КАК МЫ ВИДИМ ТО, ЧТО ВИДИМ

5.1.
В правом, конкретном...

...Так разум среди хаоса явлений
Распределяет их по ступеням
Причинной связи, времени, пространства
И укрепляет сводами числа.
                                           Максимилиан Волошин

Бывают такие зрительные агнозии, когда видимый мир распадается на фрагменты, никак между собой не связанные.
Показывают больному ножницы, он видит прямое лезвие и говорит: это меч. Потом замечает острые концы: нет, это, наверно, вилы... Смотрит дальше — узнает кольца, но они у него никак не связываются с лезвиями: полагает, что это очки...
Какой же вывод должен сделать исследователь? Только тот, что в нашем зрительном аппарате имеются две независимые системы .
Одна выделяет из картинки фрагменты, подобразы — лезвия, кольца и так далее.
Другая из этих подобразов составляет целостное изображение — ножницы.
Если вторая система выйдет из строя, первая различит подобразы, но в образ они не сольются. Ну а если первая система откажет, тогда и говорить не о чем: опознавание станет невозможным, даже если перед глазами наипростейшая фигура.

Почти двадцать лет назад Глезер выдвинул в своей книге «Механизмы опознания зрительных образов» гипотезу: зрительная система обладает двумя основными каналами.
Один — канал обобщенного образа предмета или целой сцены, другой — канал пространственных отношений. Первый обеспечивает опознание форм предметов и их подобразов — как контурных, так и отличающихся текстурами.
Второй заведует опознанием взаимного расположения предметов и деталей; иными словами, именно благодаря его действию формируется пространственный, топологический образ внешнего мира.

Клинические наблюдения говорили, что канал формы связан с нижневисочной областью коры (какого полушария — в то время вопрос еще не ставился), а канал пространственных отношений — с заднетеменной. Чтобы вполне удостовериться, действительно ли теменные области коры отвечают за ориентацию в пространстве, сотрудница Лаборатории, кандидат биологических наук Нина Владимировна Праздникова провела в 1977 г. ряд опытов.
Выяснилось, что когда у собаки удаляют определенный участок теменной коры, то животное хотя и отличает крест от квадрата, но совершенно перестает распознавать, где в этом квадрате стоит черная точка. А ведь перед операцией пес отлично справлялся с этой, в общем, весьма простой задачей. Нож хирурга разрушил «операторы пространственных отношений» (те самые нейроны, которые говорят цыплятам, длинный впереди туловища птицы выступ или короткий, скользит ли над птичьим двором безобидная утка или злой ястреб), и выбор квадрата стал случайным.

За прошедшие десятилетия было установлено множество новых фактов. И в частности, такой: зрительные агнозии, которые мы описывали только что, — следствие поражении правого полушария.
Из рисунка дома больной выделяет только отдельные фрагменты и говорит: вижу перекладины... что-то вроде окна. Врач спрашивает: а дом видите? Но эта прямая подсказка проходит мимо: вот окно вижу... а дома нет, не вижу... Таков результат опухоли в правой теменной области. Какой же нейронный механизм оказался задет?



Средний мозг
 


 

Зрительная система млекопитающих. На правой схеме показано, что зрительная информация поступает как в затылочную часть коры {через наружное коленчатое тело), так и в средний - более древний - мозг.
См. статью "Мозг головной"

Нейроанатомы установили, что сигналы из затылочной коры, от модулей, занимающихся кусочным квазиголографическим представлением воспринятой картины, идут в престриарную область. Она находится на пути к теменной и височной зонам. Здесь происходит еще одно преобразование зрительного сигнала, теперь уже с опорой не столько на сигналы сетчатки, сколько на те паттерны, которые вырабатываются модулями затылочной коры.
Дело том, что, хотя эти модули и умеют «выстригать» своими нейронами подобраз из фона (и даже образ, если он весь заполнен одной и той же текстурой), их «пунктир» остается разобщенным. Он физически существует, но никак его «штрихи» еще не объединены, а значит, и делать с ними дальше ничего не удастся.
И природа поручила нейронам престриарной коры важную миссию такого объединения. В результате здесь формируется уже вполне законченный подобраз той самой формы и заполненный той самой текстурой, как это есть в действительности (еще раз подчеркну: не в геометрической, а в математической форме, причем связанной с многомерным пространством сигналов).

Форма и текстура оказываются, таким образом, слиты воедино. Нельзя видеть форму и не замечать текстуру, и наоборот. Признаки того и другого сцеплены плотно, нераздельно. Кроме того, престриарная кора дает возможность продолжать мысленно контуры предметов там, где их, формально говоря, не видно.
Вот книга на столе закрыла его край, но стол от этого не теряет края, мы его как бы наблюдаем сквозь книгу. А в специально сделанных рисунках действительно (хотя это и называют иллюзией) человек видит контуры там, где они не прочерчены, а только возможны. Хорошо это или плохо? По большей части, конечно, хорошо. Такая особенность обработки зрительного сигнала дает нам и другим высшим животным возможность видеть мир состоящим из цельных предметов, пусть даже они частично закрывают друг друга. Они не распадаются на бессмысленные фрагменты, как непременно было бы, отсутствуй эта специальная обработка в престриарной коре.

Почему такое видение неизбежно, ответ ясен. Модулям престриарной коры, задача которых — объединять сходные сигналы в единое целое, «ничего не остается», как заполнять разрывы подходящими текстурами, дабы в конце концов получился целостный контур. И когда мы говорим о «хорошей», «соразмерной», «приятной для глаза» форме предметов, мы, в сущности, оцениваем работу нейронов престриарной коры: смогли ли они представить такие текстуры, которые легко объединяются в более крупные агрегаты — «образы». А так как текстурой можно считать и цвет, напрашиваются мысли о роли этой области коры в колористике, в оценке и в подборе гармонирующих красок... К сожалению, престриарная кора исследована еще очень мало, и поэтому не будем заниматься беспочвенными спекуляциями.
Но вот что хорошо известно, так это то, что после престриарной коры текстурные подобразы оказываются в нижневисочной коре, а данные о расположении этих подобразов в пространстве — в заднетеменной (естественно, правого полушария — в этой главе мы говорим только о нем). Причем ситуация представлена очень компактно, обобщенно, так что и стена далекого леса, и книги на полке, и гребенка окажутся родственниками, поскольку все это — «вертикально ориентированные текстурные подобразы, стоящие в ряд».

Во время исследования зрительной системы испытуемым в Лаборатории показывали такую картинку: лиса ловит сачком бабочку, а рядом стоит козленок. Так вот, при экспозиции 40 миллисекунд (то есть 40 тысячных долей секунды) человек ничего не видел. При 60 говорил, что «кто-то поднял что-то на кого-то». При 160 видел сачок и какое-то животное. И только при 320 называл лису. Выходит, что ситуации опознаются гораздо раньше, чем участвующие в сцене предметы?
Когда я спросил у занимавшихся этими экспериментами, чем можно объяснить такую приверженность к ситуациям, то в ответ услышал:
— Ну хотя бы с точки зрения эволюции зрительной системы. Чтобы выжить, нашим далеким предкам, да и не только им, требовалось в первую очередь опознать, что «кто-то терзает кого-то», нежели детально выяснять: тигр это или леопард. Кто умел быстро разбираться в опасной ситуации — выжил, а кто не умел — тому судьба вряд ли благоприятствовала...

Но вот установлены пространственные отношения. Выявлены подобразы. Что дальше? Оказывается, заднетеменная кора посылает запросы в нижневисочную и извлекает оттуда подобразы (об этом говорит характер нейронных связей между областями коры). После чего в правом полушарии формируется полное описание того, что происходит перед взором на самом деле. И мы видим конкретный предмет или сцену со всеми их неповторимыми деталями. И конечно, запоминаем —точно так же, как запоминаются в соответствующих участках зрительной коры подобразы и пространственные отношения, чтобы потом можно было их опознать при новой встрече.


Если у человека поражена правая височная область, то он не в состоянии сказать, чем различаются правые и левые фигурки людей

Причем есть данные, говорящие, что в правой заднетеменной коре имеются две отдельные программы сборки образа из подобразов.
Одна программа описывает только пространственные отношения между объектами в сложной, многофигурной сцене.
Другая же — только пространственные характеристики размещения подобразов одиночного предмета. И что самое важное, при этом формируются своеобразные шкалы для измерений: те самые, которые позволяют сказать, что нос длинный, а сложение полное.
У собак обе эти программы тоже существуют. И после одних удалений, проведенных экспериментатором в заднетеменной коре собачьего мозга, животному становится все равно, находится квадрат справа или слева от треугольника, а после других — собака не различает треугольники и квадраты.

Мы опознаем ситуацию гораздо быстрее, чем фигуры, которые в ней участвуют, — вот причина того, что свидетели дорожной аварии видят ее совсем по-разному. И эта быстрота понятна: оценивается привычная ситуация, для которой в заднетеменной коре уже давно припрятана готовая схема — результат жизненного опыта. Однако чтобы ее детально конкретизировать, надо потрудиться: надо извлекать подобразы и собирать их в конкретную картину, на что требуется время и соответствующий зрительный материал.
«Врет, как очевидец» — эта ироническая поговорка имеет, увы, под собой серьезное нейрофизиологическое обоснование... Хороший следователь и хороший историк прекрасно осведомлены об этой особенности человеческого припоминания, когда свидетель конструирует прошлое (а оно всегда прошлое, ибо настоящее — это то, что делает человек, рассказывая свою версию следователю) не только из подобразов, конкретно существовавших в тот момент, но и из тех, которые могли бы быть.

У строителей тоннелей есть термин «сбойка», когда две бригады, шедшие с разных сторон горы, встречаются в точно назначенном месте. Работу правого полушария, опознающего зрительные образы, Глезер представил, исходя из нейрофизиологических данных. Американский же специалист по робототехнике и искусственному интеллекту Марвин Минский пришел к аналогичным выводам, опираясь на математические абстракции, связанные с проблемой искусственного интеллекта. Не правда ли, великолепная сбойка?

Минский предположил, что «когда человек сталкивается с новой ситуацией (или существенно меняет точку зрения на прежнюю задачу), он извлекает из памяти определенную структуру, называемую фреймом». Слово это по-русски значит «остов», «скелет». Каждый фрейм описывает какую-либо ситуацию — пейзаж, комнату, заводской цех и так далее. Таким образом, фрейм представляет собой некую структуру сведений, причем не только зрительных, но и многих иных. Например, как следует себя вести в данной ситуации, что можно ожидать в ней, какие шаги предпринять, если ожидания не сбудутся, и так далее. Кроме того, различные фреймы могут представлять не только разные ситуации, но и разные ракурсы, под которыми мы рассматриваем (в буквальном и переносном смыслах) сцену или предмет.
Затем Минский делает предположение, что каждый фрейм состоит из двух частей: основы, всегда истинной в предполагаемой ситуации, и связанных с основой ячеек, которые надо заполнять конкретными данными. Нетрудно увидеть здесь полную аналогию между работой заднетеменной коры, поставляющей образ конкретной пространственной ситуации, и нижневисочной, где содержатся подобразы.

Мы говорили о том, что образы и подобразы находятся в отношениях, напоминающих матрешку, внутри каждого подобраза можно отыскать подподобразы. Точно так же ячейки фрейма сами могут быть фреймами со своими ячейками более низкого ранга, а все множество фреймов — объединено в «сверхфрейм» (термин, предложенный Глезером), отражающий наши знания о мире и возможных в нем ситуациях.
Таким образом, когда при кратковременном показе наблюдатель видел, что «кто-то поднял что-то на кого-то», — это означало опознание только верхней части фрейма, опознание стандартной ситуации (напомним, что для этого какая-нибудь подобная ситуация непременно должна быть увидена в прошлом и зафиксирована в памяти). Однако времени было недостаточно, чтобы заполнить ячейки фрейма подобразами данной ситуации — лиса, сачок и так далее. Лишь когда время рассматривания увеличилось и информационный поток от заднетеменной коры слился с потоками от нижневисочной в единую совокупность, картинку удалось опознать.

Совместная работа этих участков правого полушария объясняет, почему мы можем хорошо различить вид местности при ударе молнии, хотя продолжительность вспышки значительно меньше того времени, которое необходимо для точного опознания предмета. Мы видим более или менее привычные картины, опираясь на имеющийся в памяти багаж. И кроме того, обозреваем ситуацию, перемещая не взор, а внимание во внутреннем пространстве нейронных структур. Этой работой занимается заднетеменная кора, вполне достойная титула «механизм внимания».

Разделение функций между заднетеменной и нижневисочной корой делает понятными многие агнозии, связанные с правым полушарием. Кровоизлияния и опухоли в височной области (и, конечно же, нарушения в проводящих путях от престриарной коры к нижневисочной) приводят к предметной агнозии. Больной не видит, что перед ним: стол, стул или тумбочка; он замечает нечто неясное, распознает светлые и темные пятна и делает догадки на основе того, как эти пятна размещены в пространстве. Поэтому он и называет скамейку диваном, а телефон часами. Однако, взяв телефон в руки, он тут же опознает его и ставит стрелки часов точно на заданное время: тактильное и мышечное чувства не затронуты болезнью, и они вызывают в памяти образ, в соответствии с которым человек действует.
Может показаться, что такой больной все же различает какие-то формы. Ведь когда ему предъявляют карандаш и авторучку, он говорит, что не знает, какие это предметы, но видит, что они оба длинные. Немецкий психиатр Гольдштейн описал в начале века одного своего пациента, который не различал ни треугольников, ни квадратов, ни иных геометрических фигур, когда их демонстрировали ему во время исследования, но прекрасно играл в кости и карты, опознавал предъявлявшиеся предметы издали. Видит или не видит форму? Мы получаем ответ, рассматривая зрительную систему такого больного с позиции разделения функций между заднетеменной и нижневисочной областями правого полушария. Длина, ширина, высота — это характеристики, которые извлекаются из поступившего в затылочную кору изображения совсем иным каналом, нежели форма, — каналом, связанным со здоровой теменной корой. А мозг человека, этот фантастически гибкий, перестраивающийся механизм, привлекая сведения из прошлого опыта, тактильное и мышечное чувство, слуховые образы, конструирует из туманных, бесформенных пятен картину мира, в которой человек может существовать и при легких расстройствах даже не замечать недуга.

Насколько изощренной может быть такая перестройка, показывает случай с одной больной, которую чуть было не признали симулянткой. Эту женщину, очень интеллигентную, обследовали в клинике Психоневрологического института им. В. М. Бехтерева, куда ее направили с диагнозом: сильнейшая предметная агнозия. Однако когда врач показал рукой на висевший в кабинете портрет и спросил, кто на нем изображен, женщина ответила не задумываясь: Бехтерев. И объяснила: струится! (Струящимся потоком ей всегда представлялись волосы бороды.) Поскольку она, как и все мы, привыкла к тому, что стены кабинетов бывают украшены портретами известных личностей, нередко имевших прямое отношение к данному учреждению (например, театру), то изображенный на портрете в кабинете Института им. В. М. Бехтерева бородатый мужчина и есть Бехтерев.
Зато поражения правой заднетеменной коры приведут к тому, что, совершенно правильно описывая и узнавая фрагменты, человек будет не в состоянии слить их в целостный образ. Пространственные отношения между ними окажутся непредставимыми, исчезнут из перцептивного пространства, да и сомнительно, сохранится ли вообще это пространство в сознании. Помните, когда больной острые концы ножниц называл вилами, а кольца — очками? Вывод о форме он делал по отдельным подобразам, а не в результате опознания пространственных отношений между ними и слияния их в образ. Так что грубые ошибки тут совсем не удивительны.

Ленинградский психиатр А.Г. Меерсон давал больным рисунки, в которых отдельные части предметов были отделены друг от друга: скажем, труба паровоза чуть приподнялась над корпусом. Оказалось, что для больных с легкими расстройствами правой заднетеменной коры (легкими потому, что рисунок они видели и подобразы у них в образ, стало быть, соединялись) такой отрыв, а тем более резкое смещение или поворот были непреодолимым препятствием для сборки подобразов в образ.
Или такой рисунок: дерево согнулось под напором ветра, крона сместилась куда-то в сторону от ствола. Больной, у которого нарушена теменная кора, не понимает, что это дерево.
Здоровому же мозгу доступны операции смещения и поворота — функции здоровой теменной коры, и мы легко опознаем предмет с отделенными и повернутыми фрагментами, говорим: это дерево, которое согнул ветер.

Способность мозга к восстановлению искаженных образов колоссальна. Мне довелось проверить это на себе, рассматривая на Международной выставке книги толстый фолиант, посвященный творчеству Пикассо — тому периоду, когда художник занимался «разложением» реальности на фрагменты. Он причудливо деформировал лица моделей, так что портреты переставали быть портретами в обычном понимании этого слова. Мне всегда казалось, что такая изломанность, такое смещение всего и вся полностью убивает портрет, что в нем сходство подменяется буйной фантазией художника. Но в той книге, которую я рассматривал, эти картины были собраны в серии, каждая посвященная одному из персонажей мастера. И вдруг, глядя на эти мозаики, я поймал себя на мысли, что нахожу явное сродство картин в каждом ряду между собою. Мозг, этот великий собиратель подобразов, свел разбросанные на плоскостях носы, рты и уши воедино, придал им такую ощутимую портретность, что даже показалось: пройди сейчас мимо меня персонаж картины, и я его узнаю...
Да, Пикассо хотел взорвать реальный образ, расчленить, раскидать его на мелкие кусочки, но он ничего не мог поделать с природой зрения. Она сильнее. Единственное, чего смог добиться создатель полотен, — это только того, что мы стали тратить больше времени и мозговой работы, дабы опознать изображенное (не будем вдаваться в обсуждение эстетических приобретений и потерь при такой манере живописи), а люди, недостаточно тренированные, не освоившие этого непривычного художественного языка, оказываются вообще не в состоянии его понять.

Взаимодействие височной и затылочной коры правого полушария — ключ к пониманию того, зачем глаза наши перебегают от одного информационно богатого фрагмента к другому. Мы схватываем сразу пространственную ситуацию, но чтобы конкретизировать ее, должны наполнить содержанием ячейки фрейма. Вот и блуждают глаза по картине, выхватывают то ту, то другую особенность — данные о форме и текстуре подобразов. И делают это не раз, не два, ибо точный образ нуждается в прочно зафиксированных памятью деталях. Обход связан с той задачей, которую мы ставим перед собой сознательно или бессознательно. Эту особенность хорошо демонстрировали узоры, нарисованные зеркальцем в опытах Ярбуса. (3.1.)
Механизм внимания (увы, мы еще так мало знаем о его работе) выбирает из пространственной картины, в которой разместились предметы, именно такие подобразы, которые требуются для решения задачи. Очень точные скачки взора как раз и демонстрируют, что мы видим всю картину сразу до того, как уточним ее фрагменты.

Такой подход к механизму скачкообразного осмотра поля зрения позволяет иначе, более достоверно, объяснить результаты, полученные Нотоном и Старком: дело не в сигналах глазодвигательных мышц, не они кодируют расположение фрагментов в поле зрения. Мир строится из деталей, все верно, только детали эти набираются не как попало, а в соответствии с тем скелетом, который уже сформировался в сознании и находится в правой заднетеменной коре.

Любопытная, однако, получается цепочка преобразований.
Сначала сетчатка разбивает картину на сонм точек.
Затем ганглиозные клетки сетчатки превращают это дискретное, мозаичное образование в более размытые пятна, то лежащие рядом, то перекрывающиеся.
Далее НКТ своими пульсирующими полями проверяет эти размытости на содержание пространственных частот, подготовляет работу нейронов затылочной коры, которые отражают мир кусочным квазиголографическим образом.
В итоге поле зрения оказывается разбитым на множество фрагментов (и лежащих рядом, и перекрывающихся), в каждом из которых модули затылочной коры вычисляют простой признак представшей перед взором картинки. Все это необходимо для того, чтобы нейроны затылочной коры смогли «выстричь» подобраз из фона, а клетки престриарной — собрать «пунктир» выстрижения в подобраз, казалось бы, давно уже превратившийся в ничто после этих бесконечных преобразований. И наконец, чтобы изображение, уйдя с сетчатки, преобразовалось в заднетеменной коре в своего рода план размещения подобразов.

Эта фантастически хитрая система преобразований, до которой не додумался ни один создатель электронных опознающих устройств, — самая выгодная, самая надежная. Именно так возникает в нашем сознании конкретный образ предмета или сцены перед нашим взором. Простое геометрическое отражение действительности на поверхности сетчатки превращается в такое топологическое отражение, с которым могут оперировать нейронные сети мозга: запоминать, сравнивать, опознавать.
Важно вот еще что отметить. Устроенная так, как мы себе сейчас представили, зрительная система оказывается принципиально открытой. То есть способной воспринять и запомнить, а потом опознать любой предмет, любой пейзаж, какой только ни предстанет перед взором. Когда-то инженеры, пытаясь создать опознающие машины, вкладывали в них представления об образах, которые требовалось воспринимать «электронному мозгу». Очень скоро выяснилось, что фантазия природы куда богаче. Всегда находилось такое изображение, которое ЭВМ должна была опознать, а не смогла. Поэтому не случайно конструкторы обратились к принципам, на которых построен зрительный аппарат человека, не нуждающийся в предварительных оповещениях для восприятия и запоминания. С самых первых минут после появления на свет наше зрение в меру своих возможностей принимается познавать мир и развиваться во взаимодействии с ним.

Вполне реальный невидимка
Лет 15 назад каждый вошедший в рабочую комнату Александры Александровны Невской видел одну и ту же картину: сидит, припав глазом к окуляру аппарата, испытуемый. «Коза», — говорит он. В протоколе появляется галочка. Сменяется диапозитив. Щелчок затвора. «Рука», — слышен ответ. Галочка, смена диапозитива, щелчок, ответ. Галочка, диапозитив, щелчок... И так раз за разом, десятки, сотни щелчков... Пятый, седьмой, двенадцатый испытуемый... День за днем, неделя за неделей. Галочки из протоколов перекочевали на простыни графиков, выстроились в цепочки точек, потом по ним легли осредняющие линии.

Одним испытуемым не говорили, какие будут картинки, другим давали рассматривать их долго и внимательно. И опять щелкал затвор, и опять люди старались увидеть контур в мелькнувшем на миг светлом квадратике — лист, треугольник, портфель, руку, утюг, клещи, окно, лицо, козу...
Мгновение... Вытащить из-за спины и показать на мгновение рисунок проще простого: раз! — и пожалуйста. Однако такое будет не опытом, а игрой. В серьезном эксперименте это «раз» далеко не простое, и совсем нелегко добиться этого «пожалуйста».

Гельмгольц в середине девятнадцатого столетия нашел, что скорость передачи раздражения по нервам равна всего 30 метрам в секунду, новейшие исследования расширили предел — минимум полметра, максимум 100 метров. А глаз способен заметить даже чрезвычайно короткую вспышку, лишь бы была мощной и поставила сетчатке должное число фотонов. (Уникальная чувствительность зрения приводит специалистов по телевизионным системам к выводу, что «зрительный процесс представляет собой абсолютную конечную веху в цепи эволюции». И поскольку сетчаткой глаза на нижней границе ощущения «улавливается каждый поглощенный фотон, то дальнейшее увеличение чувствительности мало вероятно».) В 30-х гг. советский исследователь._Б. Н. Компанейский доказал это, освещая предметы электрической искрой в темной комнате. Хватало одной десятимиллионной секунды, чтобы испытуемый разглядел объект и ощутил его рельефность.

Понятно, наше сознание не срабатывает за столь безумно короткое время. Даже на усиление энергии фотона требуется, как мы знаем, три тысячные доли секунды, а затем включаются нервные клетки сетчатки, НКТ, различных иных отделов зрительного аппарата... Так что вспышка в десятимиллионную секунды, как и отдельный фотон, тоже лишь палец на спусковом крючке, а стреляет весь зрительный аппарат, обладающий таким важным свойством, как кратковременная память.
Она фиксирует образ, воспринятый сетчаткой, примерно в течение четверти секунды. Именно благодаря ей кадры киноленты сливаются в непрерывную картину. (Строго говоря, такое объяснение эффекта движения людей и прочего на киноэкране грешит примитивностью; в восприятии фильма участвуют не только кратковременная память, но и высшие отделы мозга, строящие промежуточные положения предмета между двумя кадрами.)
Когда-то думали, что изображение сохраняется именно на сетчатке, коль скоро в ней выцветает «зрительный пурпур», известный нам родопсин.
Эксперименты, однако, показали связь кратковременной памяти не с сетчаткой, а с мозгом.
Представьте себе, что вы смотрите на лампочку, загорающуюся каждые полсекунды. Вполне естественно, она будет выглядеть мерцающей. Ведь новая вспышка придет к глазу после того, как кратковременная память длительностью в четверть секунды угаснет и перестанет удерживать образ предыдущей вспышки.
Затем опыт усложняют. Правый глаз видит одну лампочку, левый — другую, причем каждая загорается через полсекунды, но интервалы сдвинуты на четверть секунды. Иными словами, новая вспышка света поступает в зрительную систему от одного глаза именно в тот момент, когда кратковременная память готова стереть картинку от предыдущей вспышки. Если бы память находилась в сетчатке, нам казалось бы, что вспышки перепрыгивают из одного глаза в другой. Но этого не происходит. Наблюдателю кажется, что обе лампочки горят одновременно и непрерывно. Зрительный аппарат просуммировал сигналы от каждого глаза: сложение же картинок происходит в затылочной коре. Может быть, и кратковременная память находится там же?

Но как бы то ни было, чтобы представить зрению (не глазу!) картинку на время, меньшее четверти секунды, нужно отключать кратковременную память. Где же взять выключатель?
Оказывается, им должно быть кино. Очень простенький кинофильм, состоящий всего из трех кадров: сетка из извилистых линий — предъявляемый рисунок — снова сетка. Каждое последующее изображение стирает предыдущее из кратковременной памяти, это точно установлено. И когда человек глядит в аппарат кадры с сеткой распахивают и закрывают в кратковременной памяти «ворота времени», экспериментатор не сомневается, что картинка предъявляется ровно на столько долей секунды, сколько задано с пульта.
Между прочим, чище всего стирает образы сетка, составленная из наложенных друг на друга контуров всех предметов, какие только демонстрируются во время опыта. С точки зрения кусочного квазиголографического представления понятно, почему: у высших отделов престриарной коры нет основания для того, чтобы «склеивать» пунктир нейронов, выделяющих линии контура, каким-то определенным образом, и вместо осмысленной картинки получается хаос.

Однако надежность опознания рисунка зависит не только от длительности предъявления, но и от того, было ли известно смотрящему, какой набор картинок ему покажут. Я не знал и затратил сто пятьдесят миллисекунд, обычное время для нетренированных участников опыта. А тот, кому картинки знакомы, работает быстрее.
Насколько? Это зависит от числа рисунков, которые он ожидает увидеть. Чтобы опознать одно изображение из возможных двух, хватит 15 миллисекунд, вдесятеро меньше, чем затратит нетренированный коллега. Если возможных изображений четыре, время опознания возрастет вдвое. Восемь картинок увеличат его в три раза, до 45 миллисекунд; 16 картинок — вчетверо...
Опять мы встретились с «поиском по дереву», о котором узнали, рассматривая работу «правого-левого мозга». (1.3.) Тогда мы подобную поисковую систему обнаружили в левом полушарии: она, как выяснилось, занимается дихотомическим разделением обобщенных образов, чтобы зрение смогло опознать каждое изображение в отдельности.
Есть ли у этих двух систем нечто общее? Или это одна и та же система?

Сейчас мы ответим на вопросы. Но прежде надо отметить, что время опознания стало после опытов Невской точным, бесстрастным критерием, позволяющим проникать в работу зрительного аппарата.
Положим, вводит экспериментатор в набор известных картинок еще одну (тот же предмет, но иного размера, повернутый или еще как-нибудь измененный) и смотрит, увеличивается ли время ответа. Картинка для зрительной системы объективно новая, пусть для словесного ответа это все тот же гриб, а время осталось прежним — картинка воспринимается зрением как старая.

Сегодня многое стало ясным, в том числе и механизм «поиска». Опознание путем «поиска по дереву»  (1.3.) возможно потому, что левое полушарие (его престриарная кора) обращается с простыми признаками (точно такими же, которые имеются и в правой затылочной коре) своеобразно: оно их объединяет.
Простые признаки, как мы помним, представляют собой паттерны — совокупности сигналов модулей, на которые природа разбила затылочную кору. Эти признаки в соответствии с перестройкой полей НКТ выделяются последовательно, от самых грубых до самых тонких.
В правой затылочной коре и более высоких отделах зрительной системы правого полушария благодаря простым признакам отражаются вполне конкретные образы, расположенные во вполне конкретном, открывающимся сиюминутно перед глазами, зрительном пространстве. Паттерны, описывающие одинаковые текстуры, объединяются между собою только внутри данной текстуры однородной области — области, «выстриженной» нейронами затылочной коры из фона.

В левом же полушарии объединение простых признаков происходит иначе. Кусочное квазиголографическое представление картины видоизменяется так, что возникает преобразование Меллина. Оно обладает массой полезных свойств. В частности, сложные признаки — результат объединения большого количества простых — дают возможность очень экономично (с точки зрения использования ресурсов мозга) воспринимать и запоминать предъявляемые изображения. Это резко упрощает оценку связи воспринятого образа с имеющейся в мозгу моделью мира, а в конечном счете позволяет быстро принимать решение о действии, которое нужно предпринять.

Сложные признаки выглядят математически как особого рода поверхности — гиперплоскости в многомерном пространстве простых признаков. Чтобы опознать образ, левому полушарию нет нужды просматривать путь в точку многомерного пространства, как это делает правое. Достаточно определить, справа или слева от гиперплоскости находится искомый сложный признак, и в несколько шагов выйти в искомую область многомерного пространства. Грубо говоря, с помощью сложных признаков идет стрельба по площади, а не по точечной цели. Ясно, что если площадь велика, на такое попадание хватит иной раз и одного «снаряда», самого грубого признака («живое— не живое» и тому подобное), хотя в большинстве случаев придется тратить пять — десять.

Отсюда ясно, почему при коротком времени предъявления не различаются, например, картинки «зонтик» и «карандаш». Это происходит не потому, что оба они длинные. Длина есть признак, передающийся и описываемый отдельным каналом — каналом пространственных отношений, и по длине, как известно, мы лишь в немногих случаях способны косвенно судить о форме. Причина путаницы в том, что в первые мгновения после саккадического скачка поля НКТ очень грубы, и описание по преобразованию Меллина оказывается очень приблизительным: зонтик и карандаш не различаются потому, что первые члены преобразования у них одинаковы. И поскольку из-за краткости предъявления дальнейший анализ прерывается, испытуемому приходится судить о форме на основании усеченного набора сложных признаков, — ошибки неизбежны.

Такой механизм зрительного опознавания объясняет, почему левое полушарие лучше справляется с задачами «Установить сходство», а правое — «Установить различие», причем в сходстве мы ошибаемся чаще, нежели в различии. Установить сходство можно уже на самом раннем этапе анализа по преобразованию Меллина, когда поля НКТ крупны и в зрительную систему проходят сведения о низких пространственных частотах, то есть грубых контурах. Для этого достаточно сложных признаков.
А опознать достоверно, по всем мельчайшим подробностям — для этого нужно просмотреть не только сложные, но и все простые признаки, выйти не в область, а в точку многомерного пространства, то есть работать правым полушарием.

Формула, согласно которой действует механизм «поиска по дереву», очень проста: Х=15 log2У, где — время опознания в миллисекундах, а У — число картинок, среди которых надо сделать выбор. Лингвистам известно, что слов, которым соответствуют простенькие рисунки, обиходных слов-понятий типа «птица», «чайник», «дом», «очки» и им подобных, в русском языке около тысячи. Поэтому когда испытуемому не говорили, какой набор картинок будет показан, он был вправе ожидать любую из тысячи. Вряд ли, конечно, он мог назвать эту цифру, но мозг его на основании жизненного опыта уже был настроен именно на такой порядок величины. Нетренированный человек, стало быть, все равно подготовлен. Только набор образов у него гораздо шире, чем у тех, кто точно знает: сегодня будут показывать вот эти привычные восемь картинок. Подставив число 1000 в формулу, получаем время надежного опознания, близкое к пятнадцати миллисекундам, каким оно и бывает на практике.

Когда я собирал материал для первого издания этой книги, у меня произошел такой диалог с Невской:
— Предварительная установка на решение какой-то задачи заставляет мозг перестраиваться, чтобы возможно скорее произвести сравнение. Мак-Каллок, например, полагает, что для более легкого опознания мозг строит предположительный обобщенный образ предмета до того, как изображение появилось на сетчатке. Возможно, так оно и есть — удачливые грибники утверждают, что в лесу они стараются поотчетливее представить себе грибы, которые ищут... — сказала Александра Александровна.
— Почему же тогда признаки не путаются, когда я вижу несколько вещей? Вот сейчас у меня перед глазами этот хитроумный аппарат, стул, стол, вся остальная обстановка,— спросил я.
— А вы их видите не сразу, а последовательно. Одновременность восприятия не более чем иллюзия. Глаз — система однообразная, если можно так выразиться. Она способна опознать за один раз только один предмет, а затем переходит к следующему. Я предъявлю вам пять предметов на очень короткое время, и вы увидите только один. Потом, по мере увеличения экспозиции, появятся второй, третий...

Сегодня удалось ответить, почему опознание выглядит «однообразным». Правое полушарие, сформировав привлекший наше внимание конкретный образ предмета (заметим, кстати, что сформировать — еще не значит опознать), посылает этот образ в левую затылочную кору. И там «выстригается» из полной картины только это изображение, которое далее воспринимается и опознается левой нижневисочной корой с помощью сложных признаков, то есть благодаря преобразованию Меллина. Для этого преобразования существенно важно, чтобы конкретный образ был один, так что «однообразность» есть следствие генетически определенного строения зрительного аппарата левого полушария, следствие законов его работы.

Преобразование Меллина замечательно тем, что после него нет препятствий для проективных преобразований. Вы можете поворачивать предмет в пространстве, смотреть с разных расстояний так, что на сетчатке будет каждый раз несколько иная картинка (и так ее воспримет правое полушарие), но в левом полушарии после преобразования Меллина будет все время один и тот же ответ. Говоря иначе, благодаря такому преобразованию зрительный аппарат человека и высших животных приобретает способность к инвариантному восприятию.
Вот почему и большой гриб, и маленький, и средний (понятно, одной и той же формы) выглядят одним и тем же обобщенным образом гриба. А жизненный опыт живого существа как раз и состоит в том, чтобы выучиться правильно оценивать варианты и узнавать, когда гриб видится маленьким потому, что невелик по размеру, а когда — потому, что далеко. По-видимому, в этой оценке играют роль текстуры, которые мы различаем на поверхности предмета, соотношения предметов между собою, врожденный механизм определения дальности с помощью нейронов диспаратности.

Мы берем в руки вазу и вертим ее, чтобы увидеть со всех сторон. Неукротимая потребность эта заложена в нас еще с детства, когда мы вертели игрушки, чтобы дать зрительному аппарату левого полушария возможность увидеть их в разных ракурсах и сформировать признаки, обеспечивающие инвариантность восприятия. Дело это долгое и трудное. Лишь к 13 годам левое полушарие ребенка демонстрирует такие характеристики опознавания, которые свойственны левому полушарию взрослого, а в раннем возрасте инвариантного опознания нет (хотя маленькие дети способны видеть общее в предметах, разных по размерам, и подбирать группы сходных вещей).

Иными словами, мы делали все от нас зависящее, чтобы в левой нижневисочной коре, куда поступают сложные признаки формы изображений, сформировалась зрительная абстракция предмета. Как только она появится, мы даже при кратковременном предъявлении опознаем объект, под каким бы углом он для нас ни находился: лошадь выглядит лошадью что сбоку, что спереди, что сзади.

Однако лошадь стоящая и лошадь бегущая — для зрительного аппарата абстрагирования уже разные образы. Они не инвариантны между собой. Точно так же не сливаются воедино зрительные абстракции «пятерня» и «кулак», «чайник для заварки» и «чайник для кипятка», хотя в сознании нашем они объединены словами «лошадь», «рука» и «чайник». Зрительные абстракции, как видим, дают пищу для абстракций более высокого ранга. И что все они находятся в одном и том же левом полушарии, да еще в височной области коры (которая, как известно, прямо связана с речью), выглядит уже не совпадением, а чем-то гораздо большим. Впрочем, это настолько серьезная тема, что ей отведена заключительная глава, так что подождем...

Преобразование Меллина отвечает и еще на один вопрос: почему мы отличим волка от собаки, а уж тем более волка от медведя, но не в силах ни представить, ни нарисовать абстрактного волка или медведя, хотя структуры для их опознания существуют?
После подобного математического преобразования образ совершенно теряет кусочно-квазиголографическое представление. Из конкретного образа извлекаются его сложные признаки, но так, что обратного пути «сложить в образ» нет. Зрительная абстракция реально присутствует в левой нижневисочной коре, записанная в виде сответствующих изменений нейронной сети, в «терминах мозговой математики». Впрочем, полушария обмениваются информацией, и абстрактный образ (вызванный обозначающим словом) оказывается сразу же представленным в правом полушарии с помощью запомненных там подобразов и пространственных отношений. Немало людей умеют такой образ нарисовать, а уж сказать, отличается ли рисунок от внутреннего левополушарного представления, может каждый. И в этом, как видим, нет ничего странного.

Правое полушарие получает схему зрительного аппарата от природы, генетически. И работает он по генетически заданным правилам. Поэтому у любого человека вот это конкретное дерево представится конкретно, то есть именно таким, каково оно есть, со всеми своими ветвями и прожилками на коре. С левым полушарием дело обстоит иначе. По мере развития ребенка у него в левом полушарии преобразуется полученный наследственно зрительный аппарат, формируется для зрительно-абстрактного опознания. Это установлено экспериментально!
Иначе говоря, работа правого полушария не зависит от личности человека, и потому допускаемые этим полушарием зрительные ошибки в известной мере «стандартны». А работа левого, определяемая воспитанием и иными социальными факторами, оказывается сугубо индивидуальной (эксперименты показывают, что индивидуальны и левополушарные зрительные ошибки), связанной с личностью.

Поэтому когда, догматически понимая разделение людей на «художественные» и «мыслительные» натуры, пытаются противопоставлять работу одного полушария работе другого, попытка эта оказывается бессмысленной. «Абстрактный невидимка», живущий в левом полушарии, необходим мыслящему образами художнику ничуть не меньше, чем математику, иначе человек искусства не уйдет дальше создания частных, мало кому интересных композиций.
Ведь хотя оба полушария и способны вырабатывать обобщения, но правое обобщает лучше по внешнему сходству, а левоепо функциональному.
В то же время дефекты в правом полушарии приводят к тому, что восприятие становится чрезмерно глобальным, теряет способность к тонким различениям внешне одинаковых предметов и образов.
Человек на протяжении своей жизни воспринимает массу информации, приобретает, как говорят, некоторый «алфавит» образов, с помощью которого быстро оценивает ситуации, принимает решения о своих действиях. С этими задачами лучше справляется левое полушарие. А правое лучше справляется с такими зрительными задачами, для которых нет сложившегося «алфавита» образов, привычной системы описаний. Эти данные, полученные в разного рода психофизиологических экспериментах, находят подтверждение в нейрофизиологии зрительного восприятия.

продолжение
5.2.

БИБЛИОТЕКА
 galactic.org.ua
Клуб Бронникова

ДЕМИДОВ В.

Москва
"СОВЕТСКАЯ РОССИЯ"
1988 г.

1. 1.
1. 2.
1. 3.
2. 1.
2. 2.
3. 1.
3. 2.
4. 1.
4. 2.

5. 2.
6. 2.

1. 1.
1. 2.
1. 3.
2. 1.
2. 2.
3. 1.
3. 2.
4. 1.
4. 2.

5. 2.
6. 1.
6. 2.

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум

ролеты тканевые цена магазин ролет и жалюзей заказать тканевые ролеты день ночь