Случаи эпилепсии, не поддающейся медикаментозному лечению, предлагают возможность более тщательного изучения когнитивных процессов у человека. Дело в том, что в рамках лечения этого тяжелого заболевания используется хирургический метод удаления эпилептического очага – той части головного мозга, в которой начинаются приступы. С целью точной идентификации этого места в черепе пациентов под местной анестезией делают маленькие отверстия и вставляют электроды, чтобы зарегистрировать электрическую активность мозга. Пациенты носят эти электроды на протяжении двух недель. В течение этого периода они остаются в больнице и им практически не надо ничего делать – только ждать наступления припадков, которые будут зарегистрированы с помощью электродов и локализованы. С согласия пациентов также могут проводиться некоторые когнитивные тесты: активность, регистрируемая в неэпилептических участках мозга, дает возможность увидеть в очень высоком разрешении мозговые основы человеческой когниции.
Расшифровка партитур presto prestissimo
А как обстоит дело с чтением музыки? Как письменная музыка обрабатывается мозгом? Классическая нотная азбука появилась уже после возникновения письменного алфавита. В своей современной форме она восходит к XVI веку. Пространственное расположение нот на партитуре определяет характеристики высоты звука, в то время как их изображение указывает на его длительность. Профессиональные музыканты приобрели большую ловкость в чтении музыки и читают ее так же свободно, как и обычный текст с буквами. Остается только разобраться с тем, как мозг адаптируется к тому, чтобы справляться с двумя системами столь различных символов.
В недавнем исследовании, которое проводилось с использованием фМРТ, мы сравнивали мозговую активность профессиональных музыкантов с мозговой активностью людей, не имеющих никакого музыкального образования, в то время как они смотрели на слова или на фрагменты нотного текста. В результате выяснилось, что в ходе обучения музыкальной грамоте происходит перераспределение тех видов мозговой активности, которые связаны со словами на прилегающих к височной области участках мозга. Более того, у музыкантов чтение партитур сопровождается активизацией моторных участков мозга: по всей видимости, при чтении ими музыки задействуется воображение. Похоже, что приобретение навыков чтения нотной грамоты изменяет мозг: все происходит так, как если бы слова и нотный текст вступали в борьбу для колонизации пространства коры головного мозга. Речь идет о еще одном поразительном примере пластичности мозга, связанной с обучением.
Теперь, когда вы в следующий раз пойдете на концерт и откроете для себя новую мелодию, то, возможно, подумаете о том, что ваш мозг бурно активизируется в предвосхищении очередных нот. Легендарный скрипач Исаак Стерн говорил в свое время, что «музыка – это звуки между нотами. Это способ перехода от одной ноты к другой». Возможно, вы также задумаетесь о пластичности мозга музыкантов, радующих вас виртуозным исполнением музыкальных произведений!
Глава 7
Видение и воображение
Визуальная система человека эволюционировала для того, чтобы мы беспрепятственно перемещались во внешнем мире. Это перемещение требует огромных ресурсов: анализом визуальных символов занято более половины коры головного мозга. Визуальная система заняла столь важное место в мозге человека, что она даже может активизироваться при отсутствии внешних стимулов, когда мысленно представляем себе ту или иную сцену. Но как эти способности формируют организованную структуру? Задействуются ли те же участки мозга, что и в то время, когда мы видим образы, не прибегая к помощи глаз? Связаны ли они с речью? Давайте изучим тайны зрительных сетей мозга.
Видеть что? Где? Как?
Давайте проследуем маршрутом визуальной информации, поступающей через глаза. Первый ее этап – зрительный бугор, который находится между корой и стволом головного мозга. Затем она достигает коры на уровне участка, расположенного ниже затылочной части. Эта первая зона обработки информации в мозге называется первичной зрительной корой – она обозначается V1 (рисунок 20). От V1 визуальная информация идет к передней части мозга и распространяется там по нескольким направлениям.
С 1980-х годов различается вентральный путь зрительной коры (в нижней части мозга) и дорсальный путь (в верхней части мозга). За каждым закреплены свои функции. Вентральный путь ведет от V1 к нижним частям височной доли, расположенным за висками. Этот путь играет важную роль для идентификации и категоризации объектов – это путь «что?». Дорсальный путь также идет от V1, но он направлен выше: к так называемой париетальной или теменной доле. У нее несколько функций, включая локализацию предметов в пространстве – это путь «где?». Она также определяет последовательность движений, которые понадобятся для того, чтобы приблизиться к предмету и взять его – это путь «как?».