Книга Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия - Роб Десалл

Рис. 16.1. Первый (алфавит), и второй (цифры) наборы стимулов

До недавнего времени кроссмодальные связи изучались на приматах, потому что тех можно вырастить в благоприятных условиях и привезти в лабораторию для проведения экспериментов. Теперь эта тенденция резко изменилась из-за этического аспекта содержания животных в неволе с целью исследования. Тем не менее макак и шимпанзе много изучали с точки зрения кроссмодальности. В поразительном эксперименте 2011 года Вера Людвиг, Икума Адачи и Тецуро Мацузава показали, что у шимпанзе существует такая же кроссмодальная связь зрения и слуха, как и у людей. В тестах, которые использовали ученые, шимпанзе нужно было за определенное время решить задание на опознание предмета. Шимпанзе помещают перед сенсорным экраном компьютера и стимулируют как звуками, так и зрительными образами, а затем просят ответить, коснувшись экрана в нужном месте. Эти исследования требуют длительного времени наблюдения. После многочисленных тестов с несколькими испытуемыми стало очевидно, что шимпанзе ассоциируют белый цвет с высоким тоном, а черный – с низким. Звучит знакомо? Этот результат в значительной степени совпадает с человеческой реакцией: люди (как взрослые, так и младенцы) соотносят высокий тон и светлые изображения.

Как же проходил этот эксперимент? Исследователи на короткое время показывали шимпанзе маленький белый или черный квадрат на экране компьютера. После того как белый или черный квадрат исчезал, появлялись два больших квадрата (один белый и один черный) в верхней половине экрана, и шимпанзе просили выбрать тот, что был показан ранее. Исследователи записывали, насколько быстро и точно реагировал шимпанзе, и использовали эти результаты в качестве ориентира, проводя сравнения с другими вариациями этого эксперимента. Шимпанзе обучились этому испытанию и могли проделывать его так же быстро, как и человек. Просматривая видео этих тестов, нельзя не болеть за шимпанзе: хочется, чтобы он делал задания быстрее, чем человек. Эксперимент начался, как только шимпанзе привыкли к задаче на определение черного и белого квадратов. При появлении изображения квадрата фоном звучал высокий или низкий тон, и исследователи фиксировали точность и скорость реакции шимпанзе. Если высокий звук звучал вместе с белым квадратом, шимпанзе быстрее идентифицировал квадрат как белый. И наоборот, если высокий звук звучал с черным квадратом, шимпанзе немного медлил, перед тем как определить квадрат правильно.

По результатам этих экспериментов можно утверждать, что кроссмодальность, соединяющая светлые цвета с высоким тоном, существовала у общего предка шимпанзе и людей и, возможно, еще дальше по линии приматов. Внимание! Быть может, это панглоссианское, или довольно наивное, объяснение того, как могла развиться кроссмодальная связь светлого цвета с высоким звуком. Тем не менее этот вопрос до сих пор остается довольно интересной задачей. (Напомню, что панглоссианское объяснение[55] – это желание во всем найти адаптивную причину.) Некоторые исследователи предположили, что феномен соотнесения светлых изображений с высокими тонами восходит к нашим предкам – низшим приматам. Панглоссианский аргумент основан на представлении о существовании адаптивной потребности в быстрой обработке внешней информации. Адаптивный аргумент для этой связи также зависит от трюка, который для нас исполняют зрительные системы. Это называется эффектом света, падающего сверху (рис. 16.2). Иллюстрация показывает, как восприятие освещения сверху кардинально влияет на то, что мы видим. Вогнутость или выпуклость фигуры определяется тем, откуда исходит свет или откуда мы чувствуем, что свет исходит. Люди и шимпанзе предполагают, что свет всегда приходит сверху, – отсюда и разница в восприятии выпуклости и вогнутости.

Панглоссианский аргумент состоит в следующем. Мы ассоциируем свет сверху с высокими звуками, потому что другие организмы, которые мы видим над нами, обычно имеют меньшие размеры. Например, если вы сидите на улице и хотите определить не глядя, какие живые существа находятся над вами, то вряд ли вам придет в голову назвать гиену. Скорее всего, над вами могут мельтешить птицы или белки (если вы сидите в Центральном парке в Нью-Йорке, есть шанс, что пролетит краснохвостый ястреб). Эти создания действительно меньше нас и издают тонкие, высокие звуки. И большинство организмов, обитающих над нами и издающих тонкие звуки, освещены лучше, чем организмы, которые находятся ниже. У адаптивной истории есть еще один аспект. Организму нужно понимать, должен ли он спасаться бегством, то есть относится ли встреченное существо к категории «я от тебя убегаю», потому что выживание часто зависит от распознавания чего-то опасного и счет в таких ситуациях идет на доли секунды. Обычно организмы не убегают от существ, которые меньше их самих, и тех, кто издает высокие звуки. И наоборот, низкий звук означает нечто совершенно иное.

Рис. 16.2. Эффект падающего сверху света. На двух левых изображениях наша зрительная система обрабатывает картинку А как выпуклую в центре, а В – как вогнутую. Это происходит из-за присутствия эффекта падающего как будто сверху света. Справа два левых изображения перевернуты вверх ногами. То же самое изображение, что воспринималось как выпуклое (изображение А справа), теперь выглядит вогнутым (перевернутым А), и наоборот

Мне потребовалось около пятисот слов, чтобы описать эту адаптивную историю, однако существует более простое объяснение. Чарльз Спенс и Офелия Дерой предполагают, что правильными соответствиями на самом деле являются сочетания света с размером и размера с высоким тоном. Поскольку кроссмодальные соединения являются транзитивными, то есть переходными, то, как только существо осознает соответствие размера и света или размера и звука, в сознании соединяются свет и звук. Поэтому кроссмодальная связь света и звука в мозге не является врожденной и прямой, это может быть приобретенный эффект. Этот альтернативный сценарий также предполагает, что сначала нужно изучить экологический контекст потенциальной кроссмодальности и только потом делать заявления о врожденной прямой кроссмодальности и синестезии. Панглоссианское объяснение может слишком легко нас обмануть. Но если кроссмодальность реализуется нейронными связями, можно ли найти различия в нейронных связях в мозге среди организмов? И что же нас тогда отличает на нейронном уровне, когда линии позвоночных расходятся?

В процессе эволюции некоторые части мозга увеличиваются, а другие образуют все большее и большее количество связей с другими частями мозга. История с мозгом приматов, который понадобилось свернуть в рулончики – извилины и борозды, отлично демонстрирует, что различные части мозга становятся больше в нашей линии развития. На самом деле хорошо известно, что у общего предка Homo erectus, H. neanderthalensis и H. sapiens произошел огромный скачок в объеме мозга. Некоторые из наших старых предков, связанных с австралопитеками и очень ранними отошедшими от нашей ветки видами рода Homo, имели размеры мозга менее 704 см3 (43 кубических дюйма), а шимпанзе – 294 см3 (18 кубических дюймов). Напротив, мозг H. neanderthalensis, как и у H. sapiens, был порядка 1507 см3 (92 кубических дюйма) (при этом средний мозг неандертальца был немного больше, чем средний мозг H. sapiens). К сожалению, нет никакой возможности углубиться в изучение вопроса, какие нейронные связи были у наших предков с этими видами рода Homo. В отличие от мозга Леборна, который сохранился в формалине, и мозга Молисона, который был разрезан на тысячи тонких кусочков, у нас просто нет сохранившегося мозга или изображений мозга этих давно вымерших видов Homo. Однако мы располагаем информацией о нейронных связях шимпанзе, других приматов и млекопитающих. Что они могут рассказать нам о переходе в человеческое восприятие и, возможно, даже о развитии сознания в нашей линии?