Как мозг собирает ощущения в целостную картину

Как мозг собирает ощущения в целостную картину

Основная функциональная единица нервной системы человека – это нейрон[28], крохотная веретенообразная клетка, которая, образуя вместе с другими сеть или длинный нервный путь, передает сенсорные импульсы мозгу. На элементарном уровне нервная система получает эти сенсорные данные в виде миллиардов незаметных электрохимических импульсов от бесконечных сенсорных датчиков кожи, глаз, ушей, слизистой оболочки рта и носа. Эти импульсы передаются по невральным путям, действующим по принципу «волны падения» – процесса, моделью которого служит падение стоящих в ряд костяшек домино, – они минуют синаптические щели и запускают высвобождение нейромедиаторов, которые передают сенсорную информацию мозгу.

Внутри самого мозга сенсорная информация передается по соответствующим нервным путям: скажем, зрительные данные передаются по путям визуальной системы мозга, а обонятельные – по системе соответствующего анализатора. Таким образом, отдельные импульсы направляются и перенаправляются к зонам обработки соответствующей информации[29]. Здесь они сортируются, делаются доступными другим частям мозга, усиливаются или подавляются, интегрируются с данными от центров эмоций и других ощущений и, наконец, собираются в единую перцептивную картину, которая обладает смыслом для обладателя данного мозга и достаточно практична.

Обработка сенсорной информации первого уровня происходит в первичных зонах каждой из пяти сенсорных систем. Эти зоны получают необработанную информацию непосредственно от органов чувств и собирают эти сырые данные в грубую предварительную перцептивную картину. Затем эти образы отправляются к вторичным зонам сенсорных систем, каждая из которых также посвящена одному типу ощущений, где эти образы совершенствуются.

Затем обработанная информация поступает к ассоциативным зонам, где совершается самая доскональная обработка информации. Слово «ассоциативная» означает, что эти структуры собирают, или «ассоциируют», невральную информацию из различных частей мозга. На высшем уровне обработки сенсорную информацию одного определенного типа связывают с информацией от всех других органов чувств, чтобы создать богатую многомерную картину, которая становится важным элементом сознания. В итоге ассоциативные зоны передают полученные данные центрам памяти и эмоций, что позволяет нам организовывать информацию о внешнем мире и реагировать на изменения в нем наиболее совершенным образом.

Чтобы понять, как мозг составляет из сырой информации законченную картину, рассмотрим, что происходит с сенсорными импульсами, поступающими в систему обработки визуальной информации.

Визуальный образ создается с помощью электрохимических импульсов, поступающих в мозг по оптическому нерву. Попадая в кору, эти импульсы совершают первую «остановку» в первичной зрительной зоне, где становятся сырыми элементами визуальных образов – беспорядочной коллекцией линий, форм и красок.

Эти грубые визуальные образы, созданные первичной зрительной зоной, недоступны для сознания, но некоторые данные свидетельствуют о том, что мозг может воспринимать их на бессознательном уровне. На это указывает любопытный феномен «слепозрения»[30]. При серьезном повреждении первичной зрительной ассоциативной зоны визуальная информация не может достичь структур вторичного уровня, где в обычных обстоятельствах формируется окончательный образ, который можно осознать. Люди с повреждениями этой первичной зоны считают себя совершенно слепыми, тем не менее, несмотря на потерю зрения, доступного для сознания, они могут потрогать находящиеся перед ними предметы, правильно ответить на вопросы о характере предметов, на которые они «смотрят», и даже найти дорогу в комнате, где на их пути стоят разные преграды. Подобное слепозрение объясняется тем, что мозг бессознательно учитывает такие визуальные данные, хотя они слишком сырые, и это дает возможность человеку безопасно взаимодействовать с его физическим окружением.

Не существует ясного объяснения феномена слепозрения. Возможно, при этом развиваются альтернативные пути для визуальной информации в обход первичной зоны, так что импульсы сразу поступают к структурам вторичного уровня. Возможно также, что небольшие участки поврежденной зоны продолжают исполнять свои функции. Но какие бы механизмы ни стояли за феноменом слепозрения, это состояние позволяет нам глубже понять удивительные процессы обработки информации в мозге.

При нормальной работе мозга абстрактные формы и краски, полученные при обработке информации в первичной зрительной зоне, потом организуются во вторичной зоне, так что начинает создаваться распознаваемый образ. Допустим, человек смотрит на пуделя, и первичные сенсорные данные будут собраны вместе, или ассоциированы, в многосоставный целостный образ, похожий на маленькую собачку с кудрявым хвостом.

Такой законченный образ уже доступен сознанию; тем не менее, пока мозг не соединит этот образ с нужными компонентами памяти и эмоций, что позволит связать данный образ с концепцией «собаки», ему будет недоставать нужного контекста и значения, так что до последнего этапа обработки информации он останется бессмысленной картинкой.

Последний этап происходит в зрительной ассоциативной зоне: здесь визуальный образ пуделя соединяется с данными от других участков мозга, так что он обретает глубину и эмоциональный смысл. Так, например, обонятельная зона сообщает мозгу о том, что человек столкнулся с знакомым сильным запахом. Слуховая зона также дополняет картину: человек слышит радостный лай. Зоны памяти позволяют поставить полученный образ в контекст предшествовавшего опыта человека, и, наконец, эмоциональные зоны запускают нужные чувства, так что образ превращается в реалистичное многомерное переживание: хозяин глядит на свою любимую собачку. Однако другой наблюдатель, у которого есть опыт неприятной или травматичной встречи с собакой или который только что прочитал в газете историю о нападении собак на людей, может увидеть в этом пуделе потенциальную угрозу.

Зрительная ассоциативная зона выполняет важнейшую роль в осмысленном интерпретировании данных, полученных мозгом. Повреждение этой зоны часто приводит к утрате способности узнавать друзей, членов семьи или домашних животных. При этом человек продолжает их видеть, но неспособен поместить их в значимый контекст воспоминаний и эмоций. В некоторых случаях при таких повреждениях человек даже не узнает своего лица в зеркале.

Зрительная ассоциативная зона, вероятно, очень значима и в религиозных и в духовных переживаниях, которые включают в себя визуальные образы. Скажем, эта зона, вероятнее всего, становится более активной в тот момент, когда человек пользуется визуальными образами (такими, например, как свеча или распятие) во время медитации или молитвы. Кроме того, спонтанные видения во время медитации и молитвы или при необычных духовных переживаниях, таких как состояние клинической смерти, возможно, также прямо связаны с деятельностью этой зоны. Мы вправе так думать по той причине, что электрическая стимуляция этой зоны порождает разного рода «видения»[31]. Кроме того, эта зона тесно связана с хранилищами воспоминаний, так что, возможно, сохраненные образы запоминаются или связываются – вероятно, не всегда при участии сознания – с позднейшими переживаниями религиозного или духовного характера.