Мозаика зрительных предпочтений

Функциональные свойства области «буквенной кассы» тоже стабильны. На рис. 2. 5 приведены снимки мозга семи человек, демонстрирующие избирательное возбуждение в ответ на письменные слова и отсутствие активности в ответ на их устную форму[125]. Это явление, отмеченное еще Стивом Питерсеном и его коллегами в исследовании 1998 года, свидетельствует о том, что в большинстве случаев «буквенная касса» не реагирует на устную речь. Следовательно, можно считать, что ее «интересует» только письменное слово. Впрочем, из этого правила есть одно исключение – мысленное проговаривание слов по буквам. Например, испытуемых можно спросить, содержит ли произнесенное слово нисходящую букву, такую как «р» или «у» (нисходящие буквы – это буквы, элементы которых выходят за нижнюю границу строки). В таких случаях в области «буквенной кассы» регистрируется умеренная активность – человек мысленно представляет, как это слово пишется[126]. То же самое происходит, когда носителей японского языка просят представить написание слова в уме[127]. Наконец, если предложить испытуемым сосредоточиться на разнице между двумя похожими словами, например «дом» и «том», область «буквенной кассы» тоже вспыхнет – вероятно, потому, что доступ к буквам «д» и «т» облегчает различение звуков[128]. Очевидно, все эти задачи требуют нисходящего доступа от звуков речи к буквам. В таких случаях сигнал, вероятно, движется по маршруту, противоположному тому, который обычно используется при чтении. За исключением этих специфических ситуаций, область «буквенной кассы» обычно реагирует лишь на письменные слова и игнорирует устные.

Рис. 2. 5. Активацию области зрительной формы слова можно наблюдать у любого грамотного человека. Участники эксперимента видели или слышали пары слов, после чего должны были определить, разные это слова или нет. У семи испытуемых письменные слова активировали левую затылочно‑ височную область («буквенную кассу» мозга). Активность регистрировалась в одном и том же месте, несмотря на вариативность моделей складчатости коры. Обратите внимание, что произнесенные слова не вызывали никакой реакции в этой зоне (по материалам статьи Dehaene et al., 2002). Использовано с разрешения Wolters Kluwer/Lippincott, Williams & Wilkins.

Рис. 2. 6. Нижняя часть поверхности мозга усеяна специальными зрительными детекторами. Каждая область коры в основном реагирует только на определенную категорию объектов. Паттерн предпочтений наблюдается в одном и том же порядке у всех людей. Чтение всегда активирует область, расположенную между пиковыми реакциями на лица и предметы (по материалам статьи Ishai et al., 2000; Puce et al., 1996). Адаптировано с разрешения Алюмиты Ишай.

Таким образом, все данные указывают на то, что эта область отвечает за визуальный анализ. Вопрос в том, насколько она универсальна. «Буквенная касса» обрабатывает любой зрительный объект? Или же она специализируется только на чтении? Как ни странно, наш мозг является сторонником разделения труда: все визуальные объекты делятся на категории, каждую из которых обрабатывает определенный участок коры. Часть этой области предпочитает письмо широкому спектру других зрительных стимулов, и это обнаруживается у всех людей в определенном месте. Распознавание домов и пейзажей преимущественно задействует зоны, близкие к срединной линии мозга. Если двигаться в сторону, к латеральным (боковым) отделам, реакция на написанные слова сменяется откликом на лица. На краю мозга расположен сектор, в основном откликающийся на предметы и инструменты (рис. 2. 6)[129].

Нейрорадиолог Эйна Пьюс стала первым ученым, использовавшим чувствительность и высокое пространственное разрешение фМРТ для изучения зрительной «мозаики» у разных людей. Так, во время сканирования она показывала испытуемым лица и бессмысленные наборы букв, такие как «XGFST». В обоих случаях активировались две небольшие специализированные области: лица преимущественно стимулировали нижнюю часть веретенообразной извилины, в то время как слова возбуждали соседний участок в затылочно‑ височной борозде (рис. 2. 7)[130]. Это неожиданный результат. Если каждая область коры действительно отвечает за определенную категорию, разделение труда должно носить бессистемный характер и случайным образом меняться от одного человека к другому. Но это не так – овладение чтением, по всей видимости, является крайне стабильным процессом, который систематически направляет информацию в одни и те же «горячие» точки мозга.

С другой стороны, степень специализации зрительной коры не следует переоценивать. Хотя некоторые участки, визуализируемые в рамках грубой пространственной шкалы фМРТ, демонстрируют выраженное предпочтение стимулов определенных категорий, они реагируют не только на них. Как впервые показал Джим Хаксби и его коллеги из Национального института здоровья, наша кора вовсе не разделена на отдельные зоны с четкими границами. Скорее зрительные области, обрабатывающие разные сигналы, накладываются друг на друга[131]. Зоны, которые наиболее интенсивно реагируют на лица, откликаются и на другие категории объектов – например, слова, инструменты или животных. Однако нельзя забывать, что размер вокселя (трехмерного пикселя), визуализируемого с помощью фМРТ, составляет два‑ три миллиметра с каждой стороны. По клеточным меркам это огромная площадь, охватывающая до миллиона нейронов и даже больше. По этой причине неудивительно, что не всем этим клеткам свойственны одинаковые предпочтения. При увеличении пространственного разрешения до одного миллиметра категориальная избирательность становится очевидной: некоторые участки коры реагируют исключительно на одну группу объектов, например на лица[132]. В ходе экспериментов над животными ученым удалось записать активность отдельных нейронов внутри такого участка. Данные показывают, что подавляющее большинство из них действительно откликаются на лица[133].

Рис. 2. 7. Визуализация мозга показывает области зрительной коры, специализирующиеся на распознавании лиц и буквенных цепочек. Показ чередующихся изображений лиц и бессмысленных наборов букв активирует разные участки левой вентральной зрительной коры. У пяти испытуемых эти области организованы одинаково – реакция на буквы всегда более латеральна, чем на лица (по материалам статьи Puce et al., 1996). Адаптировано с разрешения Journal of Neuroscience.

Обобщив результаты всех этих исследований, мы получим мозаику нейронов зрительной коры, каждый из которых специализируется на определенной категории форм. Нейроны с похожими предпочтениями склонны группироваться вместе, образуя так называемые кластеры. Поскольку зачастую они перемешаны с другими клетками, возникают зоны частичных предпочтений. Один участок реагирует на лица, другой – на предметы, третий – на цифры или буквы. Чтобы хоть как‑ то обозначить эти зоны, ученые называют их «область лица» или «область формы слова». Хотя в подобных ярлыках, безусловно, есть своя польза, помните: все, что мы видим на самом деле, – это пиковые реакции на лица или слова, а не сами нейроны. Пики, систематически обнаруживаемые в одном и том же месте у разных испытуемых, говорят одно, но на заднем плане всегда находятся и другие менее заметные вершины. Не исключено, что они играют не менее важную роль в процессе чтения или распознавания лиц. В конечном счете каждая закодированная визуальная категория представляет собой ландшафт из долин и холмов, который покрывает нижнюю поверхность двух полушарий и свидетельствует о невероятной сложности нашей системы зрения.