Рисунок 1.

Прожектора внимания

Теперь давайте подробнее рассмотрим, что происходит внутри слоев колец, когда мы читаем одно слово на английском языке. Как будто по команде, огромное изображение слова, которое мы еще не можем разобрать должным образом, мелькает на самом большом верхнем уровне шатра прямо под глазами. Мы должны быстро перенести наше внимание, чтобы проследить за внезапно зажженными лучами нескольких прожекторов, которые только что были включены префронтальным блоком управления. Системы внимания мозга эквивалентны биологическим прожекторам: если не включить свет, больше ничего не произойдет. Но обратите внимание, что существуют различные виды прожекторов. Это нужно мозгу для того, чтобы иметь возможность выделять различные формы внимания для каждой из них из многих этапов или процессов, связанных с чтением. Мало кто когда-либо понимал, насколько центр внимания расходуется каждой функцией, которую мы выполняем, и что многочисленные его формы вступают в действие еще до того, как мы видим слово. Первые прожекторы, которые выполняют работу системы ориентации внимания, имеют три быстро выполняемых задания. Во-первых, они помогают нам отсоединиться от того, что мы первоначально посещали, что происходит в теменной доле нашей коры (т. е. в верхнем слое теленцефалона). Во-вторых, они помогают перенести наше внимание на то, что находится перед нами в данном случае, на конкретное слово вверху. Этот акт перемещения нашего зрительного внимания происходит в глубине нашего среднего мозга (т. е. в мезенцефалоне, или третем слое). В-третьих, они помогают сконцентрировать наше новое внимание и, таким образом, предупреждают всю цепь чтения, чтобы та подготовилась к действию. Последняя фокусировка внимания перед чтением происходит в специальной области под корой, которая функционирует как один из основных коммутаторов мозга: очень важный таламус, который находится в диэнцефалоне, или во втором слое, каждого полушария. Однако, для того чтобы начать реальное действие в цепи, нам все еще нужен еще один специфический набор прожекторов, организованный системой исполнительного внимания префронтальной коробки управления внутри обеих лобных долей. Эта критическая система управляет всем последующим в своего рода когнитивном рабочем пространстве. Среди прочего, она с самого начала удерживает нашу сенсорную информацию в оперативной памяти, чтобы мы могли интегрировать различные формы информации, которая там собирается, и не терять ее из виду – от решения математических задач «в голове» до запоминания цифр в номере телефона, букв в слове и слов в предложении. Существует чрезвычайно тесная связь между системой внимания и различными видами памяти.

Кольцо зрения

После предварительного направления нашего внимания происходит нечто поразительное – начинается то действие, которого мы так долго ждали! Сейчас из сетчатки быстро выезжают две группы велосипедистов на каждый глаз, состоящие из ярко одетых актеров на огромных одноколесных велосипедах. Эти группы собираются ехать на своих велосипедах по самым высоким и длинным проводам, которые пересекают всю длину мозга от сетчатки глаз до самой отдаленной точки в самых задних отделах головного мозга – затылочных долей.

Группы в каждом глазе начинают движение вместе, но быстро разделяются на X-образном пересечении, называемом оптическим хиазмом, которое достаточно уместно здесь назвать перекрестком железнодорожных путей. В этот момент четыре группы разделяются, по одному набору велосипедистов для каждого глаза, едущих противоположными путями через многочисленные слои головного мозга, чтобы достичь зрительных областей в задней части обоих полушарий. То, как они организованы, означает, что каждый глаз посылает одну группу своих велосипедистов в каждое полушарие. Это мастерская конструкция с большими эволюционными преимуществами. Подумайте: даже с одним глазом у нас есть два полушария, которые обеспечивают нам существенную визуальную информацию. Четыре группы велосипедистов должны сделать несколько остановок на пути, но они кажутся невозмутимыми, так как несут свою информацию с молниеносной скоростью. В течение 50 миллисекунд все они приходят со своими сообщениями в одну очень специфическую область в затылочных долях, называемую стриальной зрительной корой, которая получила свое название от полос, образованных ее шестью слоями чередующихся белого и серого вещества. После прибытия в четвертый слой этой кортикальной области велосипедисты разъезжаются веером (см. рис. 2).

Рисунок 2.

Внезапно все кольцо зрения в затылочных долях начинает вращаться очень быстро, и информация от велосипедистов моментально передается скоплениям крошечных шарообразных существ, которые выглядят неопределенно… ну, скажем, как маленькие глазки с ручками и ножками. Одна группа этих трудолюбивых шаров идентифицирует сообщение велосипедистов как набор «букв» и немедленно передает эту информацию соседним шарообразным существам в более глубоких областях коры головного мозга, которые сигнализируют, что они являются реальными и допустимыми буквами, другая группа быстро исследует особенности, из которых состоят буквы (например, линии, круги и диагонали) и идентифицирует их как хорошо известные английские буквы t+r+a+c+k+s. Казалось бы, почти сразу после того, как вторая группа узнала буквы в слове, что множественные действия выполняются другими командами специализированных нейронов, которые врываются в действие. Некоторые шары реагируют только на одиночные буквы, в то время как другие на буквенные образцы, встречающиеся в словах, такие как ack и tr в дорожках, другие определяют наиболее часто используемые, значимые части слов, называемые морфемами (например, префиксы и суффиксы, такие как множественное число окончания – s в нашем слове). Становится ясно, что каждая рабочая группа в этом кольце имеет свою собственную территориальную область и работает быстро и умело на этих весьма специфических кусочках визуальной информации. Мы не можем не заметить, что некоторые группы шаров выглядят безмятежно спокойными и неинтересными или, по крайней мере, неполноценными, с небольшим количеством активации после того, как мы видим наше слово. Некоторые из них идентифицируют только наиболее часто встречающиеся целые слова, такие как stop и the, и слова, часто называемые словами зрения, которые не нуждаются в дальнейшем анализе другими зрительными нейронами. Другие, очевидно, посвящены другим визуальным особенностям. Что не является очевидным, так это то, как велосипедисты находят с такой скоростью точные группы нейронных шаров, которые способны идентифицировать их конкретные кусочки визуальной информации. Наверное, неудивительно, что за этой загадкой скрывается еще один набор замечательных принципов дизайна в данном случае – ретинотопная организация и представление. (Ретинотопия (от греч. тбтто^, место) – это отображение визуального ввода от сетчатки к нейронам, особенно к этим нейронам в зрительном потоке. – Прим. перев.)