Мозг рассказывает. Что делает нас людьми - Вилейанур Рамачандран

Мы с Эдом снова сидели в кафе, обсуждая наши открытия. В ходе наших экспериментов с Франческой и Мирабель мы установили, что синестезия существует. Следующий вопрос был такой: почему она существует? Может ли объяснить её какой-нибудь сбой в мозговой системе? Что мы знаем такого, что поможет нам его определить? Вопервых, мы знали, что самый распространённый тип синестезии это видение цифр в цвете. Во-вторых, нам было известно, что один из главных цветовых центров в мозге это область, называемая V4, в веретенообразной извилине височных долей. (V4 была открыта Семиром Заки, профессором нейроэстетики Лондонского университетского колледжа и мировым авторитетом по части изучения организации зрительной системы у приматов.) В-третьих, мы знали, что примерно в той же самой части мозга могут быть области, отвечающие за числа. (Нам это известно, так как малейшие повреждения в этой части мозга лишали пациентов арифметических способностей.)

Я размышлял, не может ли цвето-цифровая синестезия быть обусловлена просто случайным «перекрещиванием» числового и цветового центров в мозге? Это казалось уж слишком очевидным, чтобы быть истинным, впрочем, отчего бы и нет? Я предложил заглянуть в атласы мозга, чтобы точно определить, насколько близко эти области подходят друг к другу, чтобы действительно взаимодействовать друг с другом.

«Слушай, может, спросим Тима?» отозвался Эд. Он обратился к Тиму Рикарду, нашему коллеге. Тим использовал мудрёную технику для сканирования мозга, вроде функционального МРТ, чтобы составить карту зон головного мозга, где происходило визуальное узнавание цифр. Чуть позже днём мы с Эдом сравнили точное расположение области V4 и области, отвечающей за числа, используя атлас человеческого мозга. К нашему изумлению, мы увидели, что числовая область и область V4 находятся как раз рядом друг с другом в веретенообразной извилине (рис. 3.6). Сильный аргумент в пользу гипотезы «перекрещивания»! Неужели это просто совпадение, что самый обычный тип синестезии это цвето-цифровой тип, а области, отвечающие за восприятие числа и цвета, ближайшие соседи в мозге?

Так, здесь уже попахивало френологией XIX века, но вдруг так оно и есть? С XIX века идут яростные дебаты между френологией которая считает, что различные функции чётко локализованы в разных областях головного мозга и холизмом, полагающим, что эти функции являются эмерджентными, то есть «собственностью» мозга в целом, чьи части постоянно взаимодействуют. Выяснилось, что это в определённой мере искусственное противопоставление, поскольку верный ответ на этот вопрос зависит от конкретной функции. Было бы странно утверждать, что умение играть в азартные игры или готовить имеют определённую локализацию в мозге (хотя некоторые их аспекты и в самом деле имеют), но было бы столь же глупо говорить, что кашлевой рефлекс или реакция зрачков на свет не локализованы. Что и впрямь удивительно, так это то, что даже некоторые нестереотипные функции, такие как восприятие цвета или цифр (как формы или как абстрактной идеи количества), и в самом деле опосредованы специальными отделами мозга. Даже восприятие высшего уровня например, инструментов, овощей или фруктов, имеющее отношение скорее к понятиям, чем к ощущениям, может быть утеряно в зависимости от того, какой именно маленький участок мозга повреждён в результате инсульта или несчастного случая.

Рис. 3.6. Левое полушарие мозга и примерное расположение веретенообразной (фузиформной) области: чёрным обозначена числовая область, белым цветовая(схематически показано на поверхности мозга)

Итак, что мы знаем об отделах мозга? Сколько там специализированных зон и как они расположены? Подобно тому как генеральный директор корпорации распределяет разные задачи между разными людьми, занимающими разные кабинеты, ваш мозг распределяет различную работу между разными отделами. Процесс зрительного восприятия начинается, когда нервные импульсы с вашей сетчатки отправляются в заднюю часть вашего мозга, где образ расчленяется на простейшие качества, такие как цвет, движение, форма и глубина. После этого информация о различных свойствах разделяется и распределяется между несколькими обширными зонами в височной и теменной долях. Например, информация о направлении движущихся целей приходит в область V5 теменной доли вашего мозга. Информация о цвете идёт в основном в область V4 в вашей височной доле.

Причину такого разделения труда нетрудно отгадать. Вычисления, которые вам нужны для получения информации о длине волны (цвета), сильно отличаются от вычислений, требующихся для получения информации о движении. Все это намного проще выполнить, если для каждого задания есть своя зона и свои нейронные механизмы вы экономите средства связи и облегчаете вычисления.

Также имеет смысл иерархически организовать специализированные области. В иерархической системе каждый «высший» уровень выполняет более сложные задачи, но, так же как и в корпорации, здесь появляется огромное количество обратной связи и перекрёстных помех. Например, цветовая информация, обрабатываемая в V4, передаётся в высшие цветовые зоны, находящиеся далее в височных долях, возле угловой извилины. Эти высшие по иерархии зоны могут быть связаны с более сложными аспектами восприятия цвета. Я смотрю на листья эвкалипта в кампусе, и они кажутся примерно одного оттенка зеленого, хотя длина отражённой световой волны очень разнится в сумерках и в полдень. (Свет в сумерках красный, но ваш взгляд не выхватит вдруг ни с того ни с сего красно-зеленые листья, они все равно будут для вас зелёными, потому что высшие зоны цветового восприятия вашего мозга корректируют то, что вы видите.)

Очевидно, что операции с цифрами тоже происходят поэтапно: на первой стадии в веретенообразной извилине, где отображаются фактические очертания цифр, а на второй стадии в угловой извилине, отвечающей за числовые понятия, такие как порядковость (последовательность) и количественность (величина). Когда угловая извилина повреждена вследствие инсульта или опухоли, пациент все ещё может узнавать числа, но уже не способен выполнять деление или вычитание. (Умножение обычно не забывается, поскольку заучивается механически.) Именно этот аспект анатомии мозга близость цветов и цифр в мозге как в веретенообразной, так и в угловой извилине, заставил меня предположить, что цвето-цифровая синестезия обусловлена перекрёстными помехами между этими двумя специализированными зонами мозга.

Но если перекрещивание информации в нейронной системе является правильным объяснением, почему оно вообще случается? Гальтон заметил, что синестезия передаётся по семейной линии, открытие это было много раз подтверждено другими исследователями. Тогда имеет смысл задаться вопросом, не имеет ли синестезия генетической основы. Возможно, синестеты являются носителями скрытой мутации, которая обуславливает некие отклоняющиеся от нормы связи, появляющиеся между прилегающими друг к другу мозговыми зонами, которые в нормальном состоянии изолированы друг от друга. Если эта мутация бесполезна или разрушительна, почему она не была отсеяна естественным отбором?

Кроме того, если об этой мутации можно говорить как о «перемычке», можно объяснить, почему некоторые синестеты «перекрещивают» цвета и цифры, в то время как другие, наподобие Эсмеральды, которую мне как-то довелось наблюдать, видят музыкальные тона в цвете. Соответственно, в случае с Эсмеральдой слуховые центры в височных долях очень близки к зонам мозга, получающим цветовые сигналы от зоны V4 и цветовых центров более высокого уровня. Я чувствовал, что все кусочки картины встают на свои места.

Тот факт, что мы наблюдаем различные типы синестезии, даёт дополнительное подтверждение теории «перекрещивания». Возможно, ген-мутант проявляется в большей степени, в большем количестве отделов мозга у одних синестетов, чем у других. Но как именно мутация порождает «перекрещивание»? Мы знаем, что нормальный мозг не появляется в готовом виде с чётко отделёнными друг от друга и полностью укомплектованными областями. У плода первоначально наблюдается стремительное и избыточное образование множества связей, которые сокращаются при дальнейшем развитии. Одной из причин такого обширного обрывания межнейронных связей, возможно, является необходимость устранить утечку (распространение сигнала) между прилегающими зонами; так Микеланджело убирал лишний мрамор, чтобы явить миру своего «Давида». Этот процесс прерывания избыточных связей находится всецело под генетическим контролем. Возможно, синестетическая мутация ведёт к неполному прерыванию лишних связей между некоторыми зонами, которые расположены рядом друг с другом. Конечный результат будет тем же: перекрещивание.