Книга Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия - Роб Десалл
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Идея генетического дрейфа пришла из теории вероятности, она предполагает, что эволюционные процессы подобны проблемам составления выборки. В любом процессе отбора существует конечная вероятность того, что в результате будет получена смещенная выборка. В большинстве случаев конечная вероятность мала по сравнению с силой естественного отбора, но иногда так называемое отклонение выборки может происходить с высокой вероятностью. Это случается, когда популяция очень мала. Посмотрим на это с другой стороны. Если бы я поспорил, что сто раз подряд брошу монету орлом вверх, то каждый раз, когда она зависала бы в воздухе, я вздрагивал бы от ужаса. Вероятность того, что сто раз подряд выпадет именно орел, хоть и конечна, но очень мала. А вот если бы я поспорил, что выброшу орла два раза подряд, мои шансы на выигрыш сильно бы возросли. Исследователи с легкостью начали замечать генетический дрейф или отклонение выборки во многих естественных процессах и интегрировать их влияние на эволюцию организмов. В настоящее время считается, что дрейф генов и естественный отбор совместно работают над формированием генетических и фенотипических изменений в природе.
Чувства и мозг организмов тоже испытали на себе силы отбора и дрейфа. Более того, они были сформированы этими силами, и роль тех оказалась такой значительной, что если умолчать об этих двух факторах эволюции, то и рассказывать было бы нечего.
Осязательные способности и чувство равновесия у животных
Ничего из того, что мы используем, слышим или к чему прикасаемся, невозможно выразить словами, которые так же точно передавали бы то, что дано нам в ощущениях.
Когда развивается зародыш млекопитающего, каждую минуту у него образуется огромное количество клеток мозга. У человеческого эмбриона это число примерно равно 250 000, поэтому к моменту рождения ребенка его мозг состоит уже из ста миллиардов клеток. Как устроены эти клетки и как они поддерживают работу всего организма – существенная часть истории чувств. Важно отметить, что большая часть человеческого мозга занимается передачей и обработкой сенсорной информации. Как нервные клетки запрограммированы и что они делают, зависит от того, как развивается мозг. Каждая сенсорная функция находится в определенном участке мозга, и это расположение – увлекательная карта чувств.
Исследователи мозга по капле собирают информацию, правдами и неправдами выжимая ее из всех доступных источников. Но это непросто: наблюдать за структурой мозга лучше всего, вынув его из черепа, и подобное было абсолютно невозможно на ранних этапах изучения активного мозга. Однако один ученый нашел выход из положения: чтобы понять локализацию функций головного мозга у пациентов, находящихся на операционном столе, он применил оригинальный подход. Доктор Уайлдер Пенфилд сосредоточился на двух небольших областях мозга, называемых «сенсорная и моторная полоски». Пенфилд умер задолго до выхода фильма «Ганнибал»[7], но он уже знал то, о чем говорил доктор Лектер в предпоследней сцене: «Если это вас беспокоит, Клариса, мозг не чувствует боли». После сей впечатляющей фразы Лектер демонстрирует этот феномен на не слишком приятном агенте Крендлере, заставляя того съесть кусочек собственного мозга. Вот это знание об отсутствии ощущения боли в мозге и использовал Пенфилд в своих исследованиях, благодаря чему написал уникальную работу по когнитивной психологии.
Пенфилд был нейрохирургом, и, перед тем как приступить к самой операции, когда череп пациента уже был вскрыт, а сенсорные и моторные полоски были видны и доступны для прикосновений, он последовательно их массировал. Пациент в тот момент бодрствовал, как и Крендлер в той сцене из «Ганнибала», и Пенфилд мог спросить его, что же происходит после стимуляции. Так, например, после массажа определенной части сенсорной области пациент говорил: «Я ощущаю покалывание в пальцах». Больше 1000 человек прошли через руки Пенфилда за время его карьеры, и он кропотливо обработал все свои наблюдения, записав информацию о 120 пациентах. В итоге, используя этот специфический метод, ученый довольно точно и тщательно отобразил локализацию исследуемых областей мозга. «Карта» – идеально подходящее название для того, что Пенфилд сделал, но то, как он визуализировал результаты своей мозговой щекотки, выглядит несколько кошмарно. Оценив размеры нервной ткани, выделенной для восприятия в одном случае и для контроля двигательной активности – во втором, он пригласил художницу, миссис Х. П. Кэнтли, которая в 1937 году начала рисовать очень странных на вид существ, называемых гомункулами.
Гомункул, иллюстрирующий сенсорную зону коры головного мозга, отличался от того, который представлял моторную полоску, потому что наши сенсорные и двигательные возможности не всегда напрямую повторяют друг друга. Чтобы контролировать движения пальцев и чтобы ими ощущать внешний мир, мы используем разный объем коры. Хотя, как выяснилось, рисунки Кэнтли зачастую были неточны. На это указал психолог Ричард Григгс: иногда они основаны на данных левого полушария, но при этом относятся к левой половине тела гомункула – и это ошибка, потому что функционально левая часть мозга контролирует правую половину тела. Также Григгс отметил, что, хотя Кэнтли никогда не рисовала гомункула-женщину, в конце 80-х годов XX века на классических рисунках появилось изображение левой женской груди. Возникновение этой детали лишь частично корректирует пристрастие Пенфилда к гомункулам-мужчинам. Фактически только одна десятая часть обследованных пациентов были специально отмечены им как женщины. В 2012 году четыре нейробиолога-женщины обсудили эту гендерную предвзятость и отметили отсутствие в литературе женского персонажа, подобного гомункулу. Они призвали ценить существующие исключительные различия в сенсорном составе женщин и мужчин. Но, даже учитывая эту дискриминацию по половому признаку, нельзя не отметить, что гомункул, изображающий сенсорные области человека, выглядит более чем странно. Поскольку все же данные были получены в основном от мужчин, я буду использовать формы местоимения мужского рода. У гомункула огромные руки, сильно увеличенные в размерах губы и язык и просто гигантский пенис. При этом у него крайне короткие ноги и истощенное на вид туловище. Это несуразное существо демонстрирует, что большая часть сенсорной области в человеческом мозге отводится пальцам, губам и гениталиям (гениталии гомункула-женщины были бы примерно такими же крупными, как и ее ступни).
С конца 40-х годов XX века было описано столько гомункулов млекопитающих, что они могли бы заполнить небольшой зоопарк: утконос, кролик, землеройка, мышь, летучая мышь, кошка, собака и обезьяна. Крысункул, утконосункул и обезьяноункул (крыса, утконос и обезьяна соответственно) – это всего лишь несколько странных названий еще более странных рисунков. Быть может, самые отвратительные среди всех суперчувствительных «-ункулов» – те млекопитающие, которые живут в земле или используют сенсорный аппарат своих рыл для интерпретации мира. Крот-звездонос и сам по себе выглядит эксцентрично, что уж говорить о кротункуле, изображающем его. Мордочка этого землеройного животного украшена двадцатью двумя кожными наростами (по одиннадцать с каждой стороны), напоминающими звезду. Те, словно лучики, расходятся из центра его морды, и если пронумеровать их от одного до одиннадцати, то одиннадцатым окажется самый маленький нарост в нижней части морды. Когда крот движется по норе, лучики непрерывно вытягиваются и касаются всех объектов, с которыми он сталкивается. Предполагается, что лучи могут сделать больше дюжины «касаний» в секунду. Два уникальных аспекта строения этих наростов гарантируют, что крот глубоко в контакте с окружающей средой. Прежде всего на каждом лучике есть более сотни мелких нервных окончаний – структур, называемых органом Эймера. Они распределены по всему наросту и покрыты так называемыми осязательными ямками. (В случае со зрением центральная ямка сетчатки глаза служит для повышения резкости в центре поля зрения. Подробнее об этом я расскажу в главе 8.) Фактически лучик номер одиннадцать – это часть осязательной ямки. Всякий раз, когда лучи 1–10 встречают что-то и впрямь интересненькое для крота, одиннадцатый лучик начинает действовать, исследуя новый предмет несколькими касаниями.
