Мозг может «перестроиться» за несколько секунд

Группа ученых из США показала, что нейроны зрительной зоны коры головного мозга поразительно быстро приспосабливаются к изменению внешних условий.

[440x178]

Наблюдение слепого пятна: закройте правый глаз и левым посмотрите на правый крест. Не сводя с него взгляда, приближайте (или отдаляйте) лицо от монитора и следите за левым крестом, не акцентируя на нем внимание; в определенный момент он исчезнет.

Работа авторов тесно связана с исследованиями феномена рефлекторных ощущений, локализация которых не совпадает с местом раздражения. Это явление было зафиксировано довольно давно; для его иллюстрации обычно используют следующий пример: экспериментатор прикасается к лицу человека с ампутированной рукой, а тот «чувствует» прикосновение к отсутствующей конечности. По мнению ученых, возникновение ложных ощущений связано с тем, что часть мозга, которая отвечает за прием идущих от руки сигналов, «обращается за помощью» к близлежащей области.

Соответствующие явления в зрительной зоне коры головного мозга ведущий автор исследования Дэниэл Дилкс (Daniel Dilks), представляющий Массачусетский технологический институт, ранее зарегистрировал у пациента, который перенес инсульт. После инсульта некоторая область зрительной зоны оказалась «отключена», и в поле зрения больного образовался небольшой пробел. Когда рядом с этой мертвой зоной ученые располагали изображение квадратного объекта, человек воспринимал его удлиненным, заходящим в область нечувствительности; лишенные информации нейроны, таким образом, научились принимать сигналы от соседних областей. «Однако в этом случае подача визуальной информации прекратилась довольно давно, и мы не смогли выяснить, насколько быстро мозг перестроился, попав в такую ситуацию, — говорит г-н Дилкс. — Поэтому мы решили протестировать здоровых людей с нормальным зрением».

Исследователи воспользовались тем, что в каждом глазу человека есть слепое пятно — область сетчатки, которая не чувствительна к свету. Волонтерам демонстрировались прямоугольники различных размеров, изображения которых вплотную примыкали к слепому пятну; от испытуемых требовалось оценить высоту и ширину фигур. Как оказалось, для появления искажений достаточно было закрыть один глаз (при использовании обоих глаз слепые пятна незаметны) и подождать всего две секунды; после этого люди начинали воспринимать объекты удлиненными. Разрушались иллюзии с той же скоростью.

Многие специалисты считают, что такого рода эффекты сопровождаются изменениями в схеме соединения нейронов или образованием новых соединений. «Но эти искажения возникали слишком быстро; на структурные изменения просто не хватило бы времени, — объясняет Нэнси Кэнвишер (Nancy Kanwisher), коллега г-на Дилкса. — Мы считаем, что все задействованные соединения были проложены ранее, но до некоторых пор не использовались: мозг вводит их в эксплуатацию по мере необходимости».

Полная версия отчета опубликована в издании The Journal of Neuroscience.