Сбор новой информации – первейшая цель ориентировочного рефлекса.
Когда мы поворачиваем глаза и голову в сторону нового звука, мы приводим нашу зрительную и слуховую систему в оптимальное положение. Например, если в углу комнаты что-то зашуршало и зашевелилось, то надо на этот объект посмотреть, тогда сетчатка (а точнее, ее центральная зона) детально просканирует изображение. Уши при этом окажутся на равном расстоянии от зашуршавшего объекта, при котором оптимальным образом считывается звуковая информация, ее частотные характеристики, лучше всего определяется направление на объект. У многих млекопитающих с каждым ухом связано по нескольку мышц, и они очень хорошо двигают ушами, определяя область источника звука даже без поворота головы. Когда мы окликаем лошадь или собаку, хорошо видно, что их уши поворачиваются в сторону звука, то есть идет локация, к тому же каждым ухом отдельно. Лошадь может одним ухом вас слушать, а вторым – прислушиваться к звукам в другой части конюшни. У человека движение ушами сохранилось лишь в рудиментарной форме: пользы уже никакой, но выглядит забавно.
На нейронном уровне четверохолмие неплохо изучено. Еще в прошлом веке здесь были обнаружены нейроны, названные детекторами новизны. Такие нейроны отвечают за сравнение текущего сигнала с тем, который был «только что» – доли секунды назад (на схеме в нижней части рис. 3.1 обозначены ДН – детекторы новизны). Сенсорный сигнал передается на ДН по двум каналам – напрямую и через тормозный интернейрон (ТИ). Запуск ориентировочного рефлекса происходит при несовпадении этих информационных потоков.
Если сенсорный сигнал не меняется, то прямой вход на детекторы новизны и вход через тормозный интернейрон «обнуляют» друг друга: торможение компенсирует возбуждение. Однако если сигнал внезапно усилится, то в возбуждающем синапсе тут же начнет выделяться больше медиатора. А тормозный синапс немного отстанет, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих интернейронов, а каждый синапс – это задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд. А тормозный синапс отреагирует позже, поскольку сигнал на ТИ, как видно на схеме, попадает через цепочку возбуждающих нервных клеток. Каждый синапс – задержка во времени на 5–10 и более миллисекунд, и тормозная «копия» немного запаздывает. В итоге при резком усилении сенсорного сигнала возбуждение на детекторе новизны превышает торможение. Превышает на короткое время, но его вполне достаточно для того, чтобы вызвать электрические импульсы на мембране ДН и запустить собственно ориентировочный рефлекс.
Мы рассмотрели самый простой вариант нейросети, реагирующий на новизну. Она работает только тогда, когда сигнал появляется или резко усиливается. В четверохолмии присутствуют и более сложные нейронные системы, реагирующие на уменьшение интенсивности сигнала, на движение источника сигнала в пространстве и др. Четверохолмие – блок нервной системы, который позволяет изучать любопытство на самом простом уровне (мозг рыб, амфибий), хотя этот уровень, конечно, свойственен и человеческому мозгу.
Еще раз подчеркнем значимость положительных эмоций. Конфеткой вы не всегда плачущего ребенка утешите, а новой игрушкой – почти наверняка. Наш мозг очень любопытен, в том числе и на уровне среднего мозга.
Теперь немного подробнее о движениях глаз. Наши глаза выполняют два основных типа движения – слежения и саккады (быстрые скачки). В их основе врожденные программы, на которые «накладывается» обучение в первые месяцы жизни. Это обучение реализует древняя часть мозжечка – червь, который уже упоминался в первой главе, в связи с автоматизацией вестибулярных рефлексов.
Анализ движений глаз позволяет в деталях отследить реализацию ориентировочного рефлекса и понять, как перемещается взор при рассматривании того или иного объекта. Эта информация помогает определить, какие части картинки более важны для человека, а какие – менее важны, в какой последовательности считывается визуальная информация, с какой скоростью и так далее В прошлом веке движения глаз записывались на кино- и видеопленку, а потом анализировались весьма сложным образом. Сейчас же существуют так называемые ай-трекеры – видеокамеры с адаптированными программами, которые сразу строят схему как слежений, так и саккад и анализируют их параметры.
Так, можно видеть, что при рассматривании профиля человека основное внимание уделяется носу, глазам, губам, то есть субъективно существенным элементам картинки. Если анализировать, как читается текст, можно получить следующее: взор прыгает в начало строки (крупная саккада), а далее не движется непрерывно от буквы к букве, а делает примерно шесть-семь небольших скачков (мини-саккад), за которые строка прочитывается целиком.