Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания - Вячеслав Дубынин

то рыбки к вам повернутся и посмотрят, что же за «умник» там стучит. Если кто-то из идущих позади вас прохожих шумно споткнется и чертыхнется, вы обязательно обернетесь узнать, что случилось. И сделаете это раньше, чем осознаете шум. Ориентировочный рефлекс запускается с уровня, который не очень подчиняется большим полушариям. С помощью осознанного контроля его порой непросто блокировать, сохраняя невозмутимость в ситуациях, когда вокруг происходит что-то интересное, важное, необычное. Прямо как те крутые герои боевиков, которые не оборачиваются на взрыв. Помните: это – фантастика.

Четверохолмие – вот так неожиданность – состоит из четырех холмиков: пары верхних и пары нижних. Верхние – самый древний зрительный центр нашего мозга, сюда приходит информация от сетчатки, а нижние, соответственно, – самый древний слуховой центр. Эти центры не анализируют детально зрительные и слуховые сигналы, а просто сравнивают то, что было совсем недавно, с тем, что происходит вокруг нас сейчас. Если зафиксировано изменение, тогда и запускается ориентировочный рефлекс. Кроме зрительных и слуховых сигналов, сюда, в четверохолмие, приходят и другие оповещения от органов чувств. Например, кожная чувствительность: если кто-то вас трогает за плечо, вы повернете глаза и голову, пытаясь понять, это так поздоровался ваш старый приятель или над вами просто пролетала птичка. Или, допустим, когда появляется новый запах, мы начинаем озираться, чтобы собрать больше данных о его источнике.

Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.

Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону непривычного звука, то приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты кот зашуршал пакетом, нам надо на него посмотреть – тогда сетчатка (а точнее ее центральная зона) детально просканирует изображение. Прямо как у робота. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от шуршащего объекта – так, чтобы оптимально считать звуковую информацию, ее частотные характеристики. У многих млекопитающих по несколько мышц связано с каждым ухом, и они очень хорошо ими двигают, определяя источник звука, даже не поворачивая головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши, как локаторы, поворачиваются в сторону звука. К тому же каждое ухо способно жить «своей жизнью». Собака может левым слушать хозяина, а правым не упускать того, что творится за забором. У человека же способность двигать ушами сохранилась лишь в рудиментарной форме: пользы уже никакой, но выглядит забавно.

На нейронном уровне четверохолмие неплохо изучено. Еще в прошлом веке здесь были обнаружены нейроны, названные детекторами новизны. Они отвечают за сравнение текущего сигнала с тем, который был «только что» – доли секунды назад (на схеме в нижней части рис. 3.1 обозначены ДН – детекторы новизны). Сенсорный сигнал передается на ДН по двум каналам – напрямую и через тормозной интернейрон (ТИ). Запуск ориентировочного рефлекса происходит при несовпадении этих информационных потоков. «Только что пирожками не пахло, а теперь пахнет, хм… Надо разобраться».

Если обстановка вокруг не меняется и ничто не воздействует на органы чувств (или воздействует равномерно: например, мы привыкли к тому, что соседи наверху уже полчаса стучат молотком), то прямой вход на детекторы новизны и вход через тормозной интернейрон «обнуляют» друг друга: торможение компенсирует возбуждение. Однако если сенсорный сигнал внезапно усилится (разочаровавшись в молотке, соседи достали перфоратор), то в возбуждающем синапсе тут же начнет выделяться больше нейромедиаторов – как мы помним, это «курьеры», доставляющие информацию между нейронами. И при усилении сигнала из внешней среды этих «курьеров» становится больше. Тормозной синапс отреагирует позже, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих нервных клеток. Каждый синапс – это задержка во времени на 5, 10 и более миллисекунд, поэтому тормозная «копия» немного запаздывает (на то она и «тормозная»). В итоге при резком усилении сенсорного сигнала возбуждение на детекторе новизны превышает торможение. Совсем на короткое время – но его вполне достаточно, чтобы вызвать электрические импульсы на мембране ДН и запустить, собственно, ориентировочный рефлекс.

Мы рассмотрели самый простой вариант нейросети, реагирующий на новизну. Она работает, только если сигнал появляется впервые или резко усиливается, когда мы уже вроде бы привыкли к его присутствию. В четверохолмии есть и более сложные нейронные системы, реагирующие на уменьшение интенсивности сигнала (перфоратор сменился на шуруповерт), на движение его источника в пространстве (соседи перешли в другую комнату) и прочее. Четверохолмие – блок нервной системы, который позволяет изучать любопытство на самом простом уровне: мозг рыб, амфибий. Хотя этот уровень, конечно, свойственен и человеческому мозгу.

Не будем также забывать о том, что фактор новизны важен и для получения положительных эмоций. Вы не всегда успокоите плачущего ребенка конфеткой, а вот новой, даже не очень крутой игрушкой – почти наверняка. Тут уж ему будет не до слез – он моментально переключится на внезапный подарок. Наш мозг очень любопытен, в том числе и на уровне среднего мозга.

Теперь немного подробнее поговорим о глазах. Наши глаза выполняют два основных типа движений – слежения (плавное перемещение взгляда) и саккады (быстрые скачки). В их основе – врожденные программы, на которые «накладывается» обучение в первые месяцы жизни. Этот учебный процесс реализует древняя часть мозжечка – червь, который уже упоминался в первой главе в контексте автоматизации вестибулярных рефлексов.

Анализ движений глаз в ходе научного эксперимента позволяет детально отследить ориентировочный рефлекс «в действии» и понять, как перемещается взор при рассматривании того или иного объекта. Эта информация помогает определить, какие части картинки наиболее важны для человека, а какие – не очень значимы, в какой последовательности считывается визуальная информация, с какой скоростью и так далее. В XX веке для исследования этой темы движения глаз записывали на кино- и видеопленку, а потом анализировали весьма сложным образом. Попробуй-ка, отсмотри и зафиксируй каждое микродвижение на записи! Сейчас же существуют ай-трекеры (eye-tracker) – видеокамеры с адаптированными программами, которые сразу строят схему как слежений, так и саккад, и анализируют их параметры.

Так, можно увидеть, что когда мы разглядываем кого-то в профиль, основное внимание уделяем носу, глазам, губам – то есть субъективно существенным элементам картинки. Довольно интересным образом мы читаем текст: взор прыгает в начало строки (крупная саккада) и дальше не движется непрерывно от буквы к букве, а делает примерно шесть-семь небольших скачков (мини-саккад), за которые строка прочитывается целиком. В эпоху новостных лент в соцсетях мы и вовсе не читаем, а сканируем большинство статей – у копирайтера есть всего один абзац, чтобы завладеть вниманием пользователя, потому что дальше он зигзагообразно «пробегает» глазами по тексту и, если ему скучно, проходит мимо.

Все это любопытно и важно для современных задач, связанных,