Ориентировочный рефлекс
Посмотрите на рисунок среднего мозга в поперечном срезе (рис. 3.1, вверху). В его верхней части расположены холмики четверохолмия (1), которые являются древними зрительными и слуховыми центрами. Сюда непрерывно приходят сигналы от сетчатки и внутреннего уха, и нейроны четверохолмия сравнивают поток внешней информации, в котором мы находимся сейчас, с тем, который был, например, 0,2–0,3 секунды назад. Если что-то изменилось в окружающем мире, запускается тот самый ориентировочный рефлекс. Он заключается в повороте глаз, головы и, если нужно, всего тела в сторону нового сигнала. Чтобы это сделать, четверохолмие передает информацию на глазодвигательные центры (2) и мотонейроны, управляющие мышцами шеи и туловища.
Рис. 3.1. Вверху: поперечный срез среднего мозга человека.
Обозначения:
1 – четверохолмие;
2 – глазодвигательные центры;
3 – покрышка среднего мозга, а также схема нейронной сети, реагирующей на появление нового стимула.
Внизу: ДН – нейрон-детектор новизны, ТИ – тормозный интернейрон
У позвоночных с каждым глазом связано по целых шесть мышц, которые должны очень слаженно работать, вращая глазное яблоко, в том числе для реализации исследовательского поведения. Пять из шести глазодвигательных мышц управляются мотонейронами, расположенными в нижней части среднего мозга, и лишь одна, шестая, – мотонейронами моста. Кроме того, сигнал из четверохолмия уходит на область, которая называется вентральная покрышка, или просто покрышка среднего мозга (3). Это значимая зона, ведь именно здесь находятся нервные клетки, которые отвечают за положительные эмоции, возникающие от того, что мы воспринимаем что-то новое. Увидеть, услышать, каким-то иным образом ощутить что-то, чего мы не видели, не слышали и не ощущали раньше, – важно, интересно и позитивно для организма. Поехать в экзотическую страну и попробовать там какой-то необычный фрукт. Или отправиться за полярный круг и впервые увидеть огни северного сияния – это тоже будет позитивной новизной. Центр этого позитива – вентральная покрышка, и аксоны ее нейронов поднимаются в большие полушария – как в кору, так и в базальные ганглии.
Нейромедиатором при этом является дофамин – важнейшая молекула, отвечающая за наши положительные эмоции.
Ориентировочный рефлекс – самый древний вариант любопытства. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стеклу, то рыбки к вам повернутся и посмотрят, что же за «умник» там стучит. Если кто-то из идущих позади вас прохожих шумно споткнется и чертыхнется, вы обязательно обернетесь узнать, что случилось. И сделаете это раньше, чем осознаете шум. Ориентировочный рефлекс запускается с уровня, который не очень подчиняется большим полушариям. С помощью осознанного контроля его порой непросто блокировать, сохраняя невозмутимость в ситуациях, когда вокруг происходит что-то интересное, важное, необычное. Прямо как те крутые герои боевиков, которые не оборачиваются на взрыв. Помните: это – фантастика.
Четверохолмие – вот так неожиданность – состоит из четырех холмиков: пары верхних и пары нижних. Верхние – самый древний зрительный центр нашего мозга, сюда приходит информация от сетчатки, а нижние, соответственно, – самый древний слуховой центр. Эти центры не анализируют детально зрительные и слуховые сигналы, а просто сравнивают то, что было совсем недавно, с тем, что происходит вокруг нас сейчас. Если зафиксировано изменение, тогда и запускается ориентировочный рефлекс. Кроме зрительных и слуховых сигналов, сюда, в четверохолмие, приходят и другие оповещения от органов чувств. Например, кожная чувствительность: если кто-то вас трогает за плечо, вы повернете глаза и голову, пытаясь понять, это так поздоровался ваш старый приятель или над вами просто пролетала птичка. Или, допустим, когда появляется новый запах, мы начинаем озираться, чтобы собрать больше данных о его источнике.
Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.
Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону непривычного звука, то приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты кот зашуршал пакетом, нам надо на него посмотреть – тогда сетчатка (а точнее ее центральная зона) детально просканирует изображение. Прямо как у робота. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от шуршащего объекта – так, чтобы оптимально считать звуковую информацию, ее частотные характеристики. У многих млекопитающих по несколько мышц связано с каждым ухом, и они очень хорошо ими двигают, определяя источник звука, даже не поворачивая головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши, как локаторы, поворачиваются в сторону звука. К тому же каждое ухо способно жить «своей жизнью». Собака может левым слушать хозяина, а правым не упускать того, что творится за забором. У человека же способность двигать ушами сохранилась лишь в рудиментарной форме: пользы уже никакой, но выглядит забавно.