Изучая пациента с редким поражением первичной визуальной коры, исследователи из Нидерландов и Швейцарии смогли выяснить новые подробности о феномене «слепозрения» и формировании зрительно-слуховых ассоциаций. Результаты их работы опубликованы в журнале Frontiers in Human Neuroscience.
«Слепозрением» (по-английски blindsight) называется состояние, при котором люди с поврежденной первичной зрительной корой головного мозга могут распознавать зрительные образы, которые они сознательно не воспринимают. Фактически такие люди считают себя слепыми, однако им удается «чувствовать» расположение предметов, свое положение по отношению к ним и т. д.
Чтобы понять природу этого феномена, нужно знать, как обрабатывается в мозге зрительная информация. Она поступает от сетчатки глаза в латеральное коленчатое тело таламуса, откуда передается в первичную зрительную (стриарную) кору, расположенную в затылочных долях мозга (так называемый ретино-геникуло-стриарный путь). В стриарной коре происходит первичная обработка поступающих данных — выявляются статичные и движущиеся объекты, происходит распознавание образов, в основном за счет анализа контрастных краев изображения.
Из первичной зрительной коры информация поступает на дальнейшую обработку во вторичную, или экстрастриатную, состоящую из нескольких специализированных участков. В них зрительные образы оцениваются более детально, после чего обработанная информация поступает в ассоциативные зоны мозга, где происходит окончательное распознавание предметов и формируется реакция на них.
При повреждении первичной зрительной коры весь этот процесс нарушается — человек перестает воспринимать зрительные образы, переданные ему глазами, наступает так называемая корковая слепота. Однако возможно развитие «слепозрения».
Недавние эксперименты на животных показали, что в основе этого феномена лежит наличие альтернативных путей визуальной информации в обход стриарной коры. Так, небольшая часть зрительных волокон идет не в латеральное коленчатое тело, а в подкорковый зрительный центр, расположенный в верхнем двухолмии структуры мозга под названием четверохолмие (нижнее двухолмие отвечает за слух). От него информация идет сразу во вторичную зрительную кору. Это не обеспечивает полноценное зрение, однако позволяет распознавать некоторые визуальные образы, не воспринимая их осознанно, в чем и состоит «слепозрение».
До недавнего времени считалось, что для формирования сложных ассоциаций, таких как зрительно-слуховые, необходим полностью функциональный зрительный анализатор, предоставляющий полноценную информацию ассоциативным центрам мозга. Случай 56-летнего пациента, который в результате повторных инсультов лишился первичной зрительной коры в обеих затылочных долях, показал, что такие ассоциации могут формироваться и за счет подкорковых центров (верхнего двухолмия), обеспечивающих «слепозрение».
Сотрудники Маастрихтского и Неймегенского университетов, а также Женевской университетской больницы подтвердили это с помощью двух экспериментов.
В ходе первого эксперимента исследователи 270 раз давали «слепозрячему» пациенту прослушивать звук нарастающей громкости длительностью 1 секунду. Во время прослушивания ему также демонстрировали приближающийся или удаляющийся красный диск, причем информировали о наличии зрительного стимула, но не сообщали о какой-либо его связи со звуковым. В каждом третьем случае ровно посередине звука громкость на мгновение резко увеличивали, после чего нарастание продолжалось с прежнего уровня. Этот скачок громкости служил мишенью, на которую пациент должен был как можно быстрее среагировать.
При 180 прослушиваниях без мишени приближающийся и удаляющийся диски демонстрировали с одинаковой частотой, а при 90 прослушиваниях с мишенью диск приближался лишь в трети случаев. Таким образом среди всех вариантов удаляющийся диск лучше всего предсказывал наличие звуковой мишени (прослушивания, сочетающие мишень с удаляющимся диском, поэтому назвали направленными, а с приближающимся — ненаправленными). Для усиления взаимосвязи зрительных и визуальных стимулов звуковую мишень подкрепляли одновременной мгновенной демонстрацией полноразмерного диска, в случае как его приближения, так и удаления.
Следующий эксперимент полностью копировал предыдущий, но красный диск заменили лиловым — на этот цвет верхнее двухолмие реагирует хуже всего.
В первом эксперименте была выявлена четкая тенденция к снижению времени реакции при направленных прослушиваниях по сравнению с ненаправленными. Во втором эксперименте значимой разницы между ними не наблюдалось. Таким образом исследователи доказали, что зрительно-слуховые ассоциации у человека могут формироваться только за счет подкорковых структур без участия первичной зрительной коры, то есть без сознательного восприятия зрительного образа.