Слепая физиология. Удивительная книга про зрение и слух - Барри Сьюзен

Любовь Лиама к движению послужила отличным катализатором для его зрительного развития, поскольку движение помогает нам распознавать объекты. В обычной жизни предметы чаще всего трехмерные и непрозрачные, и в итоге каждый предмет перекрывает часть себя – например, передняя поверхность предмета закрывает обзор задней. Из-за этого мы не можем рассмотреть предмет со всех сторон с одного взгляда, с одной точки обзора.

На Рисунке 6.1 представлены три рисунка стула, изображенного под разными углами. На левом рисунке видно только три ножки стула, поскольку четвертую перекрывают передние элементы, однако мы знаем, что у стула четыре ножки. Ни на одном из этих трех изображений мы не видим полностью сиденье стула: только глядя строго сверху или строго снизу мы бы увидели его полную ширину и длину. Когда мы стоим перед стулом, как показано на левом изображении, сиденье кажется укороченным, хотя в ширину мы его видим полностью. Напротив, если мы посмотрим на стул сбоку, как на правом изображении, мы правильно видим длину сиденья, но не ширину. Когда мы обходим стул и смотрим на него под другим углом, ширина для нас становится длиной и наоборот.

Впрочем, изменение перспективы не мешает Лиаму пользоваться своим зрением: он быстро понял, что лучше всего распознает объекты, если может обойти вокруг них. Когда Лиам двигается вокруг стула, этот стул в его зрительном восприятии плавно меняется. На Рисунке 6.1 представлены три изображения стула, как если бы мы обходили его против часовой стрелки; Лиам может определить трехмерную структуру стула по тому, как его внешний вид меняется в его зрительном восприятии[121]. Другие люди, которые также обрели зрение после слепого детства, также говорили о том, что они легче определяют трехмерную структуру объектов в движении[122].

РИСУНОК 6.1. Стул, изображенный под тремя разными углами.

Фундаментальное понимание материальной, трехмерной природы окружающих объектов приходит к нам в очень раннем возрасте. В одном исследовании раннего зрительного развития детям в возрасте 14–20 недель показывали видео трехмерных объектов, вращающихся вокруг некоторой оси, и дети могли узнать один и тот же объект при вращении вокруг разных осей и отличить его от других. Если вместо видео младенцам показывали ряд статичных кадров того же объекта при вращении, они не узнавали на нем один и тот же объект, представленный с разных точек зрения: для решения этой задачи им нужно было видеть его в непрерывном движении. Младенцы в этих исследованиях были слишком маленькими, чтобы уметь ползать или ходить, но они могли ощутить изменения внешнего вида предметов, когда поворачивали глаза или голову, когда их носили на руках или же когда они видели движение самих предметов[123].

Когда Лиам следит за полетом мяча, а затем тянется к нему, чтобы поймать его, на мгновение он освобождается от необходимости постоянно анализировать всю зрительную информацию. Мяч в движении легко отличить от его фона, поэтому Лиам может сосредоточить на нем все внимание. Как мы уже говорили в Главе 3, наша зрительная система состоит из двух подсистем – канал восприятия для предметов и их местоположения и канал действия для управления движениями. Я пишу этот текст за своим столом, и я знаю, что справа от меня стоит чашка с кофе, – я узнаю ее своей системой восприятия – однако в тот момент, когда я решаю отпить из нее, я активизирую систему действия. Я не осознаю, как именно я использую эту систему для того, чтобы потянуться к чашке и взять ее: это происходит автоматически. Такой автоматизм сильно облегчает нам жизнь, потому что если бы нам приходилось сознательно продумывать каждое наше движение, мы бы не успевали ничего другого.

Системы восприятия и действия сообщают нам совершенно разную информацию об одном и том же объекте[124]. При помощи системы восприятия мы можем распознать объект – например, стул или чашку с кофе – любого размера и под любым углом. В высших зонах канала восприятия есть нейроны, которые реагируют на объект вне зависимости от того, под каким углом, насколько крупно и где именно в поле зрения мы его видим. Без этих нейронов большинство предметов становились бы для нас совершенно неузнаваемыми каждый раз, когда мы поворачивали бы голову и смотрели бы на них под новым углом. Однако для системы действия очень важно, под каким углом мы смотрим на предмет. Чтобы взять предмет, мы должны знать, где он находится. Возможно, именно поэтому у нас есть две зрительные системы: одна для того, чтобы узнавать людей, предметы и места, а другая – чтобы взаимодействовать с ними.

Я задумалась о разнице между нашими системами восприятия и действия, когда Лиам написал мне о своих проблемах с тем, чтобы подобрать подходящие крышки для одноразовых стаканчиков. В кофейне или столовой ему было сложно понять, какого размера крышка нужна для его стаканчика: это была задача для его системы восприятия, и она с трудом с ней справлялась. Однако, когда он уже выбрал крышку, его ладонь раскрывалась ровно настолько, чтобы он мог взять и поднять ее – а это уже задачи для его системы действия. Когда мы с Лиамом и Синди отправились в «Уолмарт» в 2014 году, Синди отметила, что Лиам не воспринимал длину: он не чувствовал разницу между пятью и пятнадцатью сантиметрами. Лиам согласно кивнул. Однако в тот же день Лиам починил пробитую камеру на велосипеде, который Синди привезла для меня из дома, для чего Лиаму нужно было снять шину монтажными лопатками и заменить камеру. Лиам справился с этим так быстро и легко, что я не успела разобрать, что именно он сделал. Даже если его система восприятия путает длины и размеры, его система действия знает, как работать с габаритами инструментов и запчастей.

Младенцы уже в четыре месяца демонстрируют впечатляющее умение точно тянуться за движущимися предметами. Дети вытягивают ручки, чтобы поймать движущийся предмет, не туда, где они его видят в данный момент, а туда, где он будет, когда они протянут руку. Другими словами, они могут предсказать траекторию движения предмета[125].

Наше умение замечать и хватать движущиеся объекты филогенетически может быть древнее, чем наше умение детально видеть предметы. Я вспомнила об этом, когда разводила лягушек – наших сородичей-позвоночных. Когда мимо глаз лягушки пролетает муха, лягушка выбрасывает язык, чтобы поймать ее, но если муха сидит неподвижно, лягушка на нее не среагирует: лягушки определяют как еду только движущиеся объекты. Если у меня не было живых сверчков или мучных червей, я кормила лягушек кормом для собак – но я не могла просто оставить корм на блюдечке: мне приходилось цеплять влажный комок корма на нитку и махать им перед носом у лягушки, поскольку лягушка реагировала на корм только тогда, когда он двигался. Умение регистрировать движение объектов для взаимодействия с ними является фундаментальным и для лягушек, и для людей.

Более того, умеренная физическая активность может улучшить наше зрение. Исследование на мышах, которых отправили бегать на тренажере, показало: локомоция увеличивает скорость и точность работы нейронов зрительной коры, отвечающих за различение зрительных стимулов[126]. В других исследованиях было показано, что умеренные физические нагрузки повышают чувствительность зрительной коры у людей[127]. Физические упражнения также повышают пластичность зрительной системы, то есть способность менять нейронные контуры в ответ на новый опыт[128]. Когда Лиам бежал за движущимся мячом, он тем самым использовал отличный метод улучшения зрения.

Движение помогает и тем детям и молодым людям, которые обрели зрение в рамках индийского проекта Пракаш, основанного профессором Массачусетского технологического института доктором Паваном Синхой для помощи людям с излечимыми формами слепоты. Многие пациенты проекта родились с плотной катарактой на обоих глазах, из-за чего они почти ничего не видели – только общий рисунок света и тени. В таких случаях зрение можно восстановить, удалив мутный хрусталик и установив вместо него интраокулярную линзу. Такую операцию лучше проводить в первые месяцы жизни, однако многие в Индии или слишком бедны для такой операции, или живут в слишком удаленных деревнях. Доктор Синха совместно с группой офтальмологов и оптометристов разбивал в индийских деревнях лагеря для обследований, искал детей и молодых людей с излечимыми формами слепоты и организовывал для них лечение и послеоперационное восстановление. Они сильно рисковали, поскольку многие ученые и врачи считали, что слепоту можно лечить только в конкретный критически важный период развития, который завершается к восьми годам или даже раньше: после этого, как считалось, мозгу уже не хватает пластичности, чтобы справиться с потоком новой зрительной информации. Тем не менее, хотя многие пациенты проекта Пракаш были старше восьми лет, результаты их восстановления превзошли все ожидания. Когда они впервые видели мир, то они обнаруживали перед собой только цветные пятна, которые не собирались в понятные предметы – точно так же поначалу видел и Лиам. Однако если предмет двигался, то все его детали двигались как единое целое, и тогда пациенты могли связать все их воедино и различить предмет на неподвижном фоне. Пациенты проекта Пракаш в первую очередь видели либо те объекты, которые двигались сами, либо те объекты, которые перемещали другие люди: чаще всего это были животные, машины и бутылки[129]. Для Лиама, для пациентов проекта Пракаш, да и вообще для всех нас движение – это лучший способ развития зрительных навыков.