Что наша жизнь? Одно безумье!

Одна иллюзия она,

Она лишь тень, мечты созданье,

И в ней великое ничтожно.

Вся наша жизнь лишь сновиденье,

И сновиденья также сон [4].

ПЕДРО КАЛЬДЕРОН ДЕ ЛА БАРКА.

ЖИЗНЬ ЕСТЬ СОН (1630)

Человек в буквальном смысле живет в иллюзии. Мы «конструируем» собственную реальность, интерпретируя информацию, которую получаем из окружающего мира. Это автоматический, бессознательный процесс: мы не замечаем, что наш мозг это делает, и не знаем, какие стратегии он использует, чтобы представить нам столь уютно предсказуемую реальность. Трудно смириться с тем, что мы всего лишь воображаем себе все, что видим, и опираемся на ограниченную информацию, чтобы систематически предвосхищать, что будет дальше. А если такое описание реальности звучит как научная фантастика, это потому, что наши умозаключения, основанные на предыдущем опыте, обычно весьма точны и надежны и именно они в конечном итоге формируют нашу реальность.

Наши органы чувств всего лишь инструменты, которые получают внешние сигналы и передают их в мозг, единственный орган, который на самом деле видит, слышит, осязает и ощущает вкус. Ведь, хотя мы и воспринимаем внешние раздражители с помощью органов чувств, свет и цвет существуют не в наших глазах, тактильное восприятие — не в пальцах, вкус — не во рту, а шум города — не в ушах. За создание реальности отвечает наш мозг. Получая неполные данные из окружающего мира, используя контекст и собственный «каталог», мозг заполняет и «укомплектовывает» образы, формирует эмоции, реконструирует воспоминания, приходит к решениям и классифицирует людей.

То есть, добавляя детали и заполняя пробелы, мозг приходит к убедительным, близким к реальности догадкам. Но иногда догадки оказываются неверными, и возникают иллюзии (оптические, зрительные и когнитивные), ложные воспоминания, предвзятость и когнитивные искажения. Именно такие иллюзии и искажения доказывают, что мозг применяет чрезвычайно сложные стратегии, исходя из крайне малого объема информации (см. рис. 2.1). Мозг обязан использовать эти стратегии — «срезать углы», — чтобы быть эффективным. Срезать углы — быстрее и проще, чем воспроизводить реальность с абсолютной точностью [1].

Рис. 2.1. Иллюзия Ястрова. Считается, что эту геометрическую иллюзию придумал в 1891 г. Йозеф Ястров, однако впервые ее описал немецкий психолог Франц Мюллер-Лайер в 1889 г. Ястров, уроженец Варшавы, стал первым доктором психологии в США: он основал факультет психологии в Висконсинском университете. Фигуры A и Б одинаковые. В этом легко убедиться, если скопировать их на лист бумаги и наложить друг на друга. Однако мы воспринимаем их как разные и ничего не можем с этим поделать. Нижняя фигура кажется длиннее — возможно, потому, что ее длинная сторона находится рядом с короткой стороной верхней фигуры. Прикидывая площадь фигур, мы неизбежно учитываем длину линий, из которых они составлены, и это различие в длине влияет на наше восприятие. Сам Ястров сформулировал это так: «Наши суждения относительны, даже когда мы искренне стремимся судить объективно». Источник: Ястров, «Исследования лаборатории экспериментальной психологии Висконсинского университета» (Studies from the Laboratory of Experimental Psychology of the University of Wisconsin), с. 397

Как было сказано в первой главе, фокусы воздействуют на мозг в первую очередь через зрение человека. Ловкий трюк фокусника отпечатывается у нас на сетчатке и передается в зрительную систему, где мозг осмысливает его, упуская в этом процессе критически важную часть информации, и в итоге приходит к неверному выводу. Как это происходит? Как фокусник обманывает нашу зрительную систему? Чтобы понять это, нам потребуется немного разобраться в анатомии мозга.

Мозг состоит из структур, образованных нервной тканью:

• кора головного мозга — студенистый внешний слой толщиной от 3 до 5 миллиметров;

• подкорковые структуры — таламус, гипоталамус, миндалина, базальные ядра и другие;

• мозжечок и ствол головного мозга.

Кора — одна из самых плотных частей мозга, ее составляют около 16 миллиардов нейронов. Кора имеет форму двух симметричных полушарий со складчатой поверхностью — левого и правого. Благодаря гребням и бороздам складок площадь коры достигает почти целого квадратного метра без существенного увеличения объема мозга в целом. Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной (см. рис. 2.2).

В передней части лобной доли находится префронтальная кора, наш большой «оперативный центр». Именно эта область отвечает за контроль над мыслями и принятие решений и позволяет нам планировать свои действия. Теменная доля служит важным центром интеграции двигательных и сенсорных стимулов. Височная доля, в глубине которой расположены гиппокамп и миндалина, отвечает за формирование памяти, ориентацию в пространстве, управление эмоциями и другие функции. Наконец, затылочная доля — это область, где интегрируется вся информация, которую мы получаем через зрительный путь.

Рис. 2.2. Доли коры головного мозга и мозжечок, вид сбоку

Кора головного мозга связана со множеством расположенных под ней подкорковых структур. В частности, в эту группу разнообразных глубоких ядер входят таламус и гипоталамус промежуточного мозга, миндалина и связанные с ним лимбические структуры, а также базальные ганглии. Они играют ключевую роль в обеспечении когнитивных, аффективных и социальных функций человека, участвуя в сложных процессах, относящихся к памяти, эмоциям, привязанности и чувству удовольствия.

Мозжечок — это структура, очень похожая на мозг в миниатюре. Он содержит 70% всех нейронов мозга и участвует в регуляции движений, поддержании позы и ходьбе. Мозжечок также играет ключевую роль в имплицитном (то есть не требующем осознания) обучении и памяти; с ним связаны некоторые когнитивные процессы и формы социального поведения — как приобретенные, так и автоматические. В ходе знакомства с мозгом мы поговорим обо всех этих областях, однако основное внимание уделим коре, так как именно она играет главную роль в человеческом познании.

Мозг состоит из клеток трех основных типов: нейроны, глиальные клетки и эндотелиальные клетки. Глиальные, помимо прочих функций, регулируют межнейронные связи. Эндотелиальные обеспечивают работу кровеносной сети мозга, которая доставляет к нему кислород и питательные вещества, а также выводит отходы. Принято считать, что нейроны отвечают за передачу и управление информацией — как поступающей извне, так и вырабатываемой самим мозгом.

Все нейроны, которых в мозге около 85 миллиардов, имеют одинаковую структуру: тело клетки, один аксон и дендриты (см. рис. 2.3). Информация передается в форме электрического импульса, который распространяется по аксону нейрона. Аксон обычно покрыт миелиновой оболочкой, которая электрически изолирует мембрану аксона и позволяет эффективнее передавать импульс на дендриты другого нейрона. Многочисленные, как ветви дерева, дендриты позволяют максимально эффективно интегрировать информацию из разных источников.

Электрический сигнал распространяется по поверхности нейронных мембран посредством сложного процесса ионного обмена между внутренней и внешней сторонами мембран. Скорость передачи сигнала достигает более 500 километров в час, а в течение секунды могут генерироваться сотни электрических импульсов.

Рис. 2.3. Стандартное изображение нейрона, показывающее его функциональные компоненты

Если передача информации по нейрону имеет электрическую природу, то информация между нейронами, как правило, передается путем химической сигнализации. Нейроны взаимодействуют друг с другом с помощью так называемых синаптических связей, которые находятся в промежутках между нейронами. Здесь электрический сигнал, передаваемый по мембране, преобразуется в химическую информацию и приводит к выделению особых веществ — нейромедиаторов [5]. К ним относятся, например, глутамат, норадреналин, дофамин, серотонин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Нейромедиаторы играют такую важную роль во взаимодействии между нейронами и, следовательно, в работе мозга, что эффект многих психоактивных препаратов достигается именно за счет модуляции их действия. Большинство синапсов химические, но есть и чисто электрические, и у них скорость передачи информации гораздо выше.

Взаимодействующие нейроны объединяются.

ДОНАЛЬД ХЕББ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОВЕДЕНИЯ (1949)

Еще в 1949 г. Дональд Хебб заметил: при одновременной активации нейронов связь между ними укрепляется, что свидетельствует о кодировании ими схожей информации. Эта модель совместной организации лежит в основе концепции биологических нейронных сетей — функциональных связей между группами нейронов, которые работают совместно и обладают динамикой, изменяясь со временем.

Когда мы учимся или переживаем что-либо, нейроны создают, изменяют или разрывают синаптические связи с другими нейронами. Именно способность этих связей к изменению обеспечивает функциональную пластичность мозга. Одни синаптические связи неустойчивы и недолговечны, а другие стабильны и не слабеют со временем, например те, которые хранят наши знания или воспоминания. Долговременная память, как мы увидим в главе 8, требует определенной стабильности, чтобы некоторые воспоминания сохранялись на всю жизнь. Однако, хотя это может показаться противоречием, пластичность необходима также и для того, чтобы мы могли забывать и создавать новые воспоминания.

Другими словами, прочные связи обеспечивают долговечность воспоминаний; а разрывы связей помогают забывать и дают возможность для кодирования новых воспоминаний с помощью новых связей. Во многих случаях обращение к воспоминаниям приводит к реконструкции фактов; сегодня считается, что при такой реконструкции возникает новая синаптическая конфигурация.

Предполагается, что изменения, разрывы и адаптация синаптических связей происходят непрерывно: каждое утро мы просыпаемся с мозгом, который анатомически — то есть структурно — отличается от своей вчерашней версии. Ведь именно во время сна происходит консолидация (то есть закрепление и переход в долговременную форму) воспоминаний и одновременно отсеивается значительная часть полученной за день информации.

Именно поэтому мозг каждого человека считается уникальным. Мозг воплощает индивидуальный способ нашего взаимодействия с миром, соединяя генетические предрасположенности с особенностями организации, сформированными личным опытом. Нейронные связи у каждого человека настолько своеобразны, что некоторые ученые даже считают, что наша подлинная индивидуальность определяется не столько генами, сколько нейронными связями, то есть нашей уникальной «нейронной проводкой».

В то время как клетки эпидермиса кожи постоянно делятся, чтобы обеспечить себе замену в случае травмы, нейроны обновляются редко: они рождаются и умирают вместе с нами. Такое постоянство помогает сохранять информацию — опыт, который в конечном счете формирует нашу личность, — на протяжении всей жизни. В противном случае с каждым делением нейронов мы начинали бы с чистого листа.

С момента публикации работ нейробиолога и лауреата Нобелевской премии Сантьяго Рамона-и-Кахаля человеческий мозг принято представлять как огромную сеть из взаимосвязанных элементов. Цепочки и контуры мозга основаны на отношениях, которые нейроны устанавливают друг с другом посредством миллиардов синаптических связей независимо от того, работают эти связи или нет.

Как мы уже упоминали, сети и цепи — это динамические образования. Их функциональные структуры образованы группами нейронов, которые работают согласованно. Они строятся по модульному принципу, так как каждая сеть предназначена для анализа информации определенного типа, и, как правило, организованы по принципу иерархии, поскольку этот анализ становится все более и более сложным. Кроме того, существует несколько очень больших сетей: зрительная, слуховая, соматомоторная, лимбическая, лобно-теменная и другие.

Некоторые из этих сетей более стабильны и влиятельны, чем другие. Такова, например, «сеть пассивного режима работы мозга», или «состояние покоя». Это сеть, связанная с состоянием покоя и высшими когнитивными функциями, такими как мысли и внутренние состояния ума. Она остается активной, даже когда внешние стимулы или внутренние психические задачи не обрабатываются. Эта сеть позволяет с полным основанием утверждать, что мозг не отдыхает никогда.

Примерно треть мозга участвует в обработке зрительных сигналов: интерпретации цветов, обнаружении контуров и движений, определении глубины и расстояний, идентификации объектов, распознавании лиц и т.п. Наши глаза получают информацию о внешнем мире в виде потока фотонов. В сетчатке фотоны преобразуются в электрические сигналы, которые по зрительному нерву передаются в мозг. Вся эта электрическая информация обрабатывается в основном в затылочной доле; в этом процессе задействовано более трети коры головного мозга.

Мы живем в визуально насыщенном мире, и обработка этой информации — первая задача, с которой сталкивается наш мозг. Сетчатка одного глаза содержит более 100 миллионов фоторецепторов, которые принимают огромный поток информации — как если бы мы одновременно смотрели несколько фильмов с диалогами и саундтреком! Но, конечно же, обрабатывать такой объем информации полностью невозможно. Поэтому мозг научился отбирать и фильтровать то, что мы видим.

Так что в действительности мы собираем и используем очень малую часть информации о мире. Но даже при такой ограниченной информации изощренный механизм построения умозаключений и декодирования позволяет нам создавать иллюзию реальности, о которой идет речь с самого начала этой книги. Рассмотрим процессы, благодаря которым это возможно.

Сетчатка выстилает внутреннюю поверхность глаза и содержит миллионы фоторецепторов — особых нейронных рецепторов, которые специализируются на улавливании фотонов и передаче информации по цепочкам нейронов внутри глаза, которые сходятся к ганглионарным клеткам.

Рис. 2.4a. Демонстрация заполнения. Мы видим крестик и кружок. Если поместить книгу на расстоянии около 30 сантиметров от глаз и закрыть левый глаз, а правым смотреть прямо на крестик и медленно двигать книгу вперед и назад, в какой-то момент кружок «исчезнет», и мы будем видеть только непрерывный узор в полоску. Это происходит в тот момент, когда изображение круга точно совпадает со слепым пятном сетчатки

Аксоны ганглионарных нейронов образуют зрительный нерв и служат единственным средством связи между сетчаткой и мозгом. Передача информации по нему — первый из серьезных ограничивающих факторов, влияющих на то, как мы в итоге интерпретируем любое изображение. Считается, что из огромного потока информации, которую глаз получает каждую секунду, в мозг передается всего один мегабайт в секунду (1 МБ/с, или 0,0014% от общего объема). Таким образом, скорость передачи данных по зрительному нерву примерно такая же, как у сети Ethernet.

В том месте сетчатки, где начинается зрительный нерв, — так называемом слепом пятне — рецепторы отсутствуют. Соответственно, мы ничего не должны видеть в этой точке — однако мы даже не догадываемся, что слепое пятно существует, поскольку мозг заполняет пробел, усредняя данные, получаемые из непосредственно примыкающих областей. Это явление можно назвать заполнением (см. рис. 2.4a).

Рис. 2.4b. Демонстрация дополнения. Если зафиксировать взгляд на центре картинки, то через несколько секунд вся сетка станет казаться такой же однородной, как сетка в центре. Бессознательный процесс дополняет слабо детализированные периферические участки правильной структурой из центральной части картинки. Изображение используется с разрешения автора, Рёта Канаи

Кроме того, существует и дополнение, когда информация, принимаемая очень специфической областью сетчатки, которая расположена рядом со слепым пятном и называется «центральная ямка», экстраполируется на периферические области поля зрения (см. рис. 2.4b). Центральная ямка обеспечивает нам острое зрение.

Дополнение происходит, когда изображения, воспринимаемые центральной ямкой и периферией сетчатки, практически совпадают друг с другом. Такая иллюзия однородности — явление, при котором стимулы, поступающие от периферии, дополняются информацией из центра, — подтверждена для целого ряда различных зрительных характеристик, включая форму, ориентацию, движение, яркость (световой поток, падающий на поверхность, пересекающий ее или выходящий из источника), узор и идентичность [2].

В сетчатке человеческого глаза имеются фоторецепторы двух типов: палочки и колбочки. Палочек среди них гораздо больше (около 100 миллионов), и они распределены по всей периферии. Колбочки не так многочисленны (около 6 миллионов), и их плотность максимальна в центральной ямке, которая занимает не более двух процентов от общей поверхности сетчатки и обеспечивает нам острое зрение.

Палочки и колбочки обладают совершенно разной чувствительностью к свету и в определенном смысле дополняют друг друга. Палочки реагируют, даже если на мембрану клетки попадает всего один фотон. Но когда интенсивность освещения немного возрастает, они мгновенно адаптируются и перестают как-либо отвечать.

Благодаря палочкам мы неплохо видим в сумерках, в серой гамме и при отсутствии цвета, но для дневного зрения они бесполезны. Колбочкам, наоборот, нужен гораздо более интенсивный световой поток. Они активируются лишь при одновременном поступлении тысяч фотонов.

Существует три типа колбочек, каждый из которых «настроен» на свой диапазон длины волн, что примерно соответствует нашему восприятию красного, зеленого и синего цветов. Широкий спектр цветов, которые мы различаем, отражает сочетание сигналов от колбочек этих трех типов в разных пропорциях.

Колбочки позволяют нам хорошо видеть днем; ночью же или в условиях недостаточной освещенности они неактивны. Именно поэтому так опасно идти или ехать по плохо освещенной дороге на рассвете или в сумерках. В таких условиях палочки не реагируют, потому что адаптировались к текущему освещению, а колбочки тоже не реагируют, потому что для них слишком мало света. В результате возникают опасные зоны функциональной слепоты.

Эта особенность палочек и колбочек — одна из важных причин, по которым фокусники иногда предпочитают выступать в полумраке. Незаметно для нас слабое освещение способствует маскировке и снижает привычную четкость зрения.

Как уже было сказано, мы отбираем и воспринимаем лишь малую часть поступающей информации. Более того, то, что сетчатка передает в мозг, не является точным отражением реальности. Скорее, это информация, обработанная таким образом, чтобы подчеркнуть границы, отличия и контрасты. Далее различные части мозга используют эти элементы, чтобы поэтапно выстроить изображение. Так что на самом деле видит именно мозг, а не глаза.

Мы описали в общих чертах нервную и зрительную системы, а теперь расскажем, как художники помогли ученым понять принципы обработки зрительной информации. Казалось бы, что общего между нейронаукой и искусством? Но, взглянув на мир глазами художника, мы можем лучше понять мозг. Ведь в некотором смысле работа художника не так уж сильно отличается от работы нейробиолога (или фокусника), и во многих отношениях у нас больше общего, чем различного.

Тысячелетиями художники создают на неподвижной двухмерной основе, например на каменной стене или холсте, изображения, проецирующие их восприятие окружающего мира. Для этого они изобретают индивидуальный язык, собственную «грамматику», основанную на сочетании узоров и форм, цветов и яркости. Нейробиологи же действуют наоборот: они пытаются установить, по каким правилам работает мозг, то есть понять, какую внутреннюю «грамматику» мозг использует, когда выстраивает «субъективную реальность» на основе зрительной информации об окружающем мире. При этом мозг, как и живописец, имеет в своем распоряжении только последовательность двухмерных изображений, которые в непрерывном режиме проецируются на сетчатку, будто на своеобразный холст. Таким образом, и художники, и нейробиологи, изучая влияние таких элементов, как перспектива, цвет, форма, движение и контраст, как бы смотрятся в воображаемое зеркало, стремясь лучше понять, как мы видим мир.

Одно из первых открытий, которое сделали и художники в своих работах, и ученые в лабораториях, связано с восприятием формы (правда, ученые пришли к нему на сорок тысяч лет позже, чем художники).

Уже первые художники — те, кто рисовал животных и сцены охоты на стенах пещер, — понимали, что достаточно нарисовать «границы» предмета, чтобы создать яркий жизненный образ. Это возможно благодаря тому, что клетки сетчатки распознают основные зоны на изображении по резкому локальному изменению количества отраженного или излучаемого света. Общее название для таких резких переходов — контраст, и чаще всего они располагаются вдоль границ объектов. Как мы увидим далее, понятие контраста играет центральную роль в демонстрации фокусов.

Как контраст попадает в мозг? Начнем с того, что сетчатка трансформирует любое изображение в рисунок из простых линий. Во все века художники обнаруживали, что такие рисунки и даже простые наброски способны производить — и часто действительно производят — впечатление более сильное, чем точное воспроизведение оригинала.

Но почему? Почему изображение, которое содержит меньше зрительной информации, оказывается более убедительным, чем насыщенное деталями? Ученые Патрик Каванах и Вилейанур Рамачандран полагают, что простое изображение производит более сильное впечатление, поскольку ресурсы мозга ограничены и мы не в состоянии уделить внимание всем зрительным деталям, присутствующим в сложном изображении [3]. Действительно, рассматривая рисунок типа «Моделирование контуров» (рис. 2.5), можно заметить, что мы направляем все внимание на наиболее значимые участки, не отвлекаясь на менее информативные области. Это происходит потому, что мы всегда начинаем с отфильтрованной информации и активно заполняем остальную часть изображения, опираясь на предыдущий опыт и знания о мире. Для этого мы создаем ассоциации между тем, что видим на самом деле (а это весьма ограниченный объем информации), и нашим представлением об объекте, которое формируется изображениями, сохраненными в нашей памяти ранее. В результате линейные рисунки, оставляющие смотрящему широкий простор для собственного вклада, действительно обычно выразительнее, чем реальные модели, которые стали источником вдохновения для них.

Рис. 2.5. «Моделирование контуров». Демонстрация того, как рецепторные поля сетчатки трансформируют любое изображение (слева) в контурный рисунок (справа)

Как будет видно в главе 4, мы постоянно прибегаем к такой стратегии заполнения, чтобы обходить ограничения собственного мозга.

Особенности нашего восприятия цвета и освещения сцены также широко используются в мире искусства. Нейробиолог Маргарет Ливингстон подробно исследует, как художники, особенно с начала эпохи Возрождения, разрабатывали приемы, позволяющие достигать на полотнах впечатления объемности благодаря склонности мозга отдавать предпочтение контрастным участкам [4].

Так, Леонардо да Винчи понял, что, если цвет, отражающий большое количество света (например, желтый), граничит с цветом, который отражает меньше света (например, синим), то возникают области с высоким контрастом. Благодаря создаваемой иллюзии мы верим, что последние находятся дальше от зрителя, чем первые.

https://qrcc.io/shsh7t5ig5be

Рис. 2.6. Клод Моне. «Впечатление. Восходящее солнце». На нижнем изображении картина представлена в оттенках серого. Изображение используется с разрешения Маргарет Ливингстон

Рис. 2.7. Функциональная организация зрительной системы с обозначением вентрального и дорсального путей

В книге «Искусство и восприятие. Биология зрения» [6] (Vision and Art: The Biology of Seeing) 2002 г. доктор Маргарет Ливингстон рассказывает, как художники открыли, что цвет и яркость на картине можно использовать независимо друг от друга. Можно изобразить сцену, в которой есть контраст между цветами, но нет разницы в яркости. Именно это сделал Клод Моне в картине «Впечатление. Восходящее солнце», которая дала название импрессионизму (рис. 2.6). Солнце на этой картине кажется очень ярким, как-то по-особенному сверкающим на утреннем небе. В реальном мире солнце излучает намного больше света, чем отражается от окружающего неба. Но на картине Моне солнце, хотя и отличается от неба цветом, отражает точно такое же количество света. То есть солнце и небо имеют одинаковую яркость, и, если перевести картину в оттенки серого, солнце не воспринимается как более яркое. Именно отсутствие контраста в яркости и придает этой картине удивительное очарование. Пикассо говорил: «Цвет — просто символ; реальность содержится в одной лишь яркости» [5].

Искусственным образом разделить на холсте цвет (оттенок) и яркость удается потому, что мозг обрабатывает эти характеристики по отдельности. Зрительная система буквально разделена на два основных пути, которые не только идут разными маршрутами, но и выполняют разные функции (рис. 2.7).

Самая эволюционно молодая часть зрительного пути, которая, кроме нас, встречается только у других приматов [7], берет начало в ганглионарных клетках сетчатки, расположенных преимущественно в центральной ямке (мелкоклеточных), и проходит вдоль мозга вентрально через затылочную и височную доли. Это зрительный путь «что?», названный так, поскольку активность в этой области коррелирует с сознательным восприятием объектов, появляющихся в поле зрения. Другими словами, путь «что?» отвечает за восприятие цвета, формы и текстуры предметов, включая лица, которые мы видим вокруг себя. При поражениях височной доли мозга могут возникать серьезные трудности с распознаванием предметов (агнозия) или лиц (прозопагнозия). Также поражение одного из участков этого пути (V4) может приводить к избирательной потере цветового зрения (ахроматопсия), так что человек видит мир черно-белым.

Второй основной путь зрительной системы берет начало в ганглионарных клетках сетчатки, расположенных ближе к периферии, и проходит в кору головного мозга дорсально через затылочную и теменную доли. Этот путь «где?» служит для анализа таких характеристик сцены, как глубина, трехмерная структура, а также абсолютное и относительное движение в ее пределах и ее пространственная организация. Травмы этой части зрительной системы приводят к нарушениям моторной координации, вплоть до акинетопсии (агнозии движения, то есть неспособности воспринимать движущиеся объекты).

В эволюционном плане путь «где?» — старейший компонент нашей зрительной системы. Он есть у всех млекопитающих и чувствителен только к изменениям яркости. Клеточные компоненты этого пути «слепы» к цветам. Дорсальный путь «где?» работает быстрее, но имеет более низкое пространственное разрешение. Так что анализ мелких деталей изображения производится в основном посредством вентрального пути «что?».

Таким образом, эти два пути обрабатывают зрительную информацию совершенно по-разному. Это различие удивительным образом использовали в своих работах многие художники, особенно начиная с XIX в. Например, импрессионисты поняли, что не важно, какой цвет будет выбран для передачи разницы в яркости, которая, как мы уже показали, несет основную информацию о сюжете картины. Поэтому они использовали совершенно нереалистичные цвета и контрасты яркости, чтобы создавать иллюзорное восприятие света, глубины и движения.

Возвращаясь к работе Моне, отметим, что солнце на картине «Впечатление. Восход солнца» (рис. 2.6) по яркости не отличается от фона. Его «видит» только чувствительный к цвету вентральный путь «что?». Дорсальный путь «где?», отвечающий за восприятие положения объектов в пространстве, не видит солнца (нижнее изображение на рисунке 2.7). И, поскольку зрительная система не в состоянии точно определить положение солнца, кажется, что оно сияет на все небо [6].

Рис. 2.8. Ренуар. «Лягушатник» (вверху), Моне. «Лягушатник» (внизу). Изображение используется с разрешения Маргарет Ливингстон

Рис. 2.9. Акиёси Китаока. «Крутящиеся змеи». Изображение используется с разрешения автора

Две картины с одинаковым названием «Лягушатник» (рис. 2.8) были написаны Клодом Моне и Пьером Огюстом Ренуаром одновременно и передают атмосферу места отдыха на берегу Сены. Однако Моне гораздо лучше удалось передать сущность речной воды, ее текстуру и подвижность. Для этого он использовал характерную последовательность цветов: черный, желтый, белый и синий. Черный и белый цвета создают более высокий контраст яркости, чем желтый и синий. Иллюзия движения возникает потому, что мозг обрабатывает эти различия в контрасте с разной скоростью и, соответственно, за разное время.

Нейробиолог Акиёси Китаока обнаружил то же явление независимо (на 150 лет позже!) и использовал эти же четыре цвета в хорошо известных сегодня неподвижных изображениях, порождающих зрительную иллюзию движения (рис. 2.9) [7].

Импрессионисты стремились передать самую суть образа. Они открыли, что добиться этого можно с помощью пониженного разрешения — размытых границ и форм объектов, широких мазков, сохраняющих лишь общую информацию о пространстве. Без этого импрессионисты не достигли бы такого завораживающего эффекта, поскольку информация в высоком разрешении, получаемая благодаря четким границам объектов, активирует преимущественно вентральный путь («что?»), подавляющий то трудно уловимое впечатление, которое порождает дорсальный путь («где?»).

Многие портреты, созданные импрессионистами, удивительно эмоциональны. Даже без детализации мимики они позволяют понять — или почувствовать — настроение изображенного человека: грустит он или радуется, удивлен или рассержен.

В жизни мы распознаем настроение другого, когда зрительная система передает копию зрительной информации по дорсальному пути в глубоко расположенное ядро мозга — миндалину. Как мы увидим в главе 3, миндалина участвует в обработке эмоций и получает в основном зрительную информацию в низком разрешении (подобную широким мазкам импрессионистов). Миндалина обрабатывает эту информацию так быстро, что мы бессознательно воспринимаем настроение собеседника гораздо раньше, чем узнаем его в лицо, — то есть гораздо раньше, чем проанализируем всю зрительную информацию о его лице. Интересно отметить, что ключи, на которые мы опираемся при оценке портрета, — те же, что помогают нам быстро и эффективно воспринимать реальный мир [8].

Однако эта внутренняя логика мозга, его «альтернативная физика», по выражению Патрика Каванаха, не обязана отражать реальность, так что ее правила непредсказуемы. Например, тень на картине не обязательно должна быть черной или темно-серой, как в действительности. Она может быть самого неожиданного цвета, хоть оранжевой или фиолетовой — при том лишь условии, что по яркости будет уступать объекту, который ее отбрасывает. Такая альтернативная физика мозга объясняет также наше восприятие других свойств видимого мира, таких как освещенность, затенение, перспектива и кажущееся равноправие яркости и цвета.

Акт ви́дения, понимаемый как осознанное ви́дение сцены, завершается, когда информация, отфильтрованная зрительной системой, достигает ассоциативных зон височной коры и порождает глубокие и точные связи с нашими воспоминаниями и прогнозами. Поскольку наше зрительное восприятие мира зависит от способности устанавливать ассоциации, видение в значительной степени представляет собой творческий процесс, с которым можно очень эффективно взаимодействовать. Так и поступают художники и фокусники. На следующих страницах мы опишем, как и почему это происходит: как зрительная информация воспринимается мозгом, взаимодействуя с нашими воспоминаниями и опытом, и почему срабатывают фокусы, направленные на взлом этого взаимодействия.

[7] По последним данным, аналогичные пути есть и у других животных, например у мышей. — Прим. науч. ред.

[6] Издание на русском языке: Ливингстон М. Искусство и восприятие. Биология зрения. М.: КоЛибри, 2020. — Прим. пер.

[5] Синапс состоит из двух частей — пресинаптической (это маленькое окончание аксона одного нейрона) и постсинаптической (это вырост на дендрите другого нейрона). Выделение нейромедиатора в ответ на дошедший электрический сигнал происходит как раз в пресинаптической части нейрона, который передает информацию. — Прим. науч. ред.

[4] Перевод Д. К. Петрова. — Прим. пер.

[5]. Там же.

[8]. Cavanagh, “The Artist as Neuroscientist.”

[6]. Там же.

[7]. Читатель, заинтересовавшийся творчеством Акиёси, найдет множество его работ на сайте http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/index-e.html.

[3]. Ramachandran, A Brief Tour of Human Consciousness; Cavanagh, “The Artist as Neuroscientist.”

[4]. Livingstone, Vision and Art. — Ливингстон М. Искусство и восприятие. Биология зрения. М.: КоЛибри, 2020.

[1]. Van Leeuwen, “Book Review of Sleights of Mind.”

[2]. Otten et al., “The Uniformity Illusion.”