Дэвид Иглмен - Живой мозг

Рис. 8.4. Сжатие под соответствие уменьшившейся территории. Слева: нормальная проекция сетчатки в оптический тектум. Справа: после удаления половины тектума ретинотопическая карта ужимается, чтобы уместиться в меньшую территорию

Печатается с разрешения автора

Теперь поднимем эксперимент на следующий уровень: что будет, если головастику справа или слева трансплантировать дополнительный глаз? В этом случае непредусмотренные волокна зрительного нерва должны будут присоседиться в тектуме к штатным волокнам, идущим от двух глаз. В результате глаза (два положенных генетикой и один лишний) разделят территорию на чередующиеся полосы и каждый набор полос будет содержать полную карту глаза3. И снова мы видим, что входящие нервные волокна используют пространство, имеющееся в наличии (рис. 8.5). Это сродни тому, что какое-то новое государство нахально вторгнется на остров Гаити, а граждане республики (вот добряки!) согласятся выделить ему жизненное пространство — полосами, чередуя свои владения с территорией, отданной пришельцам4. Этакая чересполосица!

Рис. 8.5. При трансплантации третьего глаза тектум выделяет дополнительному потоку сигналов место в виде полос, перемежающихся с полосами, которые принимают сигналы от «родных» глаз

Печатается с разрешения автора

Подобные эксперименты демонстрируют способность карт мозга при необходимости ужиматься и разделять территорию. А будет ли карта растягиваться, если обнаружится дополнительная свободная область? В целях исследования вопроса ученые удалили в одном глазу лягушки половину сетчатки, и теперь только половина нормального количества оптических нервных волокон поступает в нормальных размеров территорию оптического тектума. В этом случае карта (теперь кодирующая только половину зрительного поля) расширяется, чтобы использовать весь тектум (рис. 8.6)5.

Рис. 8.6. Когда в тектум поступает лишь половина ретинальных волокон, карта растягивается

Печатается с разрешения автора

Опираясь на примеры Алисы, Мэтью и лабораторных лягушек, можно сделать следующий вывод: нейронные карты не предопределяются генетической комиссией по территориальному планированию. Наоборот, заполняется и используется вся территория, имеющаяся в наличии.

На это свойство динамической перестройки мы возлагаем надежды, если мозг получил повреждения в результате инсульта. Первоначальный отек через некоторое время спадает, и тогда-то мозг всерьез берется за дело. Крупные кортикальные перестройки могут происходить в течение месяцев или лет, и утраченные функции в какой-то момент восстанавливаются. Подобные явления часто наблюдаются после утраты речи. У большинства людей речевой центр располагается в левом полушарии, и после левостороннего инсульта пациент утрачивает способность выговаривать или понимать слова. Однако через какое-то время речевая функция начинает восстанавливаться — не потому, что необратимо поврежденная мозговая ткань в левом полушарии исцеляется сама собой, а потому, что эта работа передается правому полушарию. Как следует из одного отчета, у двоих пациентов после инсульта левого полушария нарушилась функция речи, но потом частично восстановилась. Однако позже обоих поразил инсульт правого полушария (вот невезение!), после которого восстановившаяся было функция речи ухудшилась, и это подтверждает, что данная функция была передана из пораженного левого полушария в тогда еще здоровое правое6.

Таким образом, мы видим, что карты мозга растягиваются, ужимаются и перемещают свои функции. Но откуда они знают, как это сделать? Для ответа нам придется еще немного приблизить нейронные чащобы.

Я вырос в городе Альбукерке. Как и в любом другом городе, там жили и работали врачи, адвокаты, учителя и инженеры — и, кроме того, как всем известно из телесериала «Во все тяжкие», обретались у нас и наркоторговцы. Подрастая, я все больше дивился, как эти нехорошие люди умудряются распределять между собой территорию города. В конце концов, не только в бедных кварталах они промышляли (хотя полицейский контроль там был строже всего); напротив, торговцы дурью пролезли во все городские углы и закоулки, причем у каждого «на балансе» имелись свои несколько кварталов, куда остальные не совались.

Так как же они определяли, кому какую территорию окучивать? На сей счет имеются две возможности.