Ознакомительная версия. Доступно 17 страниц из 81
Ученые изучали этот процесс на животных путем стимуляции участков теменной коры, которые обычно заставляют выполнять движения. Но при временном отключении моторной коры животного с помощью химических веществ или изменения температуры стимуляция теменной коры больше не вызывала движений[125].
Все эти данные помогают понять, что происходило с пациенткой с непослушной рукой после перенесенного инсульта. Симптомы синдрома чужой руки удивляют и сбивают с толку по той причине, что движения пораженной руки кажутся намеренными, но эти намерения как бы исходят не от того человека, которому принадлежит рука. Последствия инсульта у той женщины казались бы менее странными, если бы рука была парализована, ослаблена или совершала судорожные движения. Но движения руки были координированы и точны в преследовании определенной цели – в данном случае носового платка.
Теменная кора сопоставляет и связывает информацию о цели возможных действий, однако вызвать физическое движение она может только при помощи моторной коры. При поражении правой части теменной коры правая часть моторной коры не получает должной информации о преднамеренных движениях в пространстве. История другого пациента позволяет предположить, что при синдроме чужой руки моторная кора ведет себя неправильно[126]. Без контроля над намеренными движениями со стороны теменной коры правая моторная кора может получать неполную информацию из других частей мозга и запускать неправильные действия. Наша пациентка намеревалась взять платок правой рукой, и ее левая теменная кора отправляла правильный сигнал левой моторной коре, вызывая движения правой руки. Однако ее правая моторная кора, лишенная контроля со стороны поврежденной правой теменной коры, следовала тем же инструкциям, заставляя левую руку тоже хвататься за платок. В результате произошла война намерений между двумя руками, контролируемыми двумя полушариями мозга: одна функционировала так, как следует, а другая вышла из повиновения.
Особенности карт и зон моторной и теменной коры наводят на несколько мыслей. Отображение движения мозгом осуществляется в соответствии с рядом параметров: в зависимости от типа движения, задействованных частей тела и места в пространстве, в котором происходит движение к чему-то или от чего-то. Увеличение на картах указывает на особую важность ключевых частей тела, таких как кисти рук, которые мы чаще всего используем для реализации намерений. Кроме того, двигательные карты показывают, насколько велико значение цели любого действия. Движение производится с какой-то целью – ухватить желаемый предмет, справиться с врагом или достичь точки назначения, и от результата может зависеть выживание. Все остальное – системы координат, координация и бесконечные вычисления – просто встроено в карты и функционирует тихо и незаметно, обеспечивая возможность каждого нашего действия.
Формируются ли наши двигательные карты по той причине, что мы движемся определенным образом, или мы движемся определенным образом, поскольку у нас уже существуют двигательные карты? Или, если ставить вопрос шире: наши карты формируют нас или это мы формируем карты? Ответы на эти вопросы выявляют значение раннего жизненного опыта и среды в развитии мозга и искажении его карт. Этот опыт может иметь как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья человека и его способности воспринимать или двигаться на протяжении всей жизни.
7 Составление карт: как карты развиваются и адаптируются
К арты вашего мозга начали формироваться тогда, когда вы были всего лишь группой клеток, которые складывались, как мокрое оригами. Клетки делились, перемещались, группировались и приобретали свои характерные особенности в качестве предшественников разных частей тела, обладателем которых вы стали в один прекрасный день. Зарождающийся мозг формировался на верхушке зарождавшегося спинного мозга. Закладывались структуры нервной системы. Новорожденные клетки покидали родное гнездо и отправлялись к тем участкам, которые впоследствии становились их домом. В результате их перемещения были заложены основы зон будущего мозга и определились относительные размеры и расположение таких областей, как V1, с первыми признаками, характерными для мозга человека, а не черепахи или кита. В этом теплом и темном исходном вареве клетки ориентировались так же, как бактерии движутся к источнику пищи или сперматозоид стремится к неоплодотворенной яйцеклетке, – ощущая химические вещества, которые их привлекают, и продвигаясь к их источнику. Все эти клетки вместе исполняли сложную хореографическую постановку, задуманную генами.
Как только нейроны поселились в своих новых домах, они выпустили побеги аксонов, смело и слепо устремившихся к невидимым мишеням. Движение аксонов тоже направлялось химическими веществами, которые выделялись из важнейших точек крошечного шарика-мозга и либо притягивали, либо отталкивали аксоны. Аксоны действовали весьма разборчиво и искали правильное сочетание химических веществ, указывавшее им точную целевую локализацию в развивающемся мозге. Среди этих пилигримов были аксоны, которые двигались от будущего глаза к будущему таламусу – важной области мозга, расположенной под покровом коры. Градиенты химических веществ обеспечивали необходимую информацию, чтобы аксоны соседних клеток сетчатки в обоих развивающихся глазах прибыли к соседним клеткам в той части таламуса, которая позднее стала отвечать за зрение. В свою очередь, соседние клетки в зрительной области таламуса выпустили аксоны, которые направились в будущую зону V1 и там образовали связи с соседними клетками. За счет этого паттерна связей карта сетчатки была воссоздана в таламусе, а также в области V1. В зарождающихся отделах мозга одновременно происходило много подобных перемещений. И что в результате? Еще до появления функциональных глаз ваш “протомозг” уже имел структурную основу зрительной карты в области V1, а также многие другие карты[127].
Когда аксоны из развивающегося таламуса достигли своих мишеней в коре мозга, они впервые принесли в кору сигналы от чувствительных рецепторов глаз, ушей, языка и кожи. Информации в них было мало. Амниотическая среда перекрывала путь многим сигналам из внешнего мира. Но когда в мозге были заложены основы карт чувств, функцию руководства взяло на себя тело. Клетки развивающейся сетчатки глаз начали производить медленные спонтанные волны нейронной активности[128]. По сравнению с обычной скоростью активности мозга эти волны были заторможенными и происходили лишь один раз за одну или две минуты. Поскольку клетки сетчатки соединялись с соседними клетками таламуса, которые, в свою очередь, были связаны с соседними клетками в области V1, волны активности из сетчатки естественным образом распространялись по этим связям и создавали параллельные волны в зрительной области таламуса и в области V1. Параллельные и почти синхронные волны в зрительных областях уточняли зрительные карты и усиливали связь между ними – и все это было еще до того, как у вас открылись глаза.
Слуховые карты формируются аналогичным образом. Временная структура в улитке плода запускает спонтанные волны активности в звуковых рецепторах, которые направляют волны в слуховую зону таламуса, а затем на карту
Ознакомительная версия. Доступно 17 страниц из 81
