Восприятие симметрии и симметрия мозга

Какой же биологический механизм отвечает за зеркальное восприятие? За последние 80 лет наибольший интерес и споры в психологическом сообществе вызвала спекулятивная гипотеза Ортона[443]. В 1920‑ х годах доктор Сэмюэл Ортон, американский врач, который первым начал изучать дефициты чтения, попытался связать их с анатомией мозга. Его теория стала первой методической попыткой объяснить дислексические ошибки. По этой причине она представляет особый исторический интерес, даже если в свете современных знаний об анатомии мозга и кажется несколько надуманной.

Что же предлагал Ортон? Он заметил, что левое полушарие является почти зеркальным отражением правого. Исходя из этого, он предположил, что два полушария кодируют зрительную информацию зеркально‑ симметричным способом. Всякий раз, когда левое полушарие видит букву «b», правое воспринимает симметричное изображение, «d» (рис. 7. 3). Ортон не смог объяснить, как эта гипотетическая реверсия работает на уровне нейронов – он просто утверждал, что «группы клеток, подвергающихся воздействию любого зрительного стимула в правом полушарии, являются точными зеркальными аналогами клеток в левом»[444].

Если в нашем мозге сосуществуют два ментальных образа, один из которых представляет объект, а другой – его зеркальное отражение, то неудивительно, утверждал Ортон, что мы так часто путаем лево и право. Согласно его теории, мы воспринимаем наше окружение, прислушиваясь к одному полушарию и приглушая другое. В задаче на называние букв и слов здоровые испытуемые обычно полагаются на левое полушарие, специализирующееся на речи. Читая слова, мы позволяем ему доминировать и игнорируем зрительную информацию, поступающую из правого полушария. Именно опора на одно, левое полушарие позволяет нам отличать «b» от «d». В противном случае эти буквы были бы неразличимы.

Рис. 7. 3. Для объяснения тенденции путать зеркальные отражения были предложены две неврологические теории. С точки зрения Ортона (1925), симметрия мозга подразумевает, что каждый зрительный образ кодируется дважды: в правильной ориентации в доминирующем полушарии и в перевернутом виде во второстепенном полушарии. Путаница с зеркальными отражениями возникает тогда, когда человек не может подавить зрительный код второстепенного полушария. Альтернативная теория Корбаллиса и Била (1976) предполагает, что предъявление буквы первоначально активирует зрительные области противоположного полушария (что согласуется с нашими современными знаниями о зрительной системе). Однако активный механизм научения переносит знакомую форму в другое полушарие через мозолистое тело. Во время этого процесса геометрия связей, соединяющих симметричные точки в двух полушариях, осуществляет лево‑ правую инверсию. Для Корбаллиса и Била неспособность различать зеркальные отражения, таким образом, есть результат обобщения, а не подлинной ошибки. В ходе эволюции наша зрительная система привыкла к тому, что зеркальные отражения часто представляют собой один и тот же объект, рассматриваемый с разных сторон.

Ортон предположил, что у некоторых людей зеркальные ошибки возникают из‑ за недостаточного разграничения функций обоих полушарий. Эта особенность не позволяет избирательно прислушиваться только к одному из них. Случайно полагаясь то на одно, то на другое полушарие, такие люди неизбежно путают лево и право и не различают зеркальные образы. Ортон назвал эту гипотетическую патологию стрефосимволией, что в переводе с греческого означает «переворачивание символа».

Спустя 80 лет теории Ортона кажутся чрезмерно упрощенными. Тем не менее в одном он был прав: зрительные карты, занимающие затылочную часть левого и правого полушарий, действительно организованы как зеркальные отражения друг друга. Однако в первичной зрительной области поступающие изображения не дублируются в двух полушариях. Зрительные проекции гораздо проще: левая половина зрительного поля проецируется на правое полушарие, а правая – на левое. Таким образом, когда мы видим букву «р» в правой половине зрительного поля, она кодируется первичной зрительной областью левого полушария, а соответствующая область правого полушария (гомолог) кодирует… ничего не кодирует, поскольку не получает никакой зрительной информации из этой части пространства.

По мере того как информация движется по иерархии зрительных областей, проблема дублирования становится более актуальной. Вторичные и третичные зрительные области, функционально удаленные от сетчатки, реагируют на более обширные участки зрительного поля. В результате один визуальный объект начинает активировать группы нейронов в обоих полушариях. Вместе с этим нейронный код становится более абстрактным. Пространственное распределение нейронов больше не отражает форму объекта на сетчатке. На этом этапе, как мы видели в главе 3, появляется комбинаторный код для ориентации линий, кривизны, цвета и других идентификаторов формы. Таким образом, на высших уровнях зрительной иерархии два набора нейронов, кодирующих букву «р» в левом и правом полушариях, не повторяют форму зрительного стимула. Вопреки убеждению Ортона, они никак не могут быть «точно симметричны» друг другу.

Другая проблема с теорией Ортона заключается в том, что даже если нейронные цепи, кодирующие букву «р» в двух полушариях, являются зеркальными отражениями друг друга, то непонятно, почему эта нейрональная симметрия обязательно должна вызывать зеркальные ошибки. В этом отношении гипотеза Ортона кажется ошибочной. Она напоминает наивную идею о том, что хрусталики в наших глазах переворачивают изображение, а потому при зрительной обработке его прежде всего нужно вернуть в исходный вид. На ум приходит теория гомункула о воображаемом человечке, который якобы управляет нашим мозгом, смотрит в зрительные области, как на экраны компьютера, и совершает ошибки, если на одном из них право и лево меняются местами. Подобный упрощенный взгляд несостоятелен. В нашем мозге нет никакого скрытого наблюдателя. Зрительная система не нуждается в нем – она просто извлекает информацию и кодирует ее в разных форматах, которые помогают нам выбирать оптимальное поведение.

Вопреки предположениям Ортона, не имеет значения, что буква «р» представлена двумя симметричными группами нейронов в левом и правом полушариях, так как любая из них может быть приемлемым абстрактным кодом для буквы «р». Утверждать, что одна из этих групп правильно ориентирована и репрезентирует истинное изображение, в то время как другая зеркально перевернута, значит совершать фундаментальную ошибку. Так, с равным успехом можно заявить, что слово «красный» должно кодироваться красными нейронами, а зрительное движение – реальным движением нейронов!

Не менее упрощенными кажутся и представления Ортона о латерализации полушарий. Если левое полушарие правильно кодирует ориентацию объектов, а правое – неправильно, то мы должны совершать зеркальные ошибки во всех видах задач, задействующих правое полушарие, включая задачи на пространственную память и зрительное внимание.

Вкратце, гипотеза Ортона путает код и то, что он представляет. В 1920‑ е годы нейронный код для письменных слов рассматривали как своего рода «образ» на поверхности коры. Развитие теории информации и компьютерных наук в 1950‑ х годах позволило лучше понять его природу. Сегодня мы знаем, что любая система знаков может служить средством передачи информации при условии, что она не является двусмысленной и «поставляется» с адекватными процедурами кодирования и декодирования. Нейронному коду вовсе не обязательно повторять форму объекта, который он репрезентирует.

Несмотря на лавину критических замечаний, гипотеза Ортона остается на удивление привлекательной. Можно опровергнуть его теорию, но не факты, которые лежат в ее основе. Многие дети действительно путают лево и право и совершают зеркальные ошибки при чтении и письме. Одни рождаются левшами, другие страдают речевыми нарушениями, предполагающими аномальную латерализацию полушарий. Возможно ли оставить ключевые элементы теории Ортона и заполнить ее основные пробелы?