Кора больших полушарий нужна нам для того, чтобы устанавливать связи между информацией, поступающей через органы чувств. В коре больших полушарий складываются образы предметов. Но исследования неврологических пациентов показывают, что ассоциативное обучение возможно и без участия коры больших полушарий. У людей имеющих псевдослепоту глаза информацию воспринимают, но нарушена работа первичной зрительной коры больших полушарий. Но эти люди способны самостоятельно передвигаться, обходя препятствия, и даже могут описать предмет, стоящий перед ними, хотя утверждают, что не видят никакого предмета. Слепозрение возможно потому, что на выходе из сетчатки пути информации расходятся. Большая часть попадает в так называемый ретино-геникуло-стриарный путь, РГС (рис. 1) ведущий, в первичную зрительную кору (V1). В первичной зрительной коре сигналы от сетчатки обрабатываются: нейроны выделяют в изображении линии, определяют угол наклона этих линий и некоторые другие простые параметры картинки. Дальше информация идёт во вторичную зрительную кору (поля 18 и 19), нейроны которой «вылавливают» более сложные признаки. Наконец, данные попадают в теменные или височные доли. Там расположены ассоциативные области коры, где уже складываются полноценные образы предметов.
Но для части зрительной информации есть другой путь. Его называют экстрагеникулярным, так как он не проходит через латеральные коленчатые тела таламуса (рис. 1). Часть волокон зрительного нерва заканчивается в верхних бугорках, или в верхнем двухолмии (Superior colliculus, SC), четверохолмия среднего мозга — структурах, которые тоже специализируются на обработке зрительной информации. (Нижние бугорки четверохолмия отвечают за обработку звуковых стимулов.) Анализ данных от сетчатки в верхних бугорках идёт быстро, но бессознательно. Их работа позволяет уйти от приближающейся опасности ещё до того, как организм понял, что ему что-то угрожает. Из верхних бугорков четверохолмия информация идёт в подушки (парные ядра таламуса, см. Pulvinar nuclei), а уже оттуда — в кору больших полушарий, но не в первичную, а во вторичную (рис. 3).
Получается, что в некоторых случаях обучения слепых можно научить их реагировать на зрительную информацию вырабатывая у них рефлекс реагирования на неё с помощью звука! Когда появился доброволец, у которого первичной зрительной коры нет, но есть верхние бугорки четверохолмия было решено выработать у него ассоциацию конкретного звука,, с конкретным предметом, который он сознательно воспринять не может. Делали это следующим образом (рис. 5). Испытуемого сажали в 25 см от серого экрана, в центре которого в течение секунды присутствовал красный кружок. На протяжении той же самой секунды человек слышал через наушники звук частотой 500 Герц. При этом громкость звука равномерно увеличивалась от 35 децибел (фоновый уровень шума в комнате) до 80 децибел (громкость мощного пылесоса). Такой эксперимент повторяли 270 раз . В 2/3 случаев в середине секунды громкость звука резко увеличивалась (до 80 децибел) на 10 миллисекунд, а потом возвращалась к своему значению до резкого скачка и продолжала плавно нарастать. Задача испытуемого заключалась в том, чтобы предугадать резкий скачок громкости — то есть как можно быстрее нажать на кнопку, если ему казалось, что громкость вот-вот подскочит до максимума.
Сделать это, руководствуясь только слуховой информацией, было невозможно. Подсказка крылась в размерах красного кружка на экране. Он на протяжении той же самой секунды мог либо увеличиться, либо уменьшиться. Уменьшение происходило в 2 раза чаще, чем увеличение. Кроме того, в момент резкого скачка громкости кружок на 10 миллисекунд становился максимального размера, а затем, как и звук, возвращался к своей величине «до встряски». Таким образом, у испытуемого должна была возникнуть ассоциация: раз круг уменьшается, громкость, скорее всего, скоро резко прибавится. Формирование этой причинно-следственной связи в мозге испытуемого отразилось бы на скорости его реакции. Так и произошло. Раз за разом «видя» уменьшение круга (подсказку), человек при аналогичном предъявлении постепенно быстрее и быстрее нажимал на кнопку. Если же пациент «видел» увеличение круга (отсутствие подсказки), он не торопился подавать сигнал. В таких случаях время его реакции тоже снижалось от предъявления к предъявлению (не хотелось дожидаться скачка громкости), но не так сильно. Ещё одна интересная особенность: слепозрячие в принципе не воспринимают фиолетовые предметы (см. S. Leh et al., 2006. Absence of S-cone input in human blindsight following hemispherectomy). Информация от колбочек, воспринимающих свет с короткой длиной волны (420 нм, длина волны для фиолетового), не приходит в верхние бугорки четверохолмия. Так что эксперимент, описанный выше, повторили, используя фиолетовые кружки. В данном случае подсказка не сработала: уменьшение фиолетового кружка, которое указывало на вероятный скачок громкости, почти не отражалось на скорости реакции испытуемого (рис. 6). Она одинаково уменьшалась при любых видоизменениях фиолетового кружка, так как эту фигуру испытуемый не воспринимал даже «на подсознательном уровне».
Итак, человек без первичной зрительной коры может формировать ассоциации между звуками и свойствами видимых объектов. Источник: Mehrdad Seirafi, Peter De Weerd, Alan J. Pegna and Beatrice de Gelder. Audiovisual Blindsight: Audiovisual learning in the absence of primary visual cortex // Frontiers in Human Neuroscience. 2015. V. 9. P. 686. |
Наука и лженаука.
Рис. 1. Пути передачи зрительной информации в мозге. Th (thalamus) — таламус; V1 (visual 1) — первичная зрительная кора; SC (superior colliculus) — один из двух верхних бугорков четверохолмия; Pulv (pulvinar) — подушка; LGN (lateral geniculate nucleus) — латеральное коленчатое тело. Изображение из статьи N. Diederich et al., 2014. Are patients with Parkinson’s disease blind to blindsight?