Крайне сложные структуры коры головного мозга обеспечивают такие особые качества ума, которые отличают человека от всех прочих живых существ, но кроме того, эти структуры собирают непрерывно поступающую сенсорную информацию и строят из нее живую картину, которая обеспечивает ум содержанием.
Как мозг собирает ощущения в целостную картину
Основная функциональная единица нервной системы человека – это нейрон[28], крохотная веретенообразная клетка, которая, образуя вместе с другими сеть или длинный нервный путь, передает сенсорные импульсы мозгу. На элементарном уровне нервная система получает эти сенсорные данные в виде миллиардов незаметных электрохимических импульсов от бесконечных сенсорных датчиков кожи, глаз, ушей, слизистой оболочки рта и носа. Эти импульсы передаются по невральным путям, действующим по принципу «волны падения» – процесса, моделью которого служит падение стоящих в ряд костяшек домино, – они минуют синаптические щели и запускают высвобождение нейромедиаторов, которые передают сенсорную информацию мозгу.
Внутри самого мозга сенсорная информация передается по соответствующим нервным путям: скажем, зрительные данные передаются по путям визуальной системы мозга, а обонятельные – по системе соответствующего анализатора. Таким образом, отдельные импульсы направляются и перенаправляются к зонам обработки соответствующей информации[29]. Здесь они сортируются, делаются доступными другим частям мозга, усиливаются или подавляются, интегрируются с данными от центров эмоций и других ощущений и, наконец, собираются в единую перцептивную картину, которая обладает смыслом для обладателя данного мозга и достаточно практична.
Обработка сенсорной информации первого уровня происходит в первичных зонах каждой из пяти сенсорных систем. Эти зоны получают необработанную информацию непосредственно от органов чувств и собирают эти сырые данные в грубую предварительную перцептивную картину. Затем эти образы отправляются к вторичным зонам сенсорных систем, каждая из которых также посвящена одному типу ощущений, где эти образы совершенствуются.
Затем обработанная информация поступает к ассоциативным зонам, где совершается самая доскональная обработка информации. Слово «ассоциативная» означает, что эти структуры собирают, или «ассоциируют», невральную информацию из различных частей мозга. На высшем уровне обработки сенсорную информацию одного определенного типа связывают с информацией от всех других органов чувств, чтобы создать богатую многомерную картину, которая становится важным элементом сознания. В итоге ассоциативные зоны передают полученные данные центрам памяти и эмоций, что позволяет нам организовывать информацию о внешнем мире и реагировать на изменения в нем наиболее совершенным образом.
Чтобы понять, как мозг составляет из сырой информации законченную картину, рассмотрим, что происходит с сенсорными импульсами, поступающими в систему обработки визуальной информации.
Визуальный образ создается с помощью электрохимических импульсов, поступающих в мозг по оптическому нерву. Попадая в кору, эти импульсы совершают первую «остановку» в первичной зрительной зоне, где становятся сырыми элементами визуальных образов – беспорядочной коллекцией линий, форм и красок.
Эти грубые визуальные образы, созданные первичной зрительной зоной, недоступны для сознания, но некоторые данные свидетельствуют о том, что мозг может воспринимать их на бессознательном уровне. На это указывает любопытный феномен «слепозрения»[30]. При серьезном повреждении первичной зрительной ассоциативной зоны визуальная информация не может достичь структур вторичного уровня, где в обычных обстоятельствах формируется окончательный образ, который можно осознать. Люди с повреждениями этой первичной зоны считают себя совершенно слепыми, тем не менее, несмотря на потерю зрения, доступного для сознания, они могут потрогать находящиеся перед ними предметы, правильно ответить на вопросы о характере предметов, на которые они «смотрят», и даже найти дорогу в комнате, где на их пути стоят разные преграды. Подобное слепозрение объясняется тем, что мозг бессознательно учитывает такие визуальные данные, хотя они слишком сырые, и это дает возможность человеку безопасно взаимодействовать с его физическим окружением.
28
Вероятно, существует сорок, если не более, типов нейронов, обладающих особенностями структуры и функционирования. Тем не менее у всех нервных клеток есть ряд общих физиологических свойств, которые связаны с передачей информации с помощью электрохимических процессов. Подробнее о нейронах и их различных функциях см.: Kandel, Schwartz, and Jessell 2000.
29
Большинство сенсорных систем имеет специфические невральные структуры для обработки соответствующей информации. Это так называемые