Как мы видим то, что видим

Казалось, в тоннеле забрезжил свет, когда в 1959 г. физиологи Дэвид Хьюбел и Торстен Визел, работавшие в Гарвардском медицинском институте, ввели в затылочную кору кошки (туда, где оканчиваются волокна зрительного нерва) микроэлектрод и обнаружили нейроны, к которым сходились сигналы уже не от нескольких сотен фоторецепторов, как к ганглиозным клеткам сетчатки, а сразу от многих тысяч. Это выдающееся открытие было следствием новой техники эксперимента. Раньше, чтобы обнаружить поле, связанное с ганглиозной клеткой, требовался простой сигнал: тонкий, словно спица, луч. Яркая точка на экране – вот что возбуждает «он»- и «офф»-поля сетчатки. Клеткам коры нужны иные стимулы для возбуждения – прямые линии и прямоугольники.

Однако не всякий стимул заставит заговорить клетку. «Нередко требуются многочасовые поиски, чтобы обнаружить отдел сетчатки, связанный с определенной клеткой коры, и подобрать оптимальные для этой клетки раздражители», – писал Хьюбел. По виду стимула и разделили американские исследователи обнаруженные ими поля клеток зрительной коры (поля коры, чтобы каждый раз не говорить «клеток»).

Простые поля выделяют только прямые тонкие линии. Едва линия попадает в область сетчатки, где дислоцировано поле, как нейрон коры буквально кричит: вижу, вижу! Убрали линию в сторону – замолкла и клетка, словно погасла сигнальная лампочка.

Сложные настроены на перепады яркостей типа «прямой край», «угол», «дуга». Они срабатывают и тогда, когда в поле зрения появляется движущийся предмет, – в чем-то сродни лягушачьим детекторам. Однако то, что клетки-сигнализаторы находятся не в сетчатке, а в коре мозга, говорит нам о куда большей сложности и гибкости зрительного аппарата млекопитающих.

Все эти поля ощущают ориентацию, – нужно тридцать таких полей, чтобы выделить наклоны одной-единственной линии через каждые шесть градусов во всем диапазоне углов от нуля до 180 градусов.

Есть поля, которые видят, скажем, только горизонтальную линию, движущуюся сверху вниз, а на вертикальную, гуляющую вправо-влево, внимания не обращают.

Сверхсложные поля выделяют уже не просто линии, а линии вполне определенной длины. Небольшое отклонение размера в ту или иную сторону, и реакцию нейрона не обнаружишь, «лампочка» не вспыхивает.

А то вдруг микроэлектрод натыкается на клетку, которой природа задала задачу: реагировать только на информацию, поступающую сразу от обоих глаз, и молчать, если один из них не видит стимула на экране. Сдвинули контакт чуть глубже или в сторону (не забывайте, что толщина коры головного мозга у кошек равна максимум двум миллиметрам, а у человека – четырем с половиной) – здесь нейрон, воспринимающий сигналы преимущественно от правого глаза, а рядом – в основном от левого: они имеют прямое отношение к проблеме объемного, бинокулярного зрения, которой мы еще займемся.