Как мы видим то, что видим
Шрифт:
Глаза людей на портретах смотрят задумчиво, строго, весело, лукаво... Мы не замечаем их неподвижности, как не замечаем и того, что наши собственные глаза все время в движении. Я имею в виду не те «обходы», которыми глаз выделяет наиболее информативные части картинки. Есть иные движения, они не подчиняются нашей воле, и управлять ими невозможно. Не удастся их и остановить, как ни старайся уставить взор в одну точку.
Мышцы не в состоянии удерживать глазное яблоко в полном покое. Более того, их задача как раз обратная: обеспечить непрерывные микродвижения.
Во-первых, тремор, при котором глаз подергивается с частотой около 100 герц (100
Во-вторых, существует дрейф – медленные плавные смещения взора: в угловых мерах – от трех до тридцати минут.
В-третьих, периоды дрейфа сменяются небольшими скачками – микросаккадами. Взгляд «плывет» – и вдруг рывком перебрасывается чуть в сторону, где опять начинается дрейф. Эти движения также невелики по амплитуде, они того же порядка, что и дрейф, так что точка, спроецированная в центральную ямку сетчатки, даже при самом большом микросаккадическом скачке не выйдет за ее пределы.
Рис. 38. Наши глаза все время в движении: зигзагообразные линии – дрейф, прямые линии – быстрые саккадические скачки. На их время глаз слепнет!
И наконец, четыре раза в секунду глаз совершает незаметный со стороны большой саккадический прыжок (опять оговорюсь что цифра средняя: промежутки между этими скачками бывают от трех сотых секунды до двух секунд: эмоции и внимание делают свое дело).
Зачем все эти движения? И перед электронным осциллографом усаживаются студенты (любимый испытательный объект всех физиологов). На экране луч чертит прямую линию, а на ней пульсирует острый выброс, словно горная вершина в чистом поле. Ее видят все, кроме «автора». Ученый, проводящий опыт, подключил к мышцам его глаза токоотводящие электроды – наклеил в нужных местах на кожу тонкие проволочки.
Каждое сокращение мышечных волокон, вызывающих саккадическое движение, – это еще и выработанный ими электрический сигнал. Таково свойство всех мышц. Проволочки уловят сигнал, передают на усилитель, и на экране появляется горная вершина. А человек, по чьей милости она появилась, ее не замечает. И убедить его в том, что она существует, нет никакой возможности. «Перестаньте меня разыгрывать!» – сердится он.
Выходит, в момент саккадического движения мы слепы? К чему человеку, да и хотя бы той же кошке, по нескольку раз в секунду слепнуть?
Клетки НКТ дали ответ. Два наружных коленчатых тела – по одному в каждом полушарии – стоят на пути зрительных сигналов от сетчатки к затылочным областям коры больших полушарий. Существовало когда-то мнение, что НКТ – своего рода усилительная станция, наподобие тех, которые взбадривают сигналы в трансокеанских кабелях. Вещь, конечно, вероятная, только почему другие нервные цепи лишены таких станций? Рождается тогда иная гипотеза: НКТ не усиливает, а только регулирует силу сигналов, почему, мол, и работает зрительная система при изменениях освещенности в сто миллионов раз. Но гипотезу выдвинули до того, как стала ясна роль клеток сетчатки, промежуточных между фоторецепторами и ганглиозными клетками, а как только
Рис. 39. С помощью полей, выделяющих границы между перепадами яркостей, и «просеивания» картинки сквозь «сита» НКТ мы за время между саккадическими скачками видим то, что видим
Действительно, когда микроэлектрод, с помощью которого отводят сигналы нейронов, опускается сюда, в НКТ, исследователь видит круглые поля с «он»- и «офф»-центром и противоположно действующей периферией. Такие же, как на выходе ганглиозных клеток. Повторение? Нет, природа такими вещами не занимается...
– Опыты были довольно хитрыми, но главное не в методике, а в результате, – сказал мне в Лаборатории доктор биологических наук Никита Филиппович Подвигин. – А он таков: мы доказали, что переданный по зрительному нерву в НКТ «экран» из круглых «он»- и «офф»-полей превращается там в пульсирующий. Идут эти пульсации с частотой саккадических подергиваний глазного яблока.
Вот как это происходит (на картинке изображена условная интерпретация процесса, результат которого – предстающий взору слон). Сразу же после скачка диаметр каждого поля весьма велик. Потом они начинают уменьшаться, и через 0,04 – 0,07 секунды стягиваются в маленькие точки. Площадь поля сокращается иногда в 250 раз. «Булавочные головки» существуют еще несколько сотых долей секунды и вдруг очень быстро возрастают в диаметре, увеличиваются, увеличиваются, пока границы их не станут расплывчатыми, неопределенно большими. И зрение больше ничего не передает в высшие отделы мозга до следующего скачка.
Поля нейронов НКТ, так же как поля ганглиозных клеток сетчатки, способны выделять контуры или во всяком случае границы между светлыми и темными участками изображения. Следовательно, в первый момент после саккады «экран» НКТ способен передать в высшие отделы только очень грубые сведения, пригодные для опознания самых общих очертаний этих границ.
Потом только, по мере стягивания полей, в образе «прорезаются» детали, которые становятся все более мелкими. А когда из картинки извлечен максимум сведений, восприятие прекращается потому, что поля распадаются, расплываются до следующего саккадического движения. В промежутке между скачками, судя по всему, зрительная кора перерабатывает данные, полученные из НКТ. А затем – новый круг анализа.
Цикличность восприятия вполне аналогична цикличности работы любого компьютера. Чтобы принять новую информацию, старая вычищается из кратковременной памяти при очередном скачке, свежие данные не путаются с предыдущими. Во время скачка смотреть не нужно, чтобы изображение не дергалось, вот глаз и слепнет. Честное слово, не перестаешь восхищаться фантастической продуманностью (если только это слово можно отнести к природе) схемы действия зрительного аппарата!
Чрезвычайно важная подробность: степень стягивания полей «экрана» НКТ зависит от освещенности сетчатки, от общего потока света. При тусклой лампочке в коммунальном коридоре зрение принципиально не в состоянии различить мелкие детали обстановки: поля слишком крупны, и пыль на полу вроде бы и не существует. А если ввернуть поярче?