Пожалуй, стоит сделать паузу и рассмотреть некоторые детали исследования, проведенного Мишкиным и Ангерлейдером, поскольку оно представляет отправную точку для рассмотрения различий в функциях систем верхнего и нижнего отделов мозга. Ученые обучали обезьян выполнять два задания. В первом задании обезьяны должны были научиться распознавать, в сосуде какой из двух форм спрятано немного еды. Сосуды представляли собой трехмерные объекты (например, полосатый призматический блок), в которых были спрятаны небольшие чашки. В одной из чашек находилось лакомство. Каждый раз объекты произвольно перемешивали, но еда была спрятана всегда в форме одной и той же конфигурации, поэтому животным необходимо было научиться распознавать ее, чтобы найти пищу.
Во втором задании оба объекта представляли собой идентичные серые плакаты; в обоих плакатах были спрятаны маленькие чашки, в одной из них находилась пища. Рядом с плакатом, за которым была спрятана еда, располагался небольшой цилиндр. Каждый раз местоположение цилиндра случайным образом меняли так, чтобы он был ближе к одному из плакатов — но еда всегда была под тем плакатом, рядом с которым лежал цилиндр. Обезьянам необходимо было научиться узнавать, какой плакат ближе к цилиндру, чтобы найти еду.
Иначе говоря, одна задача требовала умения распознавать форму, а другая — умения распознавать относительное местоположение объектов.
После того как каждое из животных научалось справляться с этими двумя заданиями, часть их мозга удаляли хирургическим путем. У одних животных удаляли часть нижней коры (нижнюю часть височной доли), а у других — участок верхней коры (заднюю часть теменной доли). Результаты этих операций были поразительными. Обезьяны, у которых удалили часть нижнего мозга, не могли выполнить задание, связанное с распознаванием формы (и их нельзя было научить этому), но они по-прежнему хорошо справлялись с заданием на определение местоположения. У тех животных, которым удалили часть верхних отделов мозга, наблюдались прямо противоположные трудности: они не были способны распознать местоположение, но прекрасно распознавали форму.
Многие последующие исследования с использованием нейровизуализации активности мозга, проводившиеся на людях, выполнявших аналогичные задания, привели к аналогичному выводу: височные доли (нижний мозг) играют ключевую роль в зрительном распознавании — понимании того, что мы видели данный объект раньше, что он знаком нам (я знаю эту кошку); в то время как теменные доли (верхний мозг) играют ключевую роль в оценке пространственных отношений (например: этот объект находится слева от того).
Теория когнитивных режимов базируется на организации мозга в виде двух «этажей» — верхнего и нижнего.
Эти процессы начинаются в относительной близости от тех областей, куда нейронные связи доставляют информацию от глаз и ушей, но обработка тем не заканчивается. Информация об объекте и его расположении передается в другие области мозга, которые по-своему обрабатывают ее. Исследователи показали, что верхний и нижний отделы мозга играют неодинаковые роли в таких разнообразных функциях, как память, внимание, принятие решений, планирование и эмоции.
Например, Фрейзер Уилсон, Сеамас Скаладе и Патрисия Голдман-Ракич, работающие в Йельском университете, сообщили о результатах своих новаторских исследований в 1993 году в журнале Science. Как Мишкин и Ангерлейдер, они обучали обезьян выполнять задания, но вместо удаления части их мозга эти исследователи помещали в него микроэлектроды. Это позволяло контролировать активность отдельных нейронов, в то время как обезьяна пытается ненадолго удержать в памяти местоположение на экране объектов разных форм и принять относительно них некоторое решение. Решения о местоположении объектов были всегда связаны с активностью нейронов в верхнем мозге (в частности, в верхней части лобных долей), а решения относительно самих объектов сопровождались активацией нейронов в нижнем мозге (в нижней части лобных долей).
На рисунке ниже отражены результаты экспериментов, проведенных как на обезьянах, так и на людях, которые показали, что нервные пути, ведущие от затылочной доли, не останавливаются в теменной или височной доле, а идут к верхней и нижней частям лобной доли соответственно.
.[3].
Кроме этого — и это особенно важно для защищаемой нами теории, — обсуждаемые исследования показали, что системы верхнего и нижнего мозга имеют свою специфическую внутреннюю организацию, что позволяет составляющим их зонам быстрее взаимодействовать и работать вместе.
Системы двух частей мозга
Не забывая о системах, давайте для начала вкратце рассмотрим функции четырех долей коры мозга и их взаимодействие в рамках нижней и верхней систем. Углубимся же мы в этот вопрос позже, описывая научный фундамент нашей теории.
Затылочные доли (часть нижнего мозга) занимаются исключительно обработкой поступающей от глаз зрительной информации, а ключевые части височных долей (тоже отнесенные к нижнему мозгу) обрабатывают слуховую информацию. Эти отделы коры организуют сигналы, несущие информацию от органов чувств, отфильтровывают шум от сигналов, а затем передают эти сигналы дальше в мозг.
Как показали Ангерлейдер и Мишкин, а кроме них и множество других исследователей, некоторые части височных долей связаны с памятью на формы и звуки. Таким образом, сигналы, поступающие от глаз и ушей, в конечном счете получают доступ к соответствующим представлениям об объектах, как ключ к замку. Эта информация от глаз и ушей, кроме того, передается в нижние части лобных долей, которые с помощью многочисленных нейронных связей тесно взаимодействуют с височными и затылочными долями. Нижние части лобных долей обрабатывают эмоциональные воспоминания.
В общем, нижняя часть коры занимается в основном обработкой информации, поступающей от органов чувств, и ее использованием для активации воспоминаний о соответствующих сенсорному входу объектах и событиях. Например, когда вы видите лицо подруги в море чужих лиц, вы узнаете его, потому что зрительная информация действует как ключ, открывающий ячейку памяти о вашей подруге. Благодаря активации данных памяти вы узнаете о вещах, не данных непосредственно в опыте, например, что она любит капучино, имеет большой опыт работы в вашей отрасли и часто дает хорошие советы.
Знание о том, что вы видите или слышите, лишь иногда является самоцелью (например, когда вы смотрите телевизор), но это отнюдь не частая ситуация. Обычно мы хотим знать, что происходит вокруг нас, потому что это помогает постановке и достижению целей. Например, вы можете попросить свою подругу встретиться с вами в любимом кафе, чтобы выпить чашку капучино, и попробовать спросить у нее совет по поводу имеющейся у вас на работе проблемы.
