Эрик Кандель - Век самопознания. Поиски бессознательного в искусстве и науке с начала XX века до наших дней
В итоге то, что предстает перед нашим мысленным взором, выходит далеко за рамки изображения, проецируемого на сетчатку. Вначале зрительная система деконструирует это изображение, превращая его в электрические сигналы, описывающие линии и контуры. Таким образом определяются границы видимых объектов или лиц. Эти сигналы проходят перекодировку в мозге, а затем (в соответствии с гештальт-принципами и личным опытом) реконструкцию и доработку, превращаясь в образы, которые мы в итоге воспринимаем. К счастью для нас, хотя необработанных данных, получаемых глазами, недостаточно для формулирования глубокой гипотезы, которую мы называем зрением, она все-таки оказывается на удивление точной. Более того, мозг каждого способен порождать образы мира, на удивление схожи с образами, видимыми другими.
В конструировании этих внутренних представлений окружающего мира и задействованы творческие процессы в мозге. Наши глаза работают не по принципу фотоаппарата. Цифровой фотоаппарат позволяет получать изображения, соответствующие видимой нами картине, будь то пейзаж или портрет, воспроизводя ее пиксель за пикселем. Глаза на это не способны. Вместо этого они, по словам специалиста по когнитивной психологии Криса Фрита, делают следующее: “Наше восприятие мира – это фантазия, совпадающая с реальностью… Мы воспринимаем не те необработанные и неоднозначные сигналы, что поступают из окружающего мира к глазам, ушам и пальцам. Наше восприятие гораздо богаче – оно совмещает все эти сигналы с сокровищами нашего опыта”[144].
Ключевой принцип устройства мозга состоит в том, что любой психический процесс (будь он задействован в восприятии, эмоциях или моторике) осуществляется определенными группами специализированных нейронных сетей, структурированных, иерархически организованных и размещенных в специфических отделах мозга. Это верно и в отношении процессов зрительной системы.
Нервные клетки, обрабатывающие зрительную информацию, объединены в иерархические последовательности передатчиков, посылающих информацию по одному из двух параллельных проводящих путей обработки в зрительной системе. Эти последовательности начинаются с сетчатки, ведут в латеральное коленчатое тело таламуса, затем в первичную зрительную кору затылочной доли, а затем еще в три десятка областей затылочной, височной и лобной долей коры. Каждый передатчик ответственен за определенный процесс преобразования поступающей в него информации. Передатчики, из которых состоит зрительная система, отличаются от передатчиков, обрабатывающих осязательную, слуховую, вкусовую и обонятельную информацию, и имеют в мозге вполне определенное представительство. Информация, поступающая от разных сенсорных систем, сводится воедино лишь на высшем уровне обработки.
На каждом из двух параллельных путей зрительной системы анализируются определенные аспекты видимого мира. Путь “что” занимается цветом и всеми видимыми объектами. Передатчики на этом пути посылают информацию в области височной доли, связанные с восприятием цвета и распознаванием предметов, тел и лиц. Путь “где” занимается местоположением этих объектов. По этому пути информация передается в теменную долю. Каждый из путей состоит из последовательности иерархически упорядоченных передатчиков, обрабатывающих зрительную информацию и отправляющих ее дальше. Клетки каждого передатчика связаны с клетками следующего. Все вместе они образуют единую зрительную систему.
Когда информация достигает высших уровней пути “что”, производится ее переоценка. Этот нисходящий анализ основан на четырех принципах: пренебрежение деталями, не важными в данном контексте для поведения, поиск постоянства, попытка выделить важнейшие постоянные черты предметов, людей и пейзажей и, что особенно важно, сравнение видимого образа с образами, виденными в прошлом. Эти биологические данные подтверждают гипотезу Криса и Гомбриха о том, что зрение – не столько окно в мир, сколько продукт нашего мозга.
Творческие способности мозга наглядно проявляются в способности зрительной системы выявлять одну и ту же картину в разительно отличающихся условиях освещенности и удаленности. Когда мы входим из солнечного сада в темную комнату, интенсивность света, попадающего на сетчатку, может уменьшиться в тысячу раз, но и на солнце, и в полумраке белая рубашка будет выглядеть белой, а красный галстук-бабочка – красным. Мозг заинтересован в получении информации о постоянных признаках объектов, в данном случае – о спектре отражаемого ими света. Он делает поправки на перемену освещения, вновь и вновь вычисляя цвета рубашки и галстука, чтобы обеспечить опознавание этих важных признаков в разных условиях.
Эдвин Лэнд, изобретатель техники моментальной фотографии, использованной в фотоаппаратах “Полароид”, высказал идею, приведшую к пониманию восприятия нами цвета. Мозг воспринимает цвет, оценивая соотношение длин световых волн, отражаемых белой рубашкой и красным галстуком, а затем в различных условиях поддерживает это соотношение. При этом он игнорирует изменчивость длин волн, отражаемых той или иной поверхностью, и считает красный галстук красным при любом освещении и в любое время суток. Это явление называют константностью цветовосприятия (рис. II–16). Однако тот же галстук при том же освещении покажется нам совсем иным, если надеть его с голубой рубашкой: изменится соотношение длин световых волн.
В итоге, хотя длину волн, отражаемых красным галстуком, можно объективно измерить, как физическое свойство попадающего на сетчатку света, видимый нами красный цвет представляет собой порождение мозга при определенном наборе условий, то есть в определенном контексте. На цветовой контраст немалое влияние оказывают высшие отделы мозга. Таким образом, наше восприятие цвета, как и восприятие формы, порождает мозг.
Размеры, форма и яркость изображений, проецируемых на сетчатку, также все время меняются, но мы обычно этого не замечаем. Гомбрих в книге “Образ и глаз” приводит пример: когда к нам приближается переходящий улицу человек, его изображение на сетчатке может увеличиться вдвое, но человек при этом выглядит приближающимся, а не увеличивающимся в размерах. Как мы узнаем из главы 16, способность мозга хранить постоянные параметры видимых объектов обеспечивается чувствительностью зрительной системы к сенсорным признакам расстояния, таким как относительные размеры, знакомые размеры, линейная перспектива и перекрывание. Эти признаки связаны с отображением трехмерных объектов в виде двумерных изображений на сетчатке. Кроме того, мозг опирается на накопленный опыт, когда на сетчатке менялись размеры изображений объектов, на самом деле не увеличивавшихся и не уменьшавшихся.
Наша способность видеть объекты постоянными, несмотря на изменение их размеров, формы и яркости их изображений на сетчатке, демонстрирует замечательное умение мозга преобразовывать проецируемые на сетчатку двумерные картинки в связные, устойчивые трехмерные модели окружающего мира. Следующие две главы посвящены тому, что нейробиологам удалось узнать о механизмах деконструкции и последующей реконструкции зрительных образов нашим мозгом.
Глава 15
Деконструкция зрительных образов: «строительные блоки» восприятия форм
Зрение играет в нашей жизни исключительно важную роль. Мир, в котором мы живем, – во многом видимый. Поиски пищи и питья, партнеров и друзей осуществляются при помощи информации, получаемой сетчаткой глаз. Сетчатка поставляет около половины всей сенсорной информации, поступающей в мозг. Если бы у нас не было зрения, не существовало бы и изобразительного искусства, а наше сознание, вероятно, было бы более ограниченным. Так что неудивительно, что биологи, наряду с художниками и философами, а также искусствоведами, психологами и другими учеными, давно интересуются устройством зрения.
У истоков биологических исследований зрительного восприятия стоит Стивен Куффлер – выдающийся ученый, связанный с венской интеллектуальной традицией, современник Эрнста Криса и Эрнста Гомбриха. В 50‑х годах XX века Куффлер и его младшие коллеги Дэвид Хьюбел и Торстен Визель занялись изучением деконструкции образов в ходе обработки мозгом зрительной информации. (Этим же занимались в свое время Крис и Гомбрих.) Куффлер, Хьюбел и Визель изучили реакции нейронов зрительной системы на различные стимулы и подготовили почву для перехода от когнитивной психологии восприятия к его биологическому анализу. Их исследования позволили ответить на ряд принципиальных вопросов. Имеются ли в мозге специфические клетки, ответственные за кодирование базовых фигур, этих “строительных блоков” всех видимых форм? И если да, возникают ли наши представления о видимых формах в результате совокупной активности этих клеток? Где именно осуществляется реконструкция изображений, деконструкция которых происходит на сетчатке?
