понять, что именно эти два потока – «что» и «как» – делают в мозге, я предлагаю провести мысленный эксперимент. В реальной жизни человек может перенести инсульт, травму головы или другие повреждения мозга, в результате чего может утратить разные звенья потоков «что» и «как». Но природа непостижима и неаккуратна, а потому такие потери редко ограничиваются только одним потоком, оставив другой в целости и сохранности. Итак, давайте предположим, что в один прекрасный день вы просыпаетесь и обнаруживаете, что ваш путь «что» выборочно уничтожен (возможно, злой врач ночью прокрался в ваш дом, ввел вас в бессознательное состояние и удалил обе ваши височные доли). Мой прогноз таков: когда вы проснетесь, весь мир будет похож на галерею абстрактных скульптур – возможно, выставку марсианского искусства. Ни один предмет, на который вы посмотрите, не вызовет у вас никаких эмоций или ассоциаций. Вы будете «видеть» эти предметы, их границы и формы, сможете протянуть руку и схватить их, потрогать пальцем и даже поймать, если я брошу один в вашу сторону. Другими словами, ваш путь «как» будет функционировать, как прежде. Однако вы не будете иметь ни малейшего представления, что это за предметы. Вопрос о том, будете ли вы «осознавать» хотя бы некоторые из них, весьма спорный: можно утверждать, что термин «сознание» не значит ничего, если вы не осознаете эмоциональное значение и семантические ассоциации того, на что смотрите.

Двое ученых, Гейнрих Клювер и Пол Бюси из Чикагского университета, провели такой эксперимент на обезьянах, хирургически удалив их височные доли, содержащие путь «что». Животные могли ходить и не натыкаться на прутья клетки – их путь «как» остался сохранным – но если им предлагали зажженную сигарету или лезвие бритвы, в большинстве случаев они тут же засовывали их в рот и принимались жевать. Самцы пытались совокупиться с другими животными, включая цыплят, кошек и даже самих экспериментаторов. Они были не гиперсексуальные – просто неразборчивые. С большим трудом они понимали, что такое добыча, что такое половой партнер, что такое пища и, в общем и целом, каково значение того или иного объекта.

Существуют ли люди с похожими нарушениями? В редких случаях при обширном повреждении обеих височных долей развивается кластер симптомов, схожих с тем, что сегодня мы называем синдромом Клювера–Бюси. Подобно обезьянам, они все тащат в рот (как дети) и демонстрируют неизбирательное сексуальное поведение, например делают непристойные предложения врачам или пациентам в соседних инвалидных колясках.

Такие крайности поведения известны уже давно и придают достоверности идее о том, что между этими двумя системами существует четкое разделение труда, – что возвращает нас опять к Дайен. Хотя ее нарушения далеки от подобных крайностей, у Дайен также наблюдалась диссоциация между системами «что» и «как». Поскольку путь «что» был выборочно уничтожен, она не могла установить разницу между горизонтально и вертикально ориентированной щелью или карандашом. Однако путь «как» не пострадал (как и эволюционно более старый путь «ориентировочного поведения»), а потому она могла не только схватить карандаш, но и, повернув письмо под правильным углом, просунуть его в невидимую для нее щель.

Чтобы наглядно продемонстрировать данное различие, д-р Милнер провел еще один гениальный эксперимент. В конце концов, отправка писем – относительно простой, привычный акт, а он хотел выяснить, насколько сложные манипуляции способен выполнять зомби. Положив перед Дайен два деревянных бруска, большой и маленький, доктор Милнер спросил ее, какой больше, и обнаружил, что она просто гадает. Но когда он попросил ее взять один из брусков, Дайен не только безошибочно потянулась к нему, но и раздвинула большой и указательный пальцы на расстояние, точно соответствующее размеру бруска. Все это подтверждено видеозаписью движения руки и последующим покадровым анализом. Складывалось впечатление, будто в Дайен жил бессознательный «зомби» – именно он выполнял сложные вычисления, которые позволяли ей правильно двигать рукой и пальцами, отправляла ли она письмо или хватала предметы разных размеров. «Зомби» соответствовал пути «как», который в основном остался неповрежденным, а «человек» – пути «что», который был практически уничтожен. Дайен может взаимодействовать с миром на пространственном уровне, но не осознает формы, местоположение и размеры большинства окружающих ее предметов. Сейчас она живет в загородном доме с большим травяным садом, принимает гостей и ведет активную, хотя и защищенную жизнь.

Однако в этой истории есть еще один неожиданный поворот: путь «что» в мозге Дайен не был полностью уничтожен. Хотя она не могла распознавать формы предметов – для нее рисунок банана ничем не отличался от рисунка тыквы – как я уже отмечал в начале этой главы, она не испытывала проблем с различением цветов или текстур. Иначе говоря, она лучше разбиралась в «веществах», чем в «вещах», и могла отличить желтый банан от желтого цуккини по его видимой текстуре. Вероятно, причина кроется в том, что даже внутри областей, составляющих путь «что», имеются свои подразделения, связанные с цветом, текстурой и формой, и что клетки, отвечающие за распознавание цветов и текстур, более устойчивы к отравлению угарным газом, нежели клетки, отвечающие за распознавание форм. Хотя физиологи до сих пор оспаривают существование таких клеток в мозге приматов, избирательные нарушения и сохранившиеся способности Дайен подсказывают нам, что в человеческом мозге действительно имеются высоко специализированные области такого рода. Одним словом, если вы ищете доказательства модульного устройства мозга (и аргументы против холистического подхода), начните со зрительного восприятия – уверен, это то, что вам нужно.

Но вернемся к мысленному эксперименту, о котором я упоминал ранее, и рассмотрим противоположную ситуацию. Итак, что случится, если злой врач удалит путь «как» (тот, который управляет вашими действиями), а систему «что» оставит интактной? Скорее всего, такой человек утратит способность к ориентации в пространстве, а также с трудом сможет смотреть на интересующие его объекты, хватать или указывать на них. Нечто подобное наблюдается при любопытном расстройстве под названием синдром Балинта, при котором имеет место двустороннее повреждение теменных долей. Глаза пациента остаются сфокусированными на любом маленьком объекте, который оказывается в зоне его фовеального зрения, однако при этом он полностью игнорирует все другие объекты поблизости. Если вы попросите такого человека указать на маленький предмет, находящийся в его поле зрения, он, скорее всего, промахнется – иногда на 30 сантиметров и больше. Впрочем, как только изображение того же самого предмета попадет на обе центральные ямки, он с легкостью распознает его: в таком случае неповрежденный путь «что» включится на полную мощность.

* * *

Открытие множественных зрительных областей и разделение труда между двумя путями «что» и «как» – знаковое достижение в нейронауке, но это лишь верхушка айсберга. Мы по-прежнему крайне далеки от полного понимания механизмов зрения. Если я брошу вам красный мяч, несколько отдаленных друг от друга зрительных зон в вашем мозге активируются одновременно, и вы увидите единое унифицированное изображение мяча. Но как происходит эта унификация? Может, в мозге есть еще какое-то место, где собирается вся информация, – структура, которую философ Дэн Деннет уничижительно называет «картезианским театром»? Или между этими областями существуют особые связи, благодаря которым их одновременная активация порождает своего рода синхронизированный паттерн импульсов, а тот в свою очередь обеспечивает целостность восприятия? Этот вопрос – так называемая проблема связывания – представляет собой одну из многих нерешенных загадок в нейробиологии. Некоторые философы даже полагают, будто она вообще не относится к сфере науки. Все дело в особенностях использования языка, утверждают они, или в логически ошибочных предположениях о процессе зрительного восприятия.

Несмотря на данную оговорку, открытие путей «как» и «что», а также множественных областей, участвующих в зрительном восприятии, вызвало большой ажиотаж, особенно среди молодых исследователей. Теперь можно не только регистрировать активность отдельных клеток, но и увидеть, как эти области вспыхивают в живом мозге, когда человек на что-нибудь смотрит – будь то простой белый квадрат на черном фоне или нечто посложнее, например улыбающееся лицо. Кроме того, существование областей, предназначенных для выполнения специфических задач, дает нам экспериментальный рычаг в попытках ответить на вопрос, поставленный в начале главы: каким образом активность нейронов порождает перцептивный опыт? Сегодня мы знаем, что колбочки в сетчатке глаза отправляют свой выход в кластеры чувствительных к цвету клеток в первичной зрительной коре – пятнам и полоскам (в примыкающей зоне 18), а оттуда в зону V4 (вспомните человека, который перепутал свою жену со шляпой) и что на протяжении всего этого пути обработка цвета постепенно усложняется. Приняв во внимание эту последовательность, а также другие анатомические знания, мы можем спросить: как данная конкретная цепочка событий приводит к нашему переживанию цвета? Или, вспомнив Ингрид, которая не видела движение, мы можем переформулировать этот вопрос так: как нейронные сети в зоне MT позволяют нам видеть движение?

Как отметил британский иммунолог Питер Медавар, наука – это «искусство разрешимого». Следовательно, можно утверждать, что открытие множественных специализированных областей, задействованных в зрении, делает проблему зрения разрешимой, по крайней мере в обозримом будущем. К его знаменитому изречению я бы добавил, что в науке часто приходится выбирать между точными ответами на пустяковые вопросы (сколько колбочек в человеческом глазу) и смутными, неопределенными ответами на более общие вопросы (что такое «Я»), хотя время от времени вы получаете точный ответ на общий вопрос (взять хотя бы связь между дезоксирибонуклеиновой кислотой [ДНК] и наследственностью) и срываете джек-пот. Похоже, зрение является одним из тех разделов нейронауки, в рамках которого мы можем надеяться рано или поздно получить точные ответы на общие вопросы, впрочем, это покажет только время.

Рис. 4.6

Иллюзия контраста. Два центральных диска физически идентичны по размеру. И все же диск, окруженный большими дисками, выглядит меньше, чем окруженный маленькими. Когда нормальный человек тянется к любому из центральных дисков, его пальцы движутся на одном и том же расстоянии друг от друга, хотя диски кажутся разного размера. Зомби – или путь «как» в теменных долях – по-видимому, не обманывается этой иллюзией.

Мы многое узнали о структуре и функции зрительных путей от таких пациентов, как Дайен, Дрю и Ингрид. Хотя симптомы Дайен изначально казались странными, теперь мы можем объяснить их с точки зрения двух зрительных путей – пути «что» и пути «как». Однако нельзя забывать, что зомби существует не только в Дайен, но и во всех нас. Таким образом, цель наших изысканий – не просто объяснить дефицит Дайен, а понять, как работает ваш мозг и мой. Поскольку эти два пути обычно действуют в унисон, дружно и слаженно, оценить вклад каждого достаточно трудно. Тем не менее можно разработать эксперименты, которые покажут, что они существуют и функционируют относительно независимо. Чтобы проиллюстрировать это, я опишу еще один, последний эксперимент.

Эксперимент провел доктор Сальваторе Аглиоти, который воспользовался хорошо известной зрительной иллюзией (рис. 4.6), включающей два диска одинакового размера, расположенных рядом друг с другом. Один из них окружен шестью маленькими дисками, а другой – шестью гигантскими дисками. Большинству глаз два центральных диска кажутся разного размера. Тот, который окружен большими дисками, выглядит примерно на 30 % меньше, чем диск, окруженный маленькими дисками. Это одна из многих иллюзий контраста, используемых гештальтпсихологами: она показывает, что восприятие относительно и всегда зависит от окружающего контекста.

Вместо рисунка д-р Аглиоти положил на стол две костяшки домино среднего размера. Одна была окружена более крупными костяшками, а вторая – костяшками поменьше. Как и в случае с дисками, одна центральная костяшка казалась явно меньше другой. Но удивительное в другом: когда испытуемого просили протянуть руку и взять одну из двух центральных костяшек, его пальцы оказывались на правильном расстоянии друг от друга. Покадровый анализ движения руки показал, что пальцы раздвигались на одинаковое расстояние при захвате обеих центральных костяшек, хотя для его глаз (и ваших) одна выглядела на 30 процентов больше другой. Очевидно, его руки знали нечто такое, чего не знали глаза, а это означает, что иллюзия «видна» только пути «что». Путь «как» – зомби – не обманывается ни на секунду, а потому может протянуть руку и правильно взять домино.

Из этого небольшого эксперимента следуют кое-какие интересные выводы относительно нашей повседневной деятельности и спорта. Стрелки говорят, что если вы слишком сильно сосредоточитесь на прицеле винтовки, вы ни за что не попадете в яблочко; сначала нужно «расслабиться» и только потом стрелять. Большинство видов спорта в значительной степени зависят от пространственной ориентации. Квотербек бросает мяч в пустое пространство на поле, оценив, где окажется ресивер, если ему не помешают игроки другой команды. Аутфилдер начинает бежать, как только слышит удар мяча о биту; на основании данного слухового входа путь «как» в его теменной доле мгновенно вычисляет ожидаемое место приземления мяча. Баскетболисты могут забросить мяч в корзину даже с закрытыми глазами, если каждый раз будут стоять на одном и том же месте. В самом деле, в спорте, как и во многих аспектах нашей жизни, нередко стоит «освободить своего зомби» и позволить ему делать свое дело. Хотя прямые доказательства того, что все это связано с зомби – путем «как», – отсутствуют, данную идею можно проверить с помощью методов нейровизуализации.

Мой восьмилетний сын Мани однажды спросил меня, может ли зомби оказаться умнее, чем мы думаем. С той же идеей мы сталкиваемся как в древних боевых искусствах, так и в современных фильмах, например в «Звездных войнах». Когда молодой Люк Скайуокер борется со своим сознанием, Йода советует: «Используй силу. Почувствуй ее. Да или нет. Не пробуй! Делай или не делай. Тут нет попыток». Может, он имел в виду зомби?

Я ответил «нет», однако позже задумался. Ибо, по правде говоря, мы так мало знаем о мозге, что даже детские вопросы требуют детального рассмотрения.

Самым очевидным фактом, связанным с нашим существованием, безусловно является наша уверенность в том, что мы – единое, цельное «Я» и сами «управляем» своей судьбой; это настолько очевидно, что мы редко вообще задумываемся о подобных вопросах. И все же, эксперименты и наблюдения доктора Аглиоти предполагают, что на самом деле внутри нас живет другое существо, которое занимается своими делами без нашего ведома или осознания. Более того, оказывается, что таких зомби не один и не два, а целое множество. Если это так, концепция одиночного «Я», обитающего в нашем с вами мозге, может оказаться просто иллюзией – пусть и такой, которая позволяет нам эффективно организовывать нашу жизнь, придает осмысленности нашим действиям и помогает взаимодействовать с окружающими. К этой идее мы еще неоднократно вернемся в следующих главах.