Читать книгу Психология сознания - Орнстейн Роберт - Страница 10

Психическая операционная система (the mental operating system) начинает обработку информацию с того, что выхватывает небольшой, конкретный кусочек внешнего мира и доставляет его в мозг. Так что обычно мы считаем, что чувства суть «окна» в мир, который мы видим своими глазами и слышим своими ушами. Хотя подобная точка зрения объясняет наше состояние, дело обстоит не совсем так, поскольку главная функция сенсорных систем (рассматриваемых как целые системы) – отбрасывать несущественную для организма информацию, такую как рентгеновские лучи, инфракрасное излучение или ультразвуковые волны. Эти системы защищают нас от переизбытка информации, способной сбить с толку. Они это делают по определенному плану. И этот план скрывает в себе нечто большее.

Чувства изо дня в день совершают два чуда. Первое: каждый из органов чувств превращает один из видов физической энергии – короткие световые волны, молекулы кислого – в другой вид энергии: в электрохимический процесс нейронного возбуждения. Этот процесс называется преобразованием (transduction). У каждого органа чувств имеются специализированные рецепторы, ответственные за преобразование внешней энергии в язык мозга. Глаз преобразует свет, ухо преобразует звуковые волны, нос преобразует молекулы газов. Второе чудо заключается в том, что в какой-то момент в системе чувственного восприятия и мозга происходит второе преобразование: миллиарды электрических вспышек и химических секреций «нейронных разрядов» становятся деревьями и тортами, серебристыми рыбками и смехом – осознанным миром человеческого опыта.

Оба этих чуда происходят в нашей жизни ежеминутно: они настолько постоянны и привычны, что мы, естественно, не отдаем себе в них отчета. Мы на пути к тому, чтобы понять, как происходит первое чудо, но второе остается полной загадкой для науки.

Возьмите самый важный «канал» чувственного опыта – глаз. Он реагирует на излучение электромагнитной энергии в видимом спектре и передает нам весь видимый мир: великолепие осенних красок, сложную гамму оттенков зимнего неба, огромное разнообразие человеческих лиц и многое другое.

Поэтому трудно поверить, что весь «видимый» спектр – лишь малая часть всего диапазона энергии. Весь спектр длины волны колеблется в пределах от менее чем 1 миллиардной части метра до более чем 1000 метров, однако мы видим лишь маленький отрезок между 400- и 700- миллиардной части метра. Таким образом, весь видимый спектр представляет собой менее, чем одну триллионную всего спектрального диапазона электромагнитных колебаний, которые доходят до глаза. Кроме электромагнитной энергии, на глаз действует много других непрошенных сил: волны сжатия, газообразная материя, механические вибрации воздуха. Глаз их «намеренно» не замечает.

Мы просто не могли бы воспринять мир во всей его полноте – мы отсекаем огромную его часть прежде, чем она «достигает нас» или улавливается нервной системой. Если мы не обладаем рецептивными системами для данного вида энергии, если объект вне нашей досягаемости или слишком быстро движется, мы его не воспринимаем. Мы даже не можем себе представить какой-то вид энергии или объект вне зоны нашего восприятия. Как бы «выглядели» инфракрасное излучение или рентгеновские лучи? Как бы «звучала» нота частотой в один герц. Говоря по-дилетантски, возможно именно это имеется в виду в дзэнском коане: «звук хлопка одной ладони».

Возможно, мы скорее поймем эту проблему, если немного спустимся по лестнице эволюции и рассмотрим животное, чьи сенсорные системы воспринимают еще более ограниченную информацию, чем наши.

Пожалуй, самый важный и четкий эксперимент в этой области был проведен над системой зрительного восприятия у лягушки. Очевидно, что лягушка занимает иную «эволюционную нишу», нежели человек, и, вероятно, отбор в ее нервной системе происходит иначе. Но никто не мог предположить, какая огромная разница существует между нервной системой земноводного и человека!

Группа исследователей из Массачусетского Технологического Института (МIТ) под руководством Джерри Леттвина (Jerry Lettvin) поставила эксперимент, в ходе которого глаз лягушки, находившейся в неподвижном состоянии, подвергали визуальной стимуляции. Лягушка так располагалась в пространстве, что ее глаз оказывался в центре полусферы радиусом в семь дюймов9. На внутренней поверхности этой полусферы с помощью магнитов помещали небольшие предметы в различном положении, или их перемещали внутри полусферы.

Ученые вживляли микроэлектроды в зрительный нерв лягушки, чтобы определить, «что лягушачий глаз сообщает лягушачьему мозгу» – так называлась эта классическая статья. Поскольку сам по себе глаз лягушки более-менее схож с глазами других существ, ученые ожидали, что запись электрических возбуждений оптического нерва выделит разного рода «сообщения», которые ее глаз передает мозгу. Предполагалось, что анализ этих сообщений раскроет взаимосвязь между вызванными временными «рисунками» (паттернами10) электрической активности и различными предметами, предъявляемыми лягушке на полусфере.

Существует бесконечное множество различных зрительных конфигураций, которые можно предъявить лягушке – цвета, фигуры, движения и их различные комбинации – ассортимент, отражающий богатство видимого мира, который мы воспринимаем. Предъявляя лягушке это множество различных объектов, цветов и движений, исследователи обнаружили примечательное явление: в ответ на все виды зрительной стимуляции из сетчатки посылались в мозг лишь четыре вида «сообщения». Иными словами, не важно, насколько сложна окружающая среда, сколько тонких различий существует в ней, лягушачий глаз посылает в мозг лишь несколько различных сообщений. Можно предположить, что лягушачий глаз развивался таким образом, чтобы отбрасывать остальную информацию.

Структура глаза позволяет лягушке «распознавать» лишь четыре различных вида внешней деятельности. Леттвин и его сотрудники назвали четыре соответствующих системы детекторами устойчивых контрастов (sustained contrast detectors), детекторами движения (moving-edge detectors), детекторами освещенности (net dimming detectors), детекторами выпуклости (net convexity detectors). Первые дают сведения об общих очертаниях обстановки; вторые реагируют на любое существенное движение; третьи, по-видимому, усиливают реакцию на внезапное уменьшение освещенности, когда нападает враг крупных размеров.

Четвертый тип сообщения, передаваемый детекторами выпуклости, самым очевидным образом связан с биологическими потребностями лягушки и наиболее интересен. Детекторы округлости не реагируют на общее изменение освещения или контраста; они реагируют лишь тогда, когда небольшие темные объекты попадают в поле зрения и движутся вблизи глаза. Вот так лягушка добывает себе еду, так она может видеть летающих насекомых даже при помощи своей высокоспециализированной системы зрительного восприятия. Лягушка развила свои собственные подсистемы восприятия, которые «запаяны» в ее органы чувств – она почти автоматически реагирует на летающих рядом насекомых!

Такого же рода исследование прояснило механизм восприятия и сознания у других организмов. Результаты показывают, что зрение осуществляется не в глазах, а при помощи глаз. Первая часть визуального опыта состоит в том, что глаз сообщает мозгу; вторая часть – в том, что мозг сообщает глазу.

В каждом человеческом глазу примерно 126 миллионов фоторецепторов; их импульсы сходятся к миллиону ганглиозных клеток. Информация о внешнем мире становится все более упрощенной и отвлеченной по мере того, как эта информация проходит путь с периферии к зрительной коре головного мозга.

Информация из левого глаза попадает в левый оптический нерв, информация из правого глаза идет по правому оптическому нерву. Изменение происходит на пересечении, называемом перекрестом зрительных нервов: некоторые из аксонов переходят на другую сторону. Аксоны из левых частей обоих глаз попадают в левую сторону мозга, а аксоны из правых частей обоих глаз идут к правой стороне. Меняется система расположения аксонов, но не их структура. Их название тоже меняется. После перехода зрительный нерв называется зрительным трактом.

Миллионы нервных волокон каждого из двух зрительных пучков сначала достигают мозга в латеральном коленчатом теле (ЛКТ) зрительного бугра (thalamus), так что зрительная кора приводится в состояние готовности для ввода визуальных данных через ЛКТ. По-видимому, ЛКТ представляет собой нечто вроде коммутационной станции, передающей сообщения зрительной коре. На уровне ЛКТ, сообщения от обоих глаз остаются раздельными. ЛКТ также анализирует цветовые сигналы. Нервные волокна, выходящие из ЛКТ, разветвляются, передавая информацию зрительной коре.

В экспериментах Леттвина и аналогичным им частота разрядов единичного аксона может быть измерена и зарегистрирована тонким, как волосок, электродом. Освещая глаз животного ярким светом и регистрируя реакцию отдельных нервных клеток, можно обнаружить, какие клетки реагируют на этот раздражитель. Область раздражения, на которую реагирует клетка, называется рецептивным полем. Функция клеток в зрительной коре отличается от функции клеток оптического тракта. Когда регистрируется реакция индивидуальных корковых клеток, лучше всего они реагируют на специфические свойства окружающей среды и потому называются анализаторами признаков. (Однако, на самом деле, эти клетки могут выполнять другие, нам неизвестные функции.)

У человека более 100 миллионов нейронов в зрительной коре, и мы до сих не знаем степень их специализации. Чтобы определить те характерные признаки, которые должны улавливать специфические клетки, ученым необходимо выделить и идентифицировать рецептивные поля. Оказывается, что каждый вид животных обладает особым набором анализаторов признаков, которые выделяют объекты и события, важные для этого вида. У таких животных, как лягушка, эта способность к отбору развита в крайней степени.

Зрительная система кошки, изученная лучше других, отбирает края, углы и объекты, движущиеся в разных направлениях. У обезьян отдельные клетки, по-видимому, реагируют на особые свойства окружающей среды. В одном исследовании группа ученых проводила эксперименты с макаком-резус. Они отводили активность одной клетки зрительной коры и попытались выяснить, что заставит клетку реагировать. Перед макакой клали пищу, показывали ей карточки, движущиеся объекты и т.д. Исследователи испробовали все, что могли придумать, и не заметили никакой реакции. Наконец, когда они на прощанье помахали перед глазами у обезьянки рукой, в клетке возникла бурная реакция. Потом этой клетке предлагали множество новых раздражителей. Чем больше раздражитель походил на кисть руки обезьянки, тем сильнее оказывалась реакция клетки. Данный пример доказывает, что, по крайней мере, у обезьяны мы можем отождествить отдельно взятую клетку, которая бурно реагирует на крайне специфичный признак.

Ученые-нейробиологи Хьюбел и Визел из Гарвардского университета, получившие за свою работу Нобелевскую премию, открыли три основных категории клеток зрительной коры у кошек, каждая из которых обнаруживает специфические типы «рисунков» (паттернов).

1. Простые клетки (simple cells) реагируют на полосу, линию или край. Поскольку простые клетки сильнее всего реагируют на определенные углы, они называются детекторы ориентации. Они организованы в зрительной коре колонками; каждая колонка содержит клетки, реагирующие на определенную ориентацию.

2. Сложные, комплексные клетки (complex cells) реагируют на ориентацию и движение, скажем, диагональную линию, движущуюся слева направо.

3. Сверхсложные, гиперкомплексные клетки (hypercomplex cells) реагируют на любую полосу света, независимо от ее ориентации. Неуклюжий термин «гиперкомплексные» отражает поразительную сложность корковой системы отбора признаков; ученые никак не рассчитывали, что обнаружат клетки, превосходящие по своей сложности «комплексные». Возможно, когда-нибудь будут найдены другие клетки, которые реагируют на еще более специальные свойства окружающей среды (как клетка обезьянки, реагирующая на взмах руки).

Каждый элемент зрительной системы, включая зрительную кору, должен выделять особые признаки окружающей среды, передавать и анализировать эту информацию и не придавать значения всему остальному. Клетки зрительной коры, вероятно, являются, мелкими строительными блоками более сложных зрительных впечатлений.

Большая часть нашего сенсорного и перцептивного опыта прямо отражает опыт, получаемый посредством глаза. Все люди развивались в процессе эволюции сходным образом, отбирая одни и те же свойства окружающей среды. Мы наделены глазами, воспринимающими излучение электромагнитной энергии, наши уши воспринимают и «подхватывают» механические колебания воздуха, нос содержит рецепторы для восприятия молекул газа; у нас есть специализированные тактильные датчики, а сложная система клеток, покрывающих язык подобно мыльным пузырькам, реагирует на молекулы пищи и передает нам ощущение вкуса. Тщательное рассмотрении этих ощущений во всей их поразительной сложности могло бы вновь породить у нас неявное предположение о том, что эти ощущения дают исчерпывающее представление о познаваемом мире.

В конце концов, этому есть никем не оспариваемое подтверждение. Мы все соглашаемся: вон растет дерево, вот поет птичка, а дымящийся на столе обед манит нас к себе. Но наше согласие о природе реальности, принятое между людьми здравомыслящими, конечно же, ограничено, поскольку у всех нас есть общие ограничения, по-видимому, сложившиеся в процессе эволюции человечества, чтобы обеспечить биологическое выживание расы.

Люди единодушны относительно некоторых событий лишь потому, что мы все имеем сходные ограничения в устройстве наших рецептивных структур, образовании и культуре. Как тот сын, у которого двоилось в глазах, мы можем легко спутать наше единодушное мнение с объективной реальностью. Если бы двоилось в глазах у каждого, мы бы все действовали так, как если бы было две луны, или наша система счисления удвоилась бы; возможно, она и удвоена, но мы о том не ведаем.

Что отличает нас – более сложные организмы, хотя бы по сравнению с лягушкой, – это то, что пути ощущения усложняются и становятся многомодальными. Также повышается гибкость благодаря повышенной сложности мозга и сенсорных отделов нервной системы. Эта «перенастройка» скорее напоминает способность компьютера подстраивать программы в различных условиях.

Вы сами можете испытать эту избирательность и настройку более высокого уровня. В обществе, где одновременно разговаривают несколько человек, закройте глаза и прислушайтесь к одному из говорящих, потом «отключитесь» от него или от нее и прислушайтесь к другому. Пожалуй, вас удивит, насколько легко можно перенастроить внимание. На самом деле, не стоит удивляться этой способности, ведь мы постоянно настраиваемся на что-то соответственно нашим нуждам и ожиданиям, и все же мы слегка удивлены, поскольку обычно не ведаем о подобной самонастройке.

Процесс отбора может программироваться внутри заданных сенсорных пределов. Часто он продиктован потребностями. Когда летом мы обливаемся пoтом, нам больше, чем обычно хочется соленого. Мы не рассуждаем сознательно, что, мол, организму нужна соль и нужно есть больше соленой пищи; нам просто нравится еда, которую в другое время мы бы сочли сильно пересоленной. И в этом люди тоже непохожи друг на друга: некоторые блюда кажутся большинству пересоленными, тогда как другие добавляют в них соли!