Позднее избавление от врожденной слепоты не помогло ловко хватать предметы

Немецкие, британские и израильские исследователи обнаружили, что у людей, вылеченных от врожденной слепоты, плохо развивается ловкость взятия предметов в руку под контролем зрения. При этом иллюзия связи массы предмета с его объемом им вполне присуща. Публикация об этом появилась в журнале Current Biology.

Для успешного взаимодействия с объектами необходимо упреждающее управление — заранее спланированная схема действий, таких, например, как хватательные движения. Такое упреждение нуждается в модели для предсказаний, которая строится на основании сенсорного опыта и предыдущих контактов с окружающей средой. Ключевую роль в этом играет зрение, которое помогает примерно оценить размеры и массу предмета, чтобы рассчитать ширину хвата и необходимое усилие. Подобная оценка играет роль и в восприятии, что подтверждает иллюзия веса-размера (иллюзия Шарпантье), которая состоит в том, что из двух объектов с одинаковой массой меньший по объему кажется тяжелее («килограмм железа тяжелее килограмма ваты»). Обычно люди неосознанно овладевают такими навыками (в частности, достаточно ловкому схватыванию незнакомых предметов) в течение первых лет жизни.

Сотрудники Ульмского университета, Ливерпульского университета Хоуп и Медицинского центра имени Баруха Паде под руководством Марка Эрнста (Marc Ernst) решили разобраться, как приобретают эти навыки люди, начавшие видеть в возрасте нескольких лет. Для участия в исследовании пригласили 24 жителей Эфиопии в возрасте от 8 до 21 (в среднем 12,5) года, страдавших врожденной плотной катарактой обоих глаз и практически полным отсутствием зрения (21 из них соответствовали критериям слепоты). Все они прошли хирургическое лечение в возрасте от 8 до 20 лет (в среднем 11,99 года), после чего их зрение значительно улучшилось, хотя его острота оставалась ниже нормы.

Тестирование проводили в промежутке от двух дней до трех лет после операции. Каждого члена основной группы сравнивали с двумя зрячими от рождения ровесниками: одним без добавочных условий, другим с искусственно размытым фильтрами зрением до соответствия остроте после операции. Участников просили раз за разом максимально естественно брать большим и указательными пальцами один из трех предметов — 25, 40 и 55 миллиметров в ширину, причем в разных экспериментах использовали предметы либо одинаковой массы, либо одинаковой плотности (то есть масса увеличивалась пропорционально объему). При этом регистрировали затраченное на действие время, ширину раскрытия ладони при приближении к предмету и приложенную силу.

После нескольких первых попыток обе контрольные группы продемонстрировали быстрые движение к предмету и его подъем, при этом раскрытие ладони соответствовало размеру предмета, как и прилагаемое усилие (в случае как постоянной массы, так и постоянной плотности). Небольшая разница между ними наблюдалась только по времени подъема, но не по другим параметрам. Все это свидетельствует об упреждающем управлении хватом.

У пациентов после лечения катаракты наблюдалась абсолютно иная картина: они подносили руку к предмету и поднимали его гораздо медленнее, чем члены обеих контрольных групп; для захвата объектов разной формы и массы они одинаково раскрывали ладонь и прилагали одинаковое усилие. При этом они могли различить на вид предметы разного размера. Таким образом, у них отсутствовала способность к упреждающему управлению, причем она значимо не коррелировала со временем, прошедшим с хирургического лечения на момент эксперимента. Несколько пациентов повторили тест дважды с интервалом более года, и существенного прогресса не наблюдалось — лишь скорость движений несколько увеличилась, что можно объяснить возросшей уверенностью в визуальном восприятии.

После этого добровольцев попросили одновременно взять два предмета разного размера при одинаковой массе и оценить, какой из них тяжелее. Иллюзию Шарпантье испытали 74 процента участников из основной группы и по 91 проценту — из обеих контрольных. Дополнительные эксперименты показали, что подобная способность развивается меньше, чем через полтора года после операции, и с этого времени не отличается от среднестатистической.

Как пишут авторы работы, полученные данные свидетельствуют о том, что в основе такого простого действия, как взятие небольшого предмета, лежит комплекс сложных вычислительных паттернов мозга, для развития которого необходим структурированный приток зрительных сигналов на самых ранних этапах развития. При этом эффективность использования визуальной информации может различаться при оценке свойств предмета и при действиях с ним.

В 2016 году нидерландским и швейцарским исследователям удалось продемонстрировать, что у «слепозрячих» людей (которые из-за поражения зрительной коры распознают визуальные образы, но не воспринимают их сознательно) можно сформировать сложные зрительно-слуховые ассоциации — для этого достаточно подкорковых центров четверохолмия мозга.