[От автора: Это глава из книги "Как мы видим то, что видим". Саму книгу вы можете прочитать, набрав в GOOGLE ее название по-русски. Адрес: N-T/ru/Раритетные издания/Вячеслав Демидов]
Нам кажется, что картина мира, открывающаяся перед глазами, целостна, непрерывна. А на самом деле она разбита на две!
Всё, что проецируется на правую половину сетчатки каждого глаза, передается в левое полушарие, а то, что попадает на левую половину, - в правое. Происходит то, что физиологи называют реципрокностью, перекрестностью. А потом (спасибо связям между полушариями мозга!) обе полукартины сливаются воедино.
Перекрестно передает звук в половинки мозга слуховой аппарат. Крест-накрест идет управление мышцами тела и воспринимаются тактильные ощущения. Какая удивительная симметрия! -хочется воскликнуть.
Но оказывается, что асимметрии в нашем мозге и теле нисколько не меньше. Чуть больше 120 лет назад знаменитый французский антрополог и анатом Поль Брока сообщил, что при вскрытии двух больных, страдавших расстройством речи, он обнаружил поражение одной и той же области левого полушария - заднелобной. После нескольких лет раздумий и наблюдений Брока в статье, опубликованной в шестом томе «Бюллетеня антропологического общества» за 1865 г., заявил: «Мы говорим левым полушарием».
Еще десять лет спустя его соотечественник Клод Вернике нашел, что при кровоизлияниях в височную область того же полушария больной перестает понимать речь, хотя и может говорить: она превращается для него в бессмысленный шум. «Говорящее» полушарие из уважения к столь важному делу, как речь, назвали доминантным, господствующим, а «безмолвное» -субдоминантным, подчиненным.
Немалую роль, должно быть, сыграла в этом традиция, которая связывала способность мыслить с одним умением говорить. «До сих пор еще можно встретить утверждения о том, что язык является единственным средством мышления»,- читаем мы в книге по психологической лингвистике. Терминология способствовала тому, что наибольшее внимание исследователи уделяли доминантному полушарию, и только в самые последние годы выяснили: и субдоминантное достойно самого пристального изучения.
Строгости ради надо сказать, что не каждый человек «говорит левым полушарием». Даже если он правша, это будет лишь в девяноста пяти случаях из ста, а у оставшихся пяти доминантным окажется правое. У левшей (казалось бы, они все до единого должны использовать в качестве речевой правую половинку мозга) соотношение тоже не абсолютно: шестьдесят пять из ста подчиняются правилу «доминантное полушарие противоположно ведущей руке», остальные же, хотя и пишут левой рукой, говорят все же «обычным», левым полушарием.
Почему один ребенок вырастает праворуким, а другой леворуким, непонятно, достоверных сведений нет, ясно только, что связано это с изменениями (не нарушениями, нет!) в генетическом коде, который управляет развитием организма.
Леворукость нельзя считать болезнью или психическим отклонением, однако иные родители и, что еще печальнее, учителя пытаются переучивать таких детей: обязаны, мол, быть «как все». Особенно это процветало в советской школе.
И что получалось? Письма матерей в редакцию “Учительской газеты” были полны жалоб: «Моя дочь хорошо развивалась как раз до того момента, пока ее не начали переучивать. Она стала нервной, впечатлительной, пассивной, застенчивой, много сил и слез стоило ей научиться писать правой рукой»,- сообщала одна. “Учителя настоятельно переучивают мою дочь с левой руки на правую и требуют того же от меня. В результате она с трудом, но все же пишет правой, но я заметила, что в последнее время она начала отставать в учебе, стала капризной и раздражительной, в школу ходит без всякого удовольствия»,- жаловалась другая.
Да, насильственное переучивание леворуких приводит к неврозам. Природа не прощает стремления переиначить то, что она заложила в самые сокровенные глубины организма. “Кто поможет левше? - спрашивала газета “Советская культура” и дело сдвинулось: в 1985 г. Министерство здравоохранения выпустило рекомендации для врачей о бережном отношении к леворуким детям. «в семье, детском саду, школе следует не запрещать, а наоборот, поощрять желание ребенка что-то делать левой рукой. Детям разрешили писать как им удобно, не обращая внимания на наклон, каллиграфию. Лишь бы без ошибок, лишь бы не отставали в скорости от своих одноклассников.
Ну а для тех, кто все-таки продолжает опасаться, напомним: Микеланджело, Чарли Чаплин, Владимир Иванович Даль, Иван Петpович Павлов, многие выдающиеся спортсмены, изобретатели, ученые были левшами. Так что если что и выйдет, то не хуже, чем у праворуких. Левшей не так уж мало. В СССР их было миллионов шесть-восемь. И хотя в дальнейшем для простоты мы будем считать доминантным левое полушарие, это вовсе не означает, что забыто истинное положение дел.
Однако еще более важно, что асимметричность видна во множестве проявлений жизнедеятельности самых различных организмов, от лягушек и тритонов до человека.
Чем дальше исследует наука специализацию полушарий, тем яснее выявляются прямо-таки поразительные разделения функций. Масса данных была получена при исследованиях “душевной слепоты” (по нынешней терминологии - агнозий) , то есть особых расстройств мозговой деятельности.
Первым стал заниматься агнозиями английский невропатолог Хьюлинг Джексон, после того как в 1874 г. подметил, что некоторые больные перестают при поражениях правого полушария узнавать лица. В полном порядке сетчатка, здоров зрительный нерв, нет ощущений ни близорукости, ни дальнозоркости, нормально поле зрения, и вдруг человек не может сказать, кому принадлежит лицо, глядящее на него в упор из зеркала...
С тех пор описано множество агнозий правого и левого полушарий.
Бывает, видит больной предметы, а телефон называет часами, грушу - цветком, садовая скамейка превращается (впрочем, превращается ли?) для него в диван. Стрелки же на часах ставит совершенно правильно, именно на то время, которое называет врач. Или, бывает, не способен назвать вещь, пока не пощупает ее. Или видит буквы, но воспринимает их просто как рисунки, хотя сразу вспоминает значение, едва обведет контур пальцем, подобно маленькому ребенку. Или потеряна способность читать, больной не узнает букв, а цифрами оперирует по-прежнему свободно. Или... Но довольно примеров, у нас будет возможность поговорить о них более подробно, и, что самое важное, - в связи с работой разных участков коры каждого полушария.
Одни зрительные агнозии - следствие расстройства способности воспринимать пространственные расположения предметов и их деталей.
А другие - результат потери механизма выделения отдельных элементов, из которых предмет складывается.
То, что зрительными агнозиями всерьез стали заниматься лишь во второй половине нашего века,-результат более изощренных методик обследования больных. Ведь выявить эти расстройства порой необычайно трудно. Будь повреждена сетчатка или нерв, человек сразу ощутит, что «окно в мир» сузилось.
А при агнозии трудно понять, что происходит с организмом. Вроде бы стало хуже зрение, да и то не всегда. Бывает даже, что, когда врач точно выяснит существование агнозии, больной наотрез отказывается в нее верить.
Нередко агнозии - следствие кровоизлияний или опухолей мозга. Сопоставляя их с результатами операций, ученые судят о том, какие области полушарий какими функциями заведуют. Подводя в одной из своих последних книг итоги собственных наблюдений и работ других исследователей, безвременно ушедшая из жизни доктор медицинских наук Елена Павловна Кок писала, что «конкретное и абстрактное восприятие... обеспечивается по преимуществу разными полушариями. В каждом существуют анатомически разделенные системы, обеспечивающие восприятие цвета, формы, величины и т. д.».
Немало данных было получено, когда здоровые люди решали зрительные задачи отдельно левым или правым полушарием. Ведь, как мы помним, правая и левая половины сетчатки каждого глаза соединены соответственно с левым и правым полушариями. Если демонстрировать изображения так быстро, чтобы половинки мозга не успели обменяться информацией, можно быть уверенным: ответ (словом или действием) - следствие работы только одного полушария.
И все-таки как ни убедительны такие наблюдения, физиологов не оставляли сомнения: а вдруг межполушарные связи искажают картину?
В конце 50-х гг. были опубликованы результаты опытов, показавших огромную роль таких связей и потенциальную возможность независимой работы каждого полушария. Речь идет о знаменитых «калифорнийских кошках» , названных так потому, что эксперименты над ними велись в Калифорнийском технологическом институте.
Там работал нейрофизиолог Р. Сперри, который перерезал нескольким кошкам мозолистое тело -«мост» из десятков миллионов аксонов, нервных волокон, соединяющих оба полушария. После операции ожидали чего угодно, только не того, что каждая половинка мозга станет работать самостоятельно, как если бы в животном было заключено сразу два живых существа.
Узнали это, обеспечив связь каждого глаза только с одним полушарием. Для этого была перерезана хиазма - перекрест зрительных нервов. Теперь информация от каждой сетчатки (вернее, от соответствующей ее половины) шла только в одноименную зрительную кору. Образовались два комплекса «глаз - полушарие», и экспериментатор принялся обучать их отдельно. Для этого противоположный глаз закрывали повязкой, и, скажем, левый комплекс приучался к тому, что пища лежит за дверцей, на которой нарисован круг, а правый комплекс - что на ней квадрат.
В итоге кошка как бы раздваивалась: у нее формировалось два набора условных рефлексов, и любой можно было включить или выключить, просто закрыв ей соответствующий глаз. Особенно убедительные доказательства реальности двух мозговых структур принесли опыты с обезьянами, которым сделали лоботомию, перерезали аксоны, идущих из лобных областей мозга к центральным. После операции на обоих полушариях нерасщепленного мозга животное становится спокойным, дружелюбным и беспечным, пусть даже до этого оно было образцом злобы и нетерпимости.
Но такой же эффект наблюдался, когда обезьянам с расщепленным мозгом лоботомию делали только на одном полушарии!
«Когда обезьяна пользовалась глазом, связанным с корой неповрежденного полушария, ей показывали змею,- пишет Дин Вулдридж в своей книге «Механизмы мозга».- Небольшие обезьяны обычно очень боятся змей, и животное с раздвоенным мозгом не составляло исключения: оно проявляло обычный испуг и стремление к бегству. 3атем <...> животному пришлось пользоваться глазом, связанным е тем полушарием, на котором была произведена лоботомия. Снова показали змею. Но на этот раз обезьяна не обратила на нее ни малейшего внимания : она не находила в змее ничего страшного».
А человек? Что случится, когда полушария окажутся разделенными у него?
На этот вопрос наука получила ответ в начале 60-х гг., когда американские физиологи Газанига и Сперри взяли под наблюдение больного, которому нейрохирурги Фогель и Богин сделали эту требующую филигранной точности операцию (врачи полагали, что таким способом избавят его от тяжелейшего психического заболевания, при котором никакие медикаменты уже не помогали). И поскольку человеческий мозг в целом - образование в мире животных уникальное, разделенные половинки также продемонстрировали свою уникальность и четкую специализацию по функциям.
Скажем, яблоко в правом половине зрительного поля (то есть спроецированное в левое полушарие) человек с рассеченным мозолистым телом уверенно назовет яблоко, без труда напишет это слово на бумаге: зрительная система и область управления речью, а также письмом здесь связаны напрямую. Но стоит перенести яблоко в левую половину поля, пустить образ только в правое полушарие, и мы не услышим ни слова, да и на бумаге ничего не появится.
Так исследователи еще раз убедились, что правая половинка мозга не способна к продуцированию речи, и, чтобы возникло слово, нужно перекачать сведения в левое полушарие. Но это не означает, что правое полушарие «глупое», оно иное. Оно немо, но вполне разумно. Восприняв слово «карандаш», оно даст соответствующие команды, и больной возьмет карандаш на ощупь среди множества предметов. И наоборот, почувствовав его в левой руке, не видя, отыщет карточку с написанным словом. И все это в полном молчании, а если будет что-то сказано, то без всякого отношения к делу.
«Карандаш, вложенный в левую руку (вне поля зрения) больной мог назвать консервным ножом или зажигалкой,- пишет Газанига.- Словесные догадки, по-видимому, исходили не от правого полушария, а от левого, которое не воспринимало предмета, но могло попытаться опознать его по косвенным признакам».
Так что, говоря о «бессловесности» правой половинки мозга, и Брока, и Вернике, и последующие исследователи весьма ошибались (что не стоит, понятно, вменять им в вину): оно немо, но не бессловесно. Это стало совсем уж ясно, когда в левое ухо больному направлялась речь -описание внешнего вида предмета, левая рука тут же безошибочно извлекала из мешка (вслепую!) нужную вещь. Более того, достаточно было даже не полного описания, а косвенного намека, чтобы реакция пациента была совершенно правильной.
Конечно, у разных людей способность правого полушария к восприятию речи довольно-таки различна, но важен факт.
В Институте экспериментальной нейрохирурги им. Н. А. Бурденко обнаружили, что полушария неравноценны по способам опознавания предметов.
Для правого важно, чтобы картинка содержала побольше деталей, выглядела как можно реалистичнее. Тогда как левому более мил схематизм: воробья, нарисованного со всеми перышками, оно не узнает, а изображенного в условной манере, особенно в «детской», воспринимает немедленно.
Неравноценны и их способности к рисованию. Пока мозолистое тело не перерезано, и дом, и кубик человек рисует одинаково понятно обеими руками и так же хорошо пишет слова;
После операции в правой руке остается только письмо, рисунки превращаются в невнятные каракули, левая же сохраняет способности к рисованию, но начисто утрачивает письмо.
Однако если перерезана лишь часть волокон, связи постепенно восстанавливаются, и недели через четыре обе руки действуют почти равноценно.
...Одетый в белый халат, я сижу в одной из комнат лаборатории Института им. Н. А. Бурденко: пришлось притвориться доктором, чтобы не смущать.
- Что это такое? - кладет врач на стол картинку: по африканской пустыне бежит страус.
- Не знаю... Бежит что-то... Здесь - не то песок, не то вода... Может быть, небо?.
- Не будем строить догадки,- успокаивает больного врач,- говорите лучше первое попавшееся, что вам придет в голову. Как вы думаете, живое это или неживое?
- Живое.
- Правильно, очень хорошо. А холодное или теплое?
- Теплое... Гладкое такое, как перья...
- Отлично. Лапы и хвост есть?
- Ой, с хвостами у меня всегда так трудно... А лапы - вот, вижу, есть!
- Большое или маленькое?
- Большое, больше человека.
- Что же это такое?
- Медведь? Хотя нет... Медведь - это такое... круглое... пушистое... Гусь, наверное: вон, шея длинная.
У этой красивой девушки тяжелейшее расстройство левого полушария, но здоровые структуры мозга дают возможность безошибочно определять качества вещей, делить образы, предоставленные зрением, на противоположные по свойствам классы, делить, даже не узнавая их.
Задолго до сенсационных наблюдений Газаниги и Сперри, в З0-е гг., была придумана электротерапия - способ лечения душевнобольных, заключающийся в том, что через оба полушария пропускают слабый электрический ток. Удавалось прекращать галлюцинации, избавлять от навязчивого стремления к самоубийству... В сороковые годы некоторые психотерапевты стали применять одностороннюю электротерапию: прикладывали электроды так, чтобы ток проходил главным образом через одно полушарие, по кратчайшему пути. Во многих случаях это приводило к более счастливым результатам.
В конце 60-х гг. ленинградские ученые профессор Лев Яковлевич Балонов н кандидат биологических наук Вадим Львович Деглин увидели, что пропущенный через одно полушарие ток служит тем самым выключателем, о котором мечтали нейрофизиологи. Больной сохраняет сознание после электросеанса, может общаться с врачом, стало быть, участвовать в опытах, тем более ценных, что мозг не поврежден вмешательством хирурга. Результаты своих наблюдений Балонов и Деглин описали в книге «Слух и речь доминантного и недоминантного полушарий”.
Выяснились вещи удивительные, дотоле никому не известные. Прежде всего - что половинки мозга очень сильно влияют друг на друга.
Связь эта носит не помогающий, как можно было бы предположить, а тормозящий характер. Когда одно из полушарий отключено, все функции противоположного резко обостряются. (“Человек с разделенными полушариями выполняет задания вдвое быстрее, чем обычно”,- отметил Газанига.)
Если воздействием тока угнетено правое полушарие, работа левого, речевого, усиливается: человек становится крайне общительным, болтливым, вмешивается в чужие разговоры, громко комментирует поведение окружающих, обращается ко всем с просьбами и советами. В чем-то он очень похож на подвыпившего; наркологи, кстати, говорят, что в первой фазе опьянения алкоголь действует сильнее именно на правое полушарие. Но изменения этим не ограничиваются. Из-за бездействия правой половины мозга голое человека становится неузнаваемо странным: глухим, сиплым, хриплым, гнусавым, слова вылетают прерывисто, взахлеб, у одних с сюсюкающим, у других с лающим оттенком. Привычные ритм и мелодика речи исчезают, пропадают логические и эмоциональные паузы, подъемы и понижения тона, а ударения ставятся в самых неожиданных местах...
Если же ток проходил через левое полушарие, человек в первое время молчит - ведь угнетены речевые структуры, но как только шок проходит, идут потоком произносимые быстро, четко и выразительно (правое полушарие, от которого зависят интонации, действует! ) бессвязные обрывки фраз: “...проходили меня-то, скорее простили меня-то, как я призню меня-то... спросите меня, пускать, подскользнуть... я сейчас самослю... ну скажи, я сама все возьму...» Человек сердится, что врач его не понимает,- бурная жестикуляция, гримасничанье...
Воздействие тока глубоко задевает структуры, которые управляют связью слов с тем, что человек хочет сказать. То есть связь с теми бессловесными образами, которые возникают в мозгу и опережают высказываемые слова и фразы.
А как в подобном состоянии человек воспринимает речь, обращенную к нему? Балонов и Деглин открыли тут совсем уж сенсационные вещи.
Правое полушарие, до их работ считавшееся непричастным к опознанию слов, играет в этом деле очень важную роль. Если оно не действует, любые, самые ничтожные помехи сбивают левое с толку, и оно не может воспринимать речь. Но даже если помех нет, человек с отключенным правым полушарием не способен ощутить интонацию. Отлично понимая, что ему говорят, он равнодушен к тому, как это сказано. Пропадает не только эмоциональное восприятие. Больной решительно отказывается повторять за врачом предложенную интонацию, потому что просто не в состоянии это сделать, какие бы усилия ни прилагал.
Правая половина мозга ответственна и за понимание «предметных шумов» - таких, как звон разбитого стекла, бульканье воды, аплодисменты, чихание, храп и так далее, в том числе шумы, сопровождающие всевозможные явления природы, действия человека, работу машин. Мир для человека с угнетенным правым полушарием не то что мгновенно немеет, а как бы наполняется пустым, бессмысленным шумом.
А ведь эти сложные звуки, которые невозможно описать словами и которые обретают конкретное значение только при целостном их восприятии (очень важный штрих, смысл которого нам в дальнейшем станет ясен), позволяют строить нам в своем воображении целые картины. На этой способности мозга основаны все радиопьесы; мы буквально видим по звукам, как герой поднимается по лестнице, достает из кармана ключи, отпирает дверь, входит в квартиру... При отключенном правом полушарии эти звуки не вызовут в мозгу никаких картин, не обозначат ровным счетом ничего.
С заблокированным правым восприятием нет возможности узнать даже предельно знакомую мелодию: раздольная «Из-за острова на стрежень» превращается в веселую румбу, а романс «Гори, гори, моя звезда» - в марш. Попросят человека в таком состоянии спеть, он отнекивается, а если все-таки уступит настойчивости врача, то безбожно фальшивит, смешивает и перевирает мотивы, слова же оказываются никак не связанными с мелодиями. Тут опять на мысль приходит поведение подвыпившего: кто-то из юмористов, ничего не знавший о роли полушарий, заметил, что в этом состоянии все поют одинаковыми голосами и, кажется, одну и ту же песню.
А при угнетенном левом, не понимая обращенных к нему слов, человек оценивает мелодику речи гораздо тоньше, чем когда работали оба полушария. И любые мелодии воспринимаются ясно, их ничего не стоит повторить, продирижировать ритм, но назвать песню и вспомнить слова не удастся. Левое полушарие - слова, правое - мелодии, интонации.
Как будто все очень хорошо укладывается в схему «мыслительных» и «художественных» натур, как их очень образно охарактеризовал И. П. Павлов: «...Художники захватывают действительность целиком, сплошь, сполна, живую действительность, без всякого дробления, без всякого разъединения; другие - мыслители - именно дробят ее и тем самым как бы умерщвляют ее, делая из нее какой-то временный скелет, и затем только как бы снова собирают ее части и стараются таким образом оживить, что им вполне все-таки не удается».
Действительно, левое и правое полушария воспринимают одну и ту же картину по-разному, неодинаково.
Какой механизм скрывается за подобным разделением, в чем его суть? Поисками ответа на вопрос занялись в лаборатории В. Д. Глезера доктор биологических наук Лидия Ивановна Леушина и кандидаты биологических наук Александра Александровна Невская и Марина Борисовна Павловская.
Они показывали испытуемым картинки на такое короткое время, чтобы половинки мозга заведомо не смогли обменяться информацией. И направляли изображения то в одно полушарие, то в другое (что сделать не составляет труда,- достаточно спроецировать картинку на соответствующую -противоположную! - половинку сетчатки).
Требовалось опознать либо форму - сказать, появилась ли в окошечке аппарата коза, лист, собака или еще что-нибудь,- либо вместе (непременно вместе!) форму и размер, форму и местонахождение картинки в поле зрения: выше центра, ниже, справа, слева. Почему всегда речь шла о форме, понятно: форма - важнейший признак любого предмета.
Человеку кажется, что он совсем ничего не увидел, а экспериментатор требует: «Отвечайте, пусть даже вы считаете, что говорите наугад!» Делать нечего, приходится.
Из тысяч ответов видно, что левому полушарию неважно, какова точность восприятия сопутствующей характеристики: форма опознается одинаково верно, какие бы промахи ни делались в оценке местоположения или размера. Более того, при попытке возможно точнее опознать одновременно и форму, и сопутствующую характеристику, неверные ответы появлялась чаше.
Однако ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ, опознавая форму, выделяет лишь то, что позволяет отличать одну фигуру от другой,- строит обобщенный, абстрактный образ каждого изображения.
И поскольку между такими образами может быть большее или меньшее сходство (при беглом взгляде легко спутать домашнего гуся н лебедя, но никогда самолет и корову), появляются парные ошибки. Все это выглядит так, как если бы в левом полушарии находился механизм опознания, действующий по принципу поисковой системы типа «дерево».
Дерево... в огромную кучу на полу свалены дамские туфли, мужские полуботинки, сапожки, сандалии, домашние тапочки. Глаза разбегаются от обилия размеров, фасонов, цветов. у вас в руках желтый остроносый полуботинок со шнуровкой, к нему требуется второй.
Как проще всего вести поиск, если поручить его роботу. Можно, конечно, заставить его брать штуку за штукой, рассматривать, сравнивать. Не исключено, что с первой попытки он натолкнется на искомое. Столь же вероятен и противоположный исход: желанная вещь окажется в самом низу и придет в руки последней. Времени уйдет масса, и способ последовательного перебора проявит свою крайнюю неэкономичность. Гораздо разумнее воспользоваться «ключевыми признаками” вещи. Мы их знаем: “желтый”, “полуботинок”, “со шнуровкой”.
Давайте сортировать, опираясь на эти подробности н пренебрегая всеми остальными. Смотрите, как быстро уменьшается после такого шага объем работы, с какой стремительностью наш робот движется к цели! Схема деления, если ее нарисовать на бумаге, напоминает разветвления сучьев на ветке дерева, и метод получил такое название. Он очень эффективен. Существует анекдот о ловле львов в Африке: материк перегораживают забором пополам, потом ту часть, где лев, еще раз пополам, и так далее. Чтобы запереть хищника в клетку размером 5х5 метров, хватит всего 40 загородок, хотя площадь материка - почти 30 000 000 квадратных километров.
Метод «дерева» называют еще дихотомическим (по-гречески - «разделяю на две части») . Применяя его, приходится все время решать: в какую сторону двинуться на развилке - вправо или влево? Когда разыскивался полуботинок, признаки были грубыми, ясными, и у робота не возникало ни ошибок, ни сомнений. Совсем по-иному выглядел бы результат, содержись в перечне признаков такие тонкие, что под них подойдут сразу несколько предметов, если поиск вести бегло. Например такой: «высота каблука - 1,38 см», а в куче есть желтые шнурованные полуботинки и с каблуком в 1,45 см. При дефиците времени неизбежны ошибки: 1,38 легко принять за 1,45, и наоборот.
Но никогда полуботинок не будет принят за дамскую туфлю, хотя среди туфель могут оказаться более или менее похожие. Ключевые признаки каждого предмета лежат на разных «ветках дерева», относятся к разным развилкам дихотомического деления.
Каждый признак - форма, величина, местоположение - анализируется своим, независимым каналом, которые заставить работать вместе, одновременно, нельзя, опознание резко теряет в точности.
А для оценки местоположения или размера левому полушарию вовсе нет нужды знать, какой это предмет. Мир и предметы оценивается левой половинкой мозга расчлененно, аналитически, многоканально.
Все это значит, что левое полушарие, опознавая по отдельным каналам, получает по каждому довольно обедненный образ целого потому, что очищает в каждом канале существенные характеристики от мелких, второстепенных.
А это не что иное, как абстрагирование. Конечно, зрительные абстракции типа «стол» или «автомобиль» смогут возникнуть только после того, как мы увидим первый в нашей жизни стол или автомобиль. А вот абстракции типа «большой - маленький», «далеко - близко» и им подобные, скорее всего, получены нами по наследству от других живых существ, наших предшественников в эволюции, то есть генетически.
Что еще можно сказать про левую половину мозга? Она лучше, нежели правая, опознает знакомые, легко различимые между собой признаки предметов. Лучше оценивает длину отрезков времени. Ему проще выполнить задачу: «Скажите, похожи ли эти предметы?», а поскольку это полушарие речевое, то и определить, можно ли два показанных предмета назвать одним словом (то есть отнести к одному и тому же классу) или нельзя.
В левом же полушарии объединение простых признаков происходит иначе.
Кусочное представление картины видоизменяется так, что возникает преобразование Меллина. Оно обладает массой полезных свойств. В частности, сложные признаки - результат объединения большого количества простых - дают возможность очень экономично (с точки зрения использования ресурсов мозга) воспринимать и запоминать предъявляемые изображения. Это резко упрощает оценку связи воспринятого образа с имеющейся в мозгу моделью мира, а в конечном счете позволяет быстро принимать решение о действии, которое нужно предпринять.
Сложные признаки выглядят математически как особого рода поверхности - гиперплоскости в многомерном пространстве простых признаков. Чтобы опознать образ, левому полушарию нет нужды просматривать путь в точку многомерного пространства, как это делает правое. Достаточно определить, справа или слева от гиперплоскости находится искомый сложный признак, и в несколько шагов выйти в искомую область многомерного пространства.
Грубо говоря, с помощью сложных признаков идет стрельба по площади, а не по точечной цели. Ясно, что если площадь велика, на такое попадание хватит иной раз и одного “снаряда”, самого грубого признака («живое - не живое» и тому подобное), хотя в большинстве случаев придется тратить пять - десять.
Отсюда ясно , почему при коротком времени предъявления не различаются, например, картинки «зонтик» и «карандаш”. Это происходит не потому, что оба они длинные. Длина есть признак, передающийся и описываемый отдельным каналом - каналом пространственных отношений, и по длине, как известно, мы лишь в немногих случаях способны косвенно судить о форме.
Причина путаницы в том, что в первые мгновения после саккадического скачка поля наружного коленчатого тела (НКТ) очень грубы, и описание по преобразованию Меллина оказывается очень приблизительным: зонтик и карандаш не различаются потому, что одинаковы первые члены преобразований, их описывающих. И поскольку из-за краткости предъявления дальнейший анализ прерывается, испытуемому приходится судить о форме на основании усеченного набора сложных признаков,- ошибки, понятно, неизбежны.
Такой механизм зрительного опознавания объясняет, почему левое полушарие лучше справляется с задачами «Установить сходство», а правое - «Установить различие» , причем в сходстве мы ошибаемся чаще, нежели в различии.
Установить сходство можно уже на самом раннем этапе анализа по преобразованию Меллина, когда поля НКТ крупны и в зрительную систему проходят сведения о низких пространственных частотах, то есть грубых контурах. Для этого достаточно сложных признаков. А опознать достоверно, по всем мельчайшим подробностям, - для этого нужно просмотреть не только сложные, но и все простые признаки, выйти не в область, а в точку многомерного пространства, то есть работать и правым полушарием.
Формула, согласно которой действует механизм “поиска по дереву”, очень проста: .
Х = 15 lоg2У,
где Х - время опознания в миллисекундах, а У - число картинок, среди которых надо сделать выбор.
Лингвистам известно, что слов, которым соответствуют простенькие рисунки, обиходных слов-понятий типа “птица”, “чайник”, “дом”, “очки” и им подобных, в русском языке около тысячи. Поэтому когда испытуемому не говорили, какой набор картинок будет показан, он был вправе ожидать любую из тысячи. Вряд ли, конечно, он мог назвать эту цифру, но мозг его на основании жизненного опыта уже был настроен именно на такой порядок величины. Нетренированный человек, стало быть, все равно подготовлен. Только набор образов у него гораздо шире, чем у тех, кто точно знает: сегодня будут показывать вот эти привычные восемь картинок.
Подставив число 1000 в формулу, получаем время надежного опознания, близкое к пятнадцати миллисекундам, каким оно и бывает на практике.
Александра Алексaндровна Невская говорила мне:
- Предварительная установка на решение какой-то задачи заставляет мозг перестраиваться, чтобы возможно скорее произвести сравнение. Мак-Каллок, например, полагает, что для более легкого опознания мозг строит предположительный обобщенный образ предмета до того, как изображение появилось на сетчатке. Возможно, так оно и есть: удачливые грибники утверждают, что в лесу они стараются поотчетливее представить себе грибы, которые ищут....
- Почему же тогда признаки не путаются, когда я вижу несколько вещей? Вот сейчас у меня перед глазами этот хитроумный аппарат, стул, стол, вся остальная обстановка,- спросил я.
- А вы их видите не сразу, а последовательно. одновременность восприятия не более чем иллюзия. Глаз система одно-образная, если можно так выразиться. Она способна опознать за один раз только один предмет, а затем переходит к следующему. я предъявлю вам пять предметов на очень короткое время, и вы увидите только один. Потом, по мере увеличения экспозиции, появятся второй, третий...
Сегодня удалось ответить, почему опознание выглядит «однообразным».
ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ, сформировав привлекший наше внимание конкретный образ предмета (заметим, кстати, что сформировать - еще не значит опознать), посылает этот образ в левую затылочную кору. И там «выстригает» из полной картины только это изображение, которое далее воспринимается и опознается левой нижневисочной корой с помощью сложных признаков, то есть благодаря преобразованию Меллина. Для этого преобразования существенно важно, чтобы конкретный образ был один, так что «однообразность» есть следствие генетически определенного строения зрительного аппарата левого полушария, следствие законов его работы.
Преобразование Меллина замечательно тем, что после него нет препятствий для проективных преобразований. Вы можете поворачивать предмет в пространстве, смотреть с разных расстояний так, что на сетчатке будет каждый раз несколько иная картинка (и так ее воспримет правое полушарие), но в левом полушарии после преобразования Меллина будет все время один н тот же ответ. Говоря иначе, благодаря такому преобразованию (вот только как природа до него додумалась?) зрительный аппарат человека и высших животных приобретает способность к инвариантному восприятию. Вот почему и большой гриб, и маленький, и средний (понятно, одной и той же формы) выглядят одним и тем же обобщенным образом гриба.
А жизненный опыт живого существа как раз и состоит в том, чтобы выучиться правильно оценивать варианты и узнавать, когда гриб видится маленьким потому, что невелик по размеру, а когда - потому, что далеко. По-видимому, в этой оценке играют роль текстуры, которые мы различаем на поверхности предмета, соотношения предметов между собою, врожденный механизм определения дальности с помощью нейронов диспаратности.
Мы берем в руки вазу и вертим ее, чтобы увидеть со всех сторон. Неукротимая потребность эта заложена в нас еще с детства, когда мы вертели игрушки, чтобы дать зрительному аппарату левого полушария возможность увидеть их в разных ракурсах и сформировать признаки, обеспечивающие инвариантность восприятия.
Дело это долгое и трудное. Лишь к 13 годам левое полушарие ребенка демонстрирует такие характеристики опознавaния, которые свойственны левому полушарию взрослого, а в раннем возрасте инвариантного опознания нет (хотя маленькие дети способны видеть общее в предметах, разных по размерам, и подбирать группы сходных вещей).
Иными словами, мы делаем все от нас зависящее, чтобы в левой нижневисочной коре, куда поступают сложные признаки формы изображений, сформировалась зрительная абстракция предмета. Как только она появится, мы даже при кратковременном предъявлении опознаем объект, под каким бы углом он для нас ни находился: лошадь выглядит лошадью что сбоку, что спереди, что сзади.
Однако лошадь стоящая и лошадь бегущая - для зрительного аппарата абстрагирования уже разные образы. Они не инвариантны между собой. Точно так же не сливаются воедино зрительные абстракции “пятерня” и “кулак”, “чайник для заварки” и “чайник для кипятка”, хотя в сознании нашем они объединены словами “лошадь” , “рука” и “чайник”. Зрительные абстракции, как видим, дают пишу для абстракций более высокого ранга.
И что все они находятся в одном и том же левом полушарии, да еще в височной области коры (которая, как известно, прямо связана с речью) , выглядит уже не совпадением, а чем-то гораздо большим.
Преобразование Меллина отвечает и еще на один вопрос: почему мы отличим волка от собаки, а уж тем более волка от медведя, но не в силах ни представить, ни нарисовать абстрактного волка или медведя, хотя структуры для их опознания существуют? Ведь после подобного математического преобразования образ совершенно теряет кусочно-квазиголографическое представление. Из конкретного образа извлекаются его сложные признаки, но так, что обратного пути «сложить в образ» нет. Однако зрительная абстракция реально присутствует в левой нижневисочной коре, записанная в виде соответствующих изменений нейронной сети, в «терминах мозговой математики».
Впрочем, полушария обмениваются информацией, и абстрактный образ (вызванный обозначающим словoм) оказывается сразу же представленным в правом полушарии с помощью запомненных там подобразов и пространственных отношений. Немало людей умеют такой образ нарисовать, а уж сказать, отличается ли рисунок от внутреннего левополушарного представления, может каждый. И в этом, как видим, нет ничего странного.
Правое полушарие получает схему зрительного аппарата от природы, генетически. и работает он по генетически заданным правилам. Поэтому у любого человека вот это конкретное дерево представится конкретно, то есть именно таким, каково оно есть, со всеми своими ветвями и прожилками на коре. С левым полушарием дело обстоит иначе. По мере развития ребенка у него в левом полушарии преобразуется полученный наследственно зрительный аппарат, формируется для зрительно-абстрактного опознания. Это установлено экспериментально!
Поэтому когда, примитивно понимая разделение людей на «художественные» и «мыслительные” натуры, пытаются противопоставлять работу одного полушария работе другого, попытка эта оказывается бессмысленной. «Абстрактный невидимка», живущий в левом полушарии, необходим мыслящему образами художнику ничуть не меньше, чем математику, иначе человек искусства не уйдет дальше создания частных, мало кому интересных композиций. Ведь хотя оба полушария и способны вырабатывать обобщения, но правое обобщает лучше по внешнему сходству, а левое -по функциональному.
В то же время дефекты в правом полушарии приводят к тому, что восприятие становится чрезмерно глобальным, теряет способность к тонким различениям внешне одинаковых предметов и образов.
Человек нa протяжении своей жизни воспринимает массу информации, приобретает, как говорят, некоторый “алфавит” образов, с помощью которого быстро оценивает ситуации, принимает решения о своих действиях. С этими задачами лучше справляется левое полушарие. А правое лучше справляется с такими зрительными задачами, для которых нет сложившегося “алфавита” обрaзов, привычной системы описаний. Эти данные, полученные в разного рода психофизиологических экспериментах, находят подтверждение в нейрофизиологии зрительного восприятия.
В правой затылочной коре и более высоких отделах зрительной системы правого полушария благодаря простым признакам отражаются вполне конкретные образы, расположенные во вполне конкретном, открывающимся сию минутно перед глазами, зрительном пространстве.
Паттерны, описывающие одинаковые текстуры, объединяются между собою только внутри данной текстуры однородной области - области, “выстриженной” нейронами затылочной коры из фона.
Зрительный аппарат как бы последовательно перебирает карточки в картотеке, на которых нарисованы все искомые предметы. Поэтому фигуры путаются при опознании по принципу: то, что раньше попало под обзор, с тем, что позже, но никак не наоборот. Путь перебора затвержен раз и навсегда, обратного хода нет (почему это так, пока неизвестно), так же как и перескоков.
То есть в правом полушарии все ключевые признаки сплетены в тугой узел, нет никаких независимо работающих каналов (с формой воедино связаны и размер, и местоположение в поле зрения), есть целостный образ, который и сравнивается с таким же целостным - искомым, хранящимся в памяти. Зрительный образ воспринимается нерасчлененно, сразу во всех подробностях.
Важная деталь: правое полушарие опознает форму тем точнее, чем лучше воспринимает сопутствующую характеристику - размер или местоположение. Ошибка же в восприятии сопутствующих признаков непременно влечет за собой ошибку и в опознании формы.
Ошибки здесь совершенно индивидуальны для каждого человека, а кроме того, вполне хаотичны. Картинку 1 принимают за 4, картинку 2 тоже за 4, а вот 4 почему-то путают с 3, но никогда не с 1. У каждого испытуемого путаница выглядит по-своему. При этом “парность”, свойственная левому полушарию, в правомначисто отсутствует.
Правое полушарие куда лучше, чем левое, опознает бессмысленные фигуры и вообще такие, которые трудно описать словами. Для него более проста, чем для левого, задача: «Укажите, чем различаются предъявленные предметы». Оно лучше оценивает пространственное расположение деталей, фрагментов.
Разбросанные по листу бумаги точки оно умеет превращать в подобие контура куда четче, чем левое, главенствует в оценке ориентации линий или кривизны.
И в таком важном деле, как опознание жестов рук и движений пальцев в азбуке глухонемых, правое полушарие работает лучше, хотя эти знаки играют роль букв, слов и даже предложений.
Наблюдения над людьми, у которых было перерезано мозолистое тело, показали, по словам Газаниги, что “разделение полушарий создает две независимые сферы сознания в одном черепе, иными словами, в одном организме”. Ясно, что эти сферы имеются и в мозгу , над которым не проводилась операция разделения.
И то, что левое полушарие способно говорить и понимать речь во всей ее сложности, а правое нет (оно не реагирует на глаголы, хотя способно образовать множественное число), заставляет сделать такой вывод: происходящие в левом мыслительные процессы могут быть представлены в словесном виде немедленно (подчеркнем крайнюю условность этого “немедленно”), но мыслительные процессы, происходящие в правом, мы услышим только после передачи результатов в левое полушарие и оформления там в речь.
Всегда ли это возможно и легко ли протекает этот процесс, мы уже представляем по приведенным ранее словам Эйнштейна о его мыслительной работе.
А в 1795 г. известный русский государственный деятель М. М. Сперанский писал в книге “Правила высшего красноречия”: “Сцепление понятий в уме бывает иногда столь тонко, столь нежно, что малейшее покушение обнаружить сию связь словами разрывает ее и уничтожает...»
Снова, как видим, возникает перед нами инструмент ввода и вывода информации, а в центральном процессоре происходит нечто, словами не выражаемое. Здесь видится аналогия с работой ЭВМ: пока не сработал принтер, пока не появилось на экране строчки, для внешнего наблюдателя остаются совершенно неведомыми те преобразования, которыми занимается “электронный мозг».
Известно, что правое полушарие управляет нашими чувствами наравне с левым, и, если эмоциональное воздействие ИСХОДИТ из правого полушария, человек с перерезанным мозолистым телом не в состоянии объяснить, почему он испытывает, скажем, гнев (правое полушарие, в общем, более агрессивно).
Так вот, не являются ли некоторые наши «необъяснимые» поступки и переживания следствием работы именно правого, безмолвствующего полушария? Результат этой работы либо не передан в левое, либо почему-то так не расшифрован, а стало быть, в любом случае недоступны для выражения в виде слов - то есть для осознания.
Словом, в мозгу у человека две раздельно работающие исследовательские системы, которые непрестанно обмениваются информацией.
Одну, конкретную (правое полушарие), он посылает в неизведанное, и она познаёт мир, потому что абстракциями нового не воспринять! (Подсознание, о котором так любят говорить художники и вообще люди творческой жилки, - это просто-напросто продукт деятельности правого полушария, продукт, который художнику или композитору не нужно оформлять словесно, в логических категориях!)
Кстати, больные с перерезанным мозолистым телом вполне способны оценить правым полушарием содержание исторических картин или опознать национальный флаг, оценить их жестом «хорошо» или «плохо» соответственно своим взглядам.
Другая исследовательская система (левое полушарие) рассматривает и сопоставляет это конкретное новое в более упрощенном, абстрактном, обобщенном виде, избавленном от второстепенных подробностей.
И коль скоро правому полушарию недоступны словесные абстракции (то есть абстракции очень высокого уровня), поэтому осознание человеком себя как социального существа возможно лишь в результате деятельности именно левого, речевого полушария.
Ведь там находятся механизмы зрительного абстрагирования, служащие основой для абстрагирования словесного.
Самосознание личности и понятие социума, т.е. общности людей, - абстракции очень высокого ранга. Чтобы понять их, требуется серьезнейшая мыслительная работа (тут, правда, есть одна тонкость: восприняв эти абстракции, левое полушарие как бы делится ими с правым.
Пожалуй, не будет натяжкой сказать, что обучение логике, математике, иностранным языкам тренирует аппарат абстрагирования, благодаря которому приобретают для человека плоть и кровь такие абстрактные понятия, как права человека, гражданственность, справедливость и другие, характеризующие истинно человеческие качества гармонически развитой личности.
Но вот - бывают такие зрительные агнозии, когда видимый мир распадается на фрагменты, никак между собой не связанные. Показывают больному ножницы, он видит прямое лезвие и говорит: “Это меч”. Потом замечает острые концы: нет, это, наверно, вилы... Смотрит дальше - узнает кольца, но они у него никак не связываются с лезвиями: полагает, что это очки...
Потому что в левом полушарии функционируют две независимые системы. Одна выделяет из картинки фрагменты, подобразы - лезвия, кольца и так далее. Другая из этих подобразов составляет целостное изображение - ножницы.
Если вторая, соединяющая, система выйдет из строя, первая различит подобразы, но в образ они не сольются. Ну а если первая система откажет, тогда и говорить не о чем: опознавание станет невозможным, даже если перед глазами наипростейшая фигура.
Несколько десятилетий назад профессор Вадим Давидович Глезер выдвинул в своей книге «Механизмы опознания зрительных образов” гипотезу: зрительная система обладает двумя каналами. Один - канал обобщенного образа или целой сцены, другой - канал отношений.
Первый обеспечивает опознание форм предметов и их подобразов - как контурных, так и отличающихся текстурами.
Второй заведует опознанием взаимного расположения предметов и деталей.
Именно благодаря его действию формируется пространственный, топологический образ внешнего мира. Клинические наблюдения говорили, что канал формы связан с нижневисочной областью коры (какого полушария - в то время вопрос еще не ставился) , а канал пространственных отношений - с заднетеменной. Чтобы вполне удостовериться, действительно ли теменные области коры отвечают за ориентацию в пространстве кандидат биологических наук Нина Владимировна Праздникова провела в 1977 г. ряд опытов.
Выяснилось, что когда у собаки удаляют определенный участок теменной коры, то животное хотя и отличает крест от квадрата, но совершенно перестает распознавать, где в этом квадрате стоит черная точка. А ведь перед операцией пес отлично справлялся с этой, в общем, весьма простой задачей. Нож хирурга разрушил «операторы пространственных отношений” (те самые нейроны, которые говорят цыплятам, длинный в п е р е д и туловища птицы выступ или короткий, скользит ли над птичьим двором безобидная утка или злой ястреб) , и выбор квадрата стал случайным.
За прошедшие годы было установлено множество новых фактов. И в частности, такой: зрительные агнозии, которые мы описывали только что,- следствие поражений правого полушария. Из рисунка дома больной выделяет только отдельные фрагменты и говорит: вижу перекладины... что-то вроде окна. Врач спрашивает: “А дом видите?” Но эта прямая подсказка проходит мимо: “Вот окно вижу... а дома нет, не вижу...” Таков результат опухоли в правой теменной области.
Какой же нейронный механизм оказался задет?
Нейроанатомы установили, что сигналы из затылочной коры, от модулей, занимающихся кусочным квазиголографическим представлением воспринятой картины, идут в престриарную область. Она находится на пути к теменной и височной зонам. Здесь происходит еще одно преобразование зрительного сигнала, теперь уже в опоре не столько на сигналы сетчатки, сколько на те паттерны, которые вырабатываются модулями затылочной коры.
Дело том, что, хотя эти модули и умеют “выстригать” своими нейронами подобраз из фона (и даже образ, если он весь заполнен одной и той же текстурой, то есть неравномерностью окраски) , их “пунктир” остается разобщенным. Он физически существует, но никак его “штрихи” еще не объединены, а значит, и делать с ними дальше ничего не удастся. И природа поручила нейронам престриарной коры важную миссию такого объединения. В результате здесь формируется уже вполне законченный подобраз той самой формы и заполненный той самой текстурой, как это есть в действительности (еще раз подчеркну: не в геометрической, а в математической форме, причем связанной с многомерным пространством сигналов).
Форма и текстура оказываются, таким образом, слиты воедино. Нельзя видеть форму и не замечать текстуру и наоборот. Признаки того и другого сцеплены плотно, нераздельно. Кроме того, престриарная возможность продолжать мысленно контуры предметов даже там, где их, формально говоря, не видно. Вот книга на столе закрыла его край, но стол от этого не теряет края, мы его как бы наблюдаем сквозь книгу. А в специально сделанных рисунках действительно (хотя это и называют иллюзией) человек видит контуры там, где они не прочерчены, а только возможны. Хорошо это или плохо?
По большей части, конечно , хорошо. Такая обработки зрительного сигнала дает нам и другим высшим животным возможность видеть мир состоящим из цельных предметов, пусть даже они частично закрывают друг друга. Они не распадаются на бессмысленные фрагменты, как непременно было бы, отсутствуй эта специальная обработка в престриарной коре.
Почему такое видение неизбежно, ответ ясен. Модулям престриарной коры, задача которых -объединять сходные сигналы в единое целое, ничего не остается, как заполнять разрывы подходящими текстурами, дабы в конце концов получился целостный контур. И когда мы говорим о “хорошей”, “соразмерной”, “приятной для глаза” форме предметов, мы, в сущности, оцениваем работу нейронов престриарной коры: смогли ли они представить такие текстуры, которые легко объединяются в более крупные агрегаты - «образы».
А так как текстурой можно считать и цвет, напрашиваются мысли о роли этой области коры в колористике, в оценке и в подборе гармонирующих красок... К сожалению, престриарная кора исследована еще очень мало, и поэтому не будем заниматься беспочвенными спекуляциями.
Но вот что хорошо известно, так это то, что после престриарной коры текстурные подобразы оказываются в нижневисочной коре, а данные о расположении этих подобразов в пространстве - в заднетеменной (естественно, правого полушария - в этой главе мы говорим только о нем) . Причем ситуация представлена очень компактно, обобщенно, так что и стена далекого леса, и книги на полке, и гребенка окажутся родственниками, поскольку все это - «вертикально ориентированные текстурные подобразы, стоящие в ряд».
Во время исследования зрительной системы испытуемым показывали такую картинку: лиса ловит сачком бабочку, а рядом стоит козленок. Так вот, при экспозиции 40 миллисекунд (то есть 40 тысячных долей секунды) человек ничего не видел. При 60 говорил, что «кто-то поднял что-то на кого-то». При 160 видел сачок и какое-то животное. И только при 320 называл лису.
Выходит, что ситуации опознаются гораздо раньше, чем участвующие в сцене предметы? Опыт был впервые проведен в ленинградском Институте телевидения профессором Ильей Ионовичем Цуккерманом и Вадимом Давидовичем Глезером.
Когда я спросил, чем можно объяснить такую приверженность к ситуациям, то в ответ услышал:
- Ну хотя бы с точки зрения эволюции зрительной системы. Чтобы выжить, нашим далеким предкам, да и не только им, требовалось в первую очередь опознать, что «кто-то терзает кого-то», нежели детально выяснять: тигр это или леопард. Кто умел быстро разбираться в опасной ситуации - выжил, а кто не умел - тому судьба вряд ли благоприятствовала...
Но вот установлены пространственные отношения. Выявлены подобразы. Что дальше? Оказывается, заднетеменная кора посылает запросы в нижневисочную и извлекает оттуда подобразы (об этом говорит характер нейронных связей между областями коры). После чего в правом полушарии формируется полное описание того, что происходит перед взором на самом деле. И мы видим конкретный предмет или сцену со всеми их неповторимыми деталями. И, конечно, запоминаем - точно так же, как запоминаются в соответствующих участках зрительной коры подобразы и пространственные отношения, чтобы потом можно было их опознать при новой встрече.
Причем есть данные, говорящие, что в правой заднетеменной коре имеются две отдельные программы сборки образа из подобразов. Одна программа описывает только пространственные отношения между объектами в сложной, многофигурной сцене. Другая же - только пространственные характеристики размещения подобразов одиночного предмета. И что самое важное, при этом формируются своеобразные шкалы для измерений: те самые, которые позволяют сказать, что нос “длинный”, а сложение “полное”.
У собак обе эти программы тоже существуют. И после одних удалений, проведенных экспериментатором в заднетеменной коре собачьего мозга, животному становится все равно, находится квадрат справа или слева от треугольника, а после других - собака не различает размеры треугольников и квадратов.
Мы опознаем ситуацию гораздо быстрее, чем фигуры, в ней участвующие,- вот причина того, что свидетели дорожной аварии видят ее совсем по-разному. Быстрота понятна: оценивается привычная ситуация, для которой в заднетеменной коре уже давно припрятана готовая схема -результат жизненного опыта. А чтобы схему детально конкретизировать, надо потрудиться: надо извлекать подобразы и собирать их в некоторую картину, на что требуется время и соответствующий зрительный материал. “Врет, как очевидец» - эта ироническая поговорка имеет, увы, под собой серьезное нейрофизиологическое обоснование...
Хороший следователь и хороший историк прекрасно осведомлены об этой особенности человеческого припоминания, когда свидетель конструирует прошлое (а оно всегда прошлое, ибо настоящее - это то, что делает человек, рассказывая свою версию следователю) не только из подобразов, конкретно существовавших в тот момент, но и из тех, которые могли бы быть.
Строители тоннелей говорят о “сбойке”, когда две бригады, шедшие с разных сторон горы, встречаются в точно назначенном месте. Работу правого полушария, опознающего зрительные образы, В. Д. Глезер представил, исходя из нейрофизиологических данных. Американский же специалист по робототехнике и искусственному интеллекту Марвин Минский пришел к аналогичным выводам, опираясь на математические абстракции, связанные с проблемой искусственного интеллекта. Не правда ли, великолепная сбойка?
Минский предположил, что “когда человек сталкивается с новой ситуацией (или существенно меняет точку зрения на прежнюю задачу), он извлекает из памяти определенную структуру, называемую фреймом. Слово это по-русски значит “остов”, “скелет”. Каждый фрейм описывает какую-либо ситуацию - пейзаж, комнату, заводской цех и так далее.
То есть, фрейм есть некая структура сведений, причем не только зрительных, но и многих иных. Например, как следует себя вести в данной ситуации, что можно ожидать в ней, какие шаги предпринять, если ожидания не сбудутся, и так далее. Кроме того, различные фреймы могут представлять не только разные ситуации, но и разные ракурсы, под которыми мы рассматриваем (в буквальном и переносном смыслах) сцену или предмет.
Затем Минский делает предположение, что каждый фрейм состоит из двух частей: основы, всегда истинной в предполагаемой ситуации, и связанных с основой ячеек, которые надо заполнять конкретными данными. Нетрудно увидеть здесь полную аналогию между работой заднетеменной коры, поставляющей образ конкретной пространственной ситуации, и нижневисочной, где содержатся подобразы.
Мы говорили о том, что образы и подобразы находятся в отношениях, напоминающих матрешку, внутри каждого подобраза можно отыскать подподобразы. Точно так же ячейки фрейма сами могут быть фреймами со своими ячейками более низкого ранга, а все множество фреймов -объединено в “сверхфрейм” (термин, предложенный В. Д. Глезером) , отражающий наши знания о мире и возможных в нем ситуациях. Таким образом, когда при кратковременном показе наблюдатель видел, что “кто-то поднял что-то на кого-то”, - это означало опознание только верхней части фрейма, опознание стандартной ситуации (напомним, что для этого какая-нибудь подобная ситуация непременно должна быть увидена в прошлом и зафиксирована в памяти). Однако времени было недостаточно, чтобы заполнить ячейки фрейма подобразами данной ситуации -лиса, сачок и так далее. лишь когда время рассматривания увеличилось и информационный поток от заднетеменной коры слился с потоками от нижневисочной в единую совокупность, картинку удалось опознать.
Совместная работа эти участков правого полушария объясняет, почему мы можем хорошо различить вид местности при ударе молнии, хотя продолжительность вспышки значительно меньше того времени, которое необходимо для точного опознания предмета. Мы видим более или менее привычные картины, опираясь на имеющийся в памяти багаж. И кроме того, обозреваем ситуацию, перемещая не взор, а внимание во внутреннем пространстве нейронных структур. Этой работой занимается заднетеменная кора, вполне достойная титула «механизм внимания».
Разделение функций между заднетеменной и нижневисочной корой делает понятными многие агнозии, связанные с правым полушарием. Кровоизлияния и опухоли в височной области (и, конечно же, нарушения в проводящих путях от престриарной коры к нижневисочной) приводят к предметной агнозии. Больной не видит, что перед ним: стол, стул или тумбочка; он замечает нечто неясное, распознает светлые и темные пятна и делает догадки на основе того, как эти пятна размещены в пространстве. Поэтому он и называет скамейку диваном, а телефон часами. Однако, взяв телефон в руки, он тут же опознает его и ставит стрелки часов точно на заданное время: тактильное и мышечное чувства не затронуты болезнью, и они вызывают в памяти образ, в соответствии с которым человек действует.
Может показаться, что такой больной все же различает какие-то формы. Ведь когда ему предъявляют карандаш и авторучку, он говорит, что не знает, какие это предметы, но видит, что они оба длинные. Немецкий психиатр Гольдштейн описал в начале века одного своего пациента, который не различал ни треугольников, ни квадратов, ни иных геометрических фигур, когда их демонстрировали ему во время исследования, но прекрасно играл в кости и карты, опознавал предъявлявшиеся предметы издали. Так видел он или не видел форму?
Мы получаем ответ, рассматривая зрительную систему такого больного с позиции разделения функций между заднетеменной и нижневисочной областями правого полушария. Длина, ширина, высота - это характеристики, которые извлекаются из поступившего в затылочную кору изображения совсем иным каналом, нежели форма,- каналом, связанным со здоровой теменной корой. А мозг человека, этот фантастически гибкий, перестраивающийся механизм, привлекая сведения из прошлого опыта, тактильное и мышечное чувство, слуховые образы, конструирует из туманных, бесформенных пятен картину мира, в которой человек может существовать и при легких расстройствах даже не замечать недуга.
Насколько изощренной может быть такая перестройка, показывает случай с одной больной, которую чуть было не признали симулянткой. Эту женщину, очень интеллигентную, обследовали в клинике Психоневрологического института им. В. М. Бехтерева, куда ее направили с диагнозом: сильнейшая предметная агнозия. Однако когда врач показал рукой на висевший в кабинете портрет и спросил, кто на нем изображен, женщина ответила не задумываясь: Бехтерев. И объяснила: струится! ( Струящимся потоком ей всегда представлялись волосы бороды.)
Поскольку она, как и все мы, привыкла к тому, что стены кабинетов бывают украшены портретами известных личностей, имеющих прямое отношение к данному учреждению (например, театру) , то изображенный на портрете в кабинете Института им. В. М. Бехтерева бородатый мужчина и есть Бехтерев.
Зато поражения правой заднетеменной коры приводят к тому, что, совершенно правильно описывая и узнавая фрагменты, человек не в состоянии слить их в целостный образ. Пространственные отношения между ними оказываются непредставимыми, то исчезают из перцептивного пространства, да и сомнительно, сохраняется ли вообще это пространство в сознании. Помните, когда больной острые концы ножниц называл вилами, а кольца - очками? Вывод о форме он делал по отдельным подобразам, а не в результате опознания пространственных отношений между ними и слияния их в образ. Так что грубые ошибки тут совсем не удивительны.
Ленинградский психиатр А. Г. Меерсон давал больным рисунки, в которых отдельные части предметов были отделены друг от друга: скажем, труба паровоза чуть приподнялась над корпусом. Оказалось, что для больных с легкими расстройствами правой заднетеменной коры (легкими потому, что рисунок они все-таки видели и подобразы у них в образ, стало быть, соединялись!) такой отрыв, а тем более резкое смещение или поворот были непреодолимым препятствием для сборки подобразов в образ.
Или такой рисунок: дерево согнулось под напором ветра, крона сместилась куда-то в сторону от ствола. Больной, у которого нарушена теменная кора, не понимает, что это дерево. Здоровому же мозгу доступны операции смещения и поворота - функции здоровой теменной коры, и мы легко опознаем предмет с отделенными повернутыми фрагментами, говорим: это дерево, которое согнул ветер.
Способность мозга к восстановлению искаженных образов колоссальна. Мне довелось проверить это на себе, рассматривая на Международной выставке книги толстый фолиант, посвященный творчеству Пикассо - тому периоду, когда художник занимался “разложением” реальности на фрагменты. Он причудливо деформировал лица моделей, так что портреты переставали быть портретами в обычном понимании этого слова. Мне всегда казалось, что такая изломанность, такое смещение всего и вся полностью убивает портрет, что в нем сходство подменяется буйной фантазией художника.
Но в той книге, которую я рассматривал, эти картины были собраны в серии, каждая посвященная одному из персонажей мастера. И вдруг, глядя на эти мозаики, я поймал себя на мысли, что нахожу явное сродство картин в каждом ряду между собою. Мозг, этот великий собиратель подобразов, свел разбросанные на плоскостях носы, рты и уши воедино, придал им такую ощутимую портретность, что даже показалось: пройди сейчас мимо меня персонаж картины, и я его узнаю...
Да, Пикассо хотел взорвать реальный образ, расчленить, раскидать его на мелкие кусочки, но он ничего не мог поделать с природой зрения. Она сильнее. Единственное, чего смог добиться создатель полотен,- это только того, что мы стали тратить больше времени и мозговой работы, дабы опознать изображенное (не будем вдаваться в обсуждение эстетических приобретений и потерь при такой манере живописи), а люди, недостаточно тренированные, не освоившие этого непривычного художественного языка, оказываются вообще не в состоянии его понять.
Взаимодействие височной и затылочной коры правого полушария - ключ к пониманию того, зачем глаза наши перебегают от одного информационно богатого фрагмента к другому. Мы схватываем сразу пространственную ситуацию, но чтобы конкретизировать ее, должны наполнить содержанием ячейки «картины». Вот и блуждают глаза по ней, выхватывают то ту, то другую особенность - данные о форме и текстуре подобразов. И делают это не раз, не два, ибо точный образ нуждается в прочно зафиксированных памятью деталях. Обход связан с той задачей, которую мы ставим перед собой сознательно или бессознательно. Эту особенность хорошо демонстрировали узоры, нарисованные зеркальцем в опытахА. Л. Ярбуса.
Механизм внимания (увы, мы еще так мало знаем о его работе) выбирает из пространственной картины, в которой разместились предметы, именно такие подобразы, которые требуются для решения задачи. Очень точные скачки взора как раз и демонстрируют, что мы видим всю картину сразу до того, как уточним ее фрагменты.
Такой подход к механизму скачкообразного осмотра поля зрения позволяет иначе, более достоверно, объяснить результаты, полученные Нотоном и Старком: дело не в сигналах глазодвигательных мышц, не они кодируют расположение фрагментов в поле зрения. Мир строится из деталей, все верно, только детали эти набираются не как попало, а в соответствии с тем «скелетом», который уже заранее сформировался в сознании и находится в правой заднетеменной коре.
Любопытная, однако, получается цепочка преобразований. Сначала сетчатка разбивает картину на сонм точек. Затем ганглиозные клетки сетчатки превращают это дискретное, мозаичное образование в более размытые пятна, то лежащие рядом, то перекрывающиеся. Далее НКТ, наружное коленчатое тело своими пульсирующими полями проверяет эти размытости на содержание пространственных частот, подготовляет работу нейронов затылочной коры, которые отражают мир с помощью кусочной квазиголографии (по терминологии В.Д.Глезера, выдвинувшего эту гипотезу, сейчас уже ставшую вполне сформировавшейся теорией).
В итоге поле зрения оказывается разбитым на множество фрагментов (и лежащих рядом, и перекрывающихся), в каждом из которых модули затылочной коры вычисляют простой признак представшей перед взором картинки. Все это необходимо для того, чтобы нейроны затылочной коры смогли “выстричь” подобраз из фона, а клетки престриарной - собрать “пунктир” выстрижения в подобраз, казалось бы, давно уже превратившийся в ничто после этих бесконечных преобразований. И наконец, чтобы изображение, уйдя с сетчатки, преобразовалось в заднетеменной коре в своего рода план размещения подобразов.
Эта фантастически хитрая система преобразований, до которой не додумался ни один создатель электронных опознающих устройств,- самая выгодная, самая надежная. Именно так возникает в нашем сознании конкретный образ предмета или сцены перед нашим взором. Простое геометрическое отражение действительности на поверхности сетчатки превращается в такое топологическое отражение, с которым могут оперировать нейронные сети мозга: запоминать, сравнивать, опознавать.
Важно вот еще что отметить. Устроенная так, как мы сейчас представили, зрительная система оказывается принципиально открытой.
То есть способной воспринять и запомнить, а потом опознать любой предмет, любой пейзаж, какой только ни предстанет перед взором.
Когда-то инженеры, пытаясь создать опознающие машины, вкладывали в них представления об образах, которые требовалось воспринимать “электронному мозгу”. Очень скоро выяснилось, что фантазия природы куда богаче. Всегда находилось такое изображение, которое ЭВМ должна была опознать, а не смогла.
Поэтому конструкторы обратились к принципам, на которых построен зрительный аппарат человека, не нуждающийся в предварительных оповещениях для восприятия и запоминания.