Майкл Грациано - Наука сознания. Современная теория субъективного опыта

Логику такого устройства ввода-вывода особенно ярко продемонстрировал нейробиолог Роджер Сперри. В начале 1960-х гг. [31] Здесь авторская неточность. Роджер Сперри проводил подобные эксперименты в начале 1940-х гг. Работа 1943 г., на которую ссылается автор в Примечаниях, посвящена исследованию зрения тритонов без регенерации нерва. Упомянутый выше эксперимент был описан в работе 1944 г. “Optic nerve regeneration with return of vision in anurans”, опубликованной в Journal of neurophysiology. Полное библиографическое описание статьи см. в Примечаниях на с. 224. – Прим. науч. ред. он провел на лягушке операцию: отделил глаза, перевернул их на 180° и вставил обратно [32] R. W. Sperry, “Effect of 180 Degree Rotation of the Retinal Field on Visuomotor Coordination,” Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology 92 (1943): 263–79; R. W. Sperry, “Optic nerve regeneration with return of vision in anurans,” Journal of neurophysiology 7.1 (1944): 57–69 (дополнение науч. ред.). . Глаза прижились. У лягушек удивительные способности к регенерации. Зрительный нерв заново пророс от глаз к тектуму и восстановил внутреннюю зрительную карту. Когда подопытная лягушка вновь начала видеть, при появлении мухи над головой она стала выбрасывать язык вниз. Если муха жужжала справа от лягушки, язык вылетал влево. Централизованный интеллект лягушки – это простой, но идеально эффективный механизм, который собирает сигналы от нервов и подбирает для них соответствующие реакции. К сожалению, манипуляции ученых его обманули. Модифицированную лягушку пришлось кормить с рук, иначе она бы погибла от голода.

Тектум лягушки занят не только зрением. Он также собирает информацию от ушей и осязательных рецепторов на коже [33] C. Comer and P. Grobstein, “Organization of Sensory Inputs to the Midbrain of the Frog, Rana pipiens ,” Journal of Comparative Physiology 142 (1981): 161–68. . Карта поверхности тела лягушки, а также слухового и зрительного пространств вокруг животного сходятся и частично интегрируются в тектуме. Это высший уровень интеграции в мозге амфибий: центральный процессор, который собирает воедино разрозненные сигналы, поступающие из окружающей среды, сосредоточивается на самом важном событии, происходящем в каждый конкретный момент, и запускает реакцию [34] B. E. Stein and M. A. Meredith, The Merging of the Senses (Cambridge, MA: MIT Press, 1993). . Тектум – механизм централизованного внимания лягушки.

Ученые могут прощупывать мозг с удивительной точностью, подобно тому как инженер-компьютерщик прощупывает микросхему. В одном из стандартных методов используются электроды: тонкие, как волосок, жесткие проводки, покрытые пластиковой изоляцией везде, кроме кончика. Оголенной остается примерно десятая доля миллиметра провода. Словно миниатюрный детектор, электрод в состоянии обнаруживать электрическую активность на микроскопическом расстоянии от оголенного металла. Длинный, гибкий провод, тянущийся от электрода, соединяет его с принимающим оборудованием. Точный механизм закрепляет электрод на месте, а затем двигает его микрометр за микрометром, чтобы исследовать заданную область мозга.

Такая схема достаточно чувствительна для измерения активности отдельных нейронов в мозге. Когда нейрон вблизи кончика электрода подает сигнал своим соседям, устройство регистрирует этот крошечный электрический импульс. Сигнал усиливается и передается в динамики, а экспериментатор слышит щелчок. В обычных обстоятельствах нейрон выдает один-два случайных щелчка в секунду, но, если он активно задействуется в происходящем, клетка может внезапно разразиться сотней щелчков за секунду. Любимая забава нейробиологов – слушать щелчки отдельных нейронов и гадать, какую роль те выполняют в мозге.

Каждый нейрон в тектуме лягушки работает как детектор [35] C. Comer and P. Grobstein, “Organization of Sensory Inputs to the Midbrain of the Frog, Rana pipiens ,” Journal of Comparative Physiology 142 (1981): 161–68; D. Ingle, “Visuomotor Functions of the Frog Optic Tectum,” Brain, Behavior, and Evolution 3 (1970): 57–71. . Он следит за определенной зоной пространства – например, областью непосредственно над головой – и срабатывает чаще, когда в эту область попадает какой-то объект. Нейроны бывают разные: какие-то предпочитают движущиеся определенным образом зрительные стимулы, другим больше нравятся звуки или прикосновения. По крайней мере некоторые нейроны мультисенсорны: для них нет разницы, приближается к макушке видимый объект, раздается оттуда звук или к голове прикасаются, – они сработают, чтобы передать сигнал остальному мозгу. Если два или более чувств сходятся, передавая одно и то же сообщение о приближающемся объекте, соответствующие нейроны в тектуме становятся особенно активными. Простое вычисление словно говорит: “одна улика – уже хорошо, а если их две или три – явно происходит что-то важное” [36] B. E. Stein and M. A. Meredith, The Merging of the Senses (Cambridge, MA: MIT Press, 1993). .