И сказал Мозг: «Я вижу!»

Описание

Дочитав до этого места, вы уже знаете, что наши два глаза посылают миллиарды сигналов в зрительный участок коры головного мозга. Именно там и происходит все самое главное. Каким-то образом (ученые постепенно срывают с происходящего покров таинственности) головной мозг превращает эти сигналы в стабильное цветное трехмерное представление об окружающем мире.

Конечно, не следует думать, что мозг на самом деле «видит» ту слабую, плоскую, перевернутую, раздробленную и постоянно меняющуюся картинку, воспринимаемую сетчаткой. Ни один луч света вообще не попадает в мозг; до него доходят только определенные сочетания нервных импульсов, из которых и должен быть извлечен какой-то смысл. Это происходит настолько автоматически, без всяких явных усилий с нашей стороны, что очень трудно разобраться и расшифровать сложную суть этого процесса.
Чтобы наша книга выполнила свое предназначение, попробуем коснуться некоторых наиболее загадочных аспектов.

Из-за того что изображение на сетчатке перевернуто, некоторые иногда спрашивают: «А почему тогда мы не видим все тоже перевернутым?» Здесь нужно вспомнить, что мозг «не рассматривает», что попадает на сетчатку. Он формирует видимый мир таким образом, что низ находится там, где у вас обычно ноги, а верх — где небо. Если вы стоите на голове, картинка выглядит несколько необычной, но стул при этом отнюдь не стоит на потолке.

Несколько труднее понять, почему мы видим единую цельную картину мира, если наши глаза постоянно находятся в движении. Они в доли мгновения «перепрыгивают», переходят с одного объекта на другой, совершая скачкообразные движения, называемые саккадами. Как же мозг осмысляет эти постоянно меняющиеся картинки на сетчатке? Как ни удивительно, но эти изменения для зрения просто необходимы. Клетки сетчатки и зрительная система в целом лучше всего реагируют именно на изменения, когда поток сигналов резко меняется — по яркости, цвету, структуре, ориентации и так далее. Не будь этих изменений, не было бы и зрения!
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Проведите эксперимент. Пристально вглядитесь во что-нибудь и усилием воли постарайтесь удержать взгляд направленным в одну точку. Это очень трудно, но если вы все-таки с этим справитесь, то вскоре заметите, что отдельные части изображения начинают исчезать. Скорее всего, вы тут же совершите непроизвольное движение глазами — мозг с трудом переносит потерю зрения.

Для распознавания образов такое «сканирование» — постоянное перемещение глаз — жизненно необходимо. Когда вы видите что-то впервые, головной мозг пытается по частям совместить увиденное с хранящимся в памяти образом. Главными деталями являются кривые и углы. Вспомните: когда вы впервые увидели новую модель автомобиля, вам пришлось внимательно ее рассмотреть — так, чтобы ваш мозг мог впитать и запомнить новое сочетание деталей. Глаза быстро совершали свои саккады, чуть дольше задерживаясь на наиболее важных деталях очертаний. После того как мозг запомнит всю существенную информацию, в дальнейшем вы сможете узнать эту модель практически с первого взгляда — даже если она будет выкрашена в другой цвет.

Каждый глаз посылает в мозг отдельное изображение, но обычно вы видите только один объект. Хотите увидеть их больше? Вытяните руку и выставьте вверх большой палец, а затем посмотрите «сквозь» него обоими глазами на что-нибудь более отдаленное. Вы увидите не только раздвоенное изображение своего большого пальца, но и единое изображение удаленного объекта. Что же в этом случае происходит? Ответ заключен в существе восприятия глубины пространства. В мозге имеются специальные клетки, способные сливать воедино изображения сходных объектов, расположенных на некотором заданном расстоянии от обоих глаз. При этом их изображения, получаемые каждым глазом, совмещаются и корригируются. В нашем эксперименте изображения большого пальца выпали из диапазона действия этих клеток.

До сих пор мы занимались изображениями неподвижных объектов. Теперь усложним задачу — пусть объекты движутся. Их образы перемещаются на сетчатке точно так же, как они перемещались при движениях наших глаз. Как же тогда мозг воспринимает это различие? Предположим, вы едете в поезде. На каком основании мозг может решить, что именно движется: телеграфные столбы или вы сами? В таких случаях он учитывает и импульсы, приходящие от других органов чувств, из других участков нашего организма — от шейных мышц, ног и так далее, а затем принимает решение, исходя из прошлого опыта. В большинстве случаев его решения оказываются правильными, но иногда наш мозг вводится в заблуждение зрительными иллюзиями (например, ваш поезд стоит на станции рядом с другим поездом, тот начинает двигаться, а вы думаете, что тронулся именно ваш).

Хотите, чтобы весь мир начал перемещаться? Этого можно добиться, если делать такие движения глазами, с которыми ваш мозг ранее никогда не имел дела. Закрыв один глаз, легонько прижмите пальцем нижнее веко другого и слегка надавите на глазное яблоко. Мир перед вами начнет двигаться — мозг не обладает опытом интерпретации картинки, вызванной нажатием пальца на глазное яблоко. Интересно, сколько таких нажатий потребовалось бы для того, чтобы мозг смог «наложить вето» на ощущение движения, возникающее во время этой процедуры?

Можно подумать, что оценка размеров того или иного объекта на основе размера его изображения на сетчатке основана на простой геометрии. На самом же деле между ними мало общего. Изображение лица какого-то стоящего рядом с вами человека может проецироваться почти на всю сетчатку полностью, а изображение лица того же человека, находящегося в конце комнаты, может занимать лишь пять процентов ее площади, но вы ведь не воспринимаете первое изображение как лицо какого-нибудь великана. В этом случае наш мозг применяет то, что называется принципом постоянства размера. Если вам известен размер какого-то объекта, то мозг «увидит» его именно таким — независимо от площади его отпечатка на сетчатке глаза (рис. 8).

Этот принцип постоянства размеров для упорядочения нашего зрительного мира очень существенен.

Если вы хотите сами убедиться, что размер изображения на сетчатке имеет мало общего с тем, что вы видите на самом деле, попробуйте сделать следующее. В темной комнате закройте один глаз, а другим примерно десять минут смотрите на горящую лампочку. Затем выключите ее и несколько раз моргните — появится так называемое вторичное изображение. Посмотрите на листок бумаги, расположенный на расстоянии примерно 30 сантиметров. Это вторичное изображение будет иметь определенный размер. Теперь взгляните на противоположную стенку — вторичное изображение будет казаться гораздо больше, а ведь размер его отпечатка на сетчатке не изменился.

Для поддержания упорядоченности важен и принцип постоянства формы. Посмотрите на приведенный на следующей странице рисунок (рис. 9).

Если вам известна форма какого-то предмета, то вы видите его именно таким, независимо от изображения на сетчатке. Вы никогда не фотографировали небоскреб снизу вверх? Наверняка вы были разочарованы искажением его формы — верхушка превращается практически в точку, окна на верхних этажах становятся все меньше и меньше. Когда вы просто смотрите на этот небоскреб, его изображение на сетчатке глаза искажено примерно так же, как и на фотографии, но вы воспринимаете его как нормальное здание, не обращая внимания на маленькие размеры окон на верхних этажах. Это и есть принцип сохранения формы, основанный на вашем прошлом опыте и знании того, как выглядят здания.

Нашему замечательному мозгу для получения картинки даже не обязательно иметь полное изображение. Отсутствующие элементы он извлекает из своей памяти и опыта. Даже несколько штрихов на листке бумаги могут иметь какой-то смысл. Посмотрите на приведенный ниже рисунок (рис. 10).

Разве вы испытываете какие-то трудности, чтобы «увидеть» в нем (после того, как мы об этом вам скажем) человека в широкополой шляпе на велосипеде, вид сверху?

Еще замечательней то, что нашему мозгу даже рисунок бывает не нужен. Одно слово «слон»» вызывает к жизни зрительный образ. Но если вы не знаете, что такое ехидна, то не будет и никакого зрительного образа. Все сказанное должно дать вам некоторое представление (пусть и самое минимальное) о той сложнейшей работе, что происходит в нашей зрительной системе перед тем, как мозг может заявить: «Я вижу!»

Статья из книги: Зрение, очки и контактные линзы | Соломон Г., Цинн У.
.