Как отличить жену от шляпы

Мы редко задумываемся об уникальной способности узнавать лица людей, хотя это один из ключевых навыков нашей социализации. Он настолько важен, что мозг разработал под него отдельную структуру, весьма удивившую ученых. О том, как полушария умеют работать независимо друг от друга и что случается с людьми, у которых функция узнавания нарушена.

Фото:

Мы редко задумываемся об уникальной способности узнавать лица людей. А между тем, это один из ключевых навыков — различать среди массы других людей родных, знакомых, друзей или определять, что этого человека мы никогда раньше не видели. Способность эта настолько важна, что в головном мозге за нее отвечает целая структура.

Ученые из Массачусетского технологического института (США) выяснили, как наш мозг обрабатывает информацию об окружающих лицах. Исследователей заинтересовал и другой вопрос: нас окружает множество объектов, по структуре похожих на лица. Такие узоры можно различить в ряби на воде, в изгибах скал, в коре деревьев — но человек в здравом уме никогда не спутает их с живым лицом. (Разве что на секунду-другую в сумерках, но в данном случае это вполне объяснимо недостатком зрительной информации).

Ранее было известно, что при рассматривании человеческого лица в головном мозге активизируются нейроны веретеновидной извилины височной доли. На этот раз нейрофизиологи при помощи ФМРТ в динамике отследили, как происходит процесс "категоризации" изображений по признаку "лицо человека" или "не лицо".

Читайте также: Мозг троглодита "узнавал" животных

Испытуемым предлагали рассмотреть ряд фотографий с возрастающей "похожестью на лица": на некоторых снимках не было ничего, напоминающего лицо человека, на других угадывалось что-то похожее, на третьих действительно были портреты людей. При этом томограф показывал удивительную асимметрию в активности полушарий.

Напомним, веретенообразная извилина — парная структура, расположенная в височных долях левого и правого полушария и отвечающая за распознавание лиц и символов. Так вот, веретенообразная извилина, расположенная в правом полушарии, одинаково реагировала на все настоящие лица. Но как только появлялось изображение с чем-то, не являющимся лицом, ее активность резко менялась — причем независимо от того, насколько антропоморфной была представленная фотография. Левая извилина вела себя по-другому: ее реакция менялась постепенно по мере того, как картинка становилась все более похожей на человеческое лицо. Получается, что левая веретенообразная извилина накапливает данные, а окончательное решение: "лицо — не лицо" — принимает правая.

Результаты исследования удивили ученых. До сих пор была зарегистрирована существенная разница в работе полушарий лишь во время речевой активности и при анализе окружающего пространства. Впрочем, нельзя сказать, чтобы врачи и исследователи прошлого совсем не догадывались о различиях в работе полушарий при зрительном восприятии. В 1971 году британский невролог и нейропсихолог Оливер Сакс выпустил популярную книгу с оригинальным названием "Человек, который принял жену за шляпу".

Книга содержала подробные и сочувственные описания пациентов Сакса с различными нейрофизиологическими нарушениями. Из-за врожденных или приобретенных дефектов мозга эти люди были вынуждены существовать в причудливом мире, совершенно невообразимом для здорового человека. Первой из описанных историй, которая и дала заглавие всей книге, стала полусмешная, полутрагическая история профессора П. Анализируя ее с позиций современной нейрофизиологии, мы можем понять многое, о чем врачам того времени оставалось лишь догадываться.

Профессор П., по словам Сакса, был примечательной фигурой в музыкальном мире. На протяжении многих лет он был известным певцом, а затем стал преподавать музыку в консерватории. Именно там и стали впервые проявляться некоторые странности: П. частенько не узнавал учеников. Правда, стоило тому или иному студенту заговорить, как профессор приветливо отвечал ему, называя по имени. Затем у почетного преподавателя появилась привычка время от времени обращаться с речами к шкафам, креслам и прочей мебели.

Поскольку у П. и раньше было своеобразное чувство юмора, никто не придавал этому особого значения, считая привычки профессора милым чудачеством. Профессор попал на серьезный врачебный осмотр лишь тогда, когда у него обнаружили диабет. Поскольку эта болезнь часто приводит к ухудшению зрения, П. направили на консультацию к окулисту. Тот признал, что глаза П. в полном порядке, но наблюдаются отклонения в работе зрительных отделов мозга. Именно окулист направил профессора к неврологу Оливеру Саксу. А тот, хотя и не сразу, отметил странностивповеденииП.

Вот что пишет сам Сакс: "Передо мной находился человек высокой культуры и личного обаяния, с хорошо поставленной, беглой речью, с воображением и чувством юмора. Я не мог понять, почему его направили в нашу клинику. И все же что-то было не так. Во время разговора он смотрел на меня, поворачивался ко мне, но при этом ощущалось некое несоответствие — трудно сформулировать, в чем именно.

Порой казалось, что он обращен ко мне ушами, а не глазами. Взгляд его, вместо того чтобы сосредоточиваться на мне — разглядывать и обычным образом "ухватывать" видимое, неожиданно фиксировался то на моем носу, то на правом ухе, то чуть пониже на подбородке и затем снова выше, на правом глазу. Возникало впечатление, что П. узнавал и даже изучал мои отдельные черты, но не видел при этом целого лица, его изменяющихся выражений, — не видел меня целиком".

По окончании осмотра П. вышел за дверь и стал оглядываться в поисках шляпы, в который пришел. Увидев свою жену, он протянул к ней руку, ухватил ее за голову и… попытался приподнять, чтобы надеть на себя. Профессор действительно принял свою супругу за головной убор! Полная картина происходящего открылась доктору Саксу при визите к пациенту домой. Там он выяснил, что профессор легко определяет геометрические формы, но совершенно не узнает лиц родственников на семейных портретах. Притом он мог различать, к примеру, карикатуры знаменитых людей.

Понаблюдав за этим "узнаванием", Сакс сделал вывод, что профессор не воспринимает лицо целиком, а фиксирует отдельные, характерные черты (которые на карикатурах к тому же изображены преувеличенно). "В общем и целом П. не узнал никого — ни членов семьи, ни учеников, ни коллег, ни даже себя самого. Исключение составил Эйнштейн, которого профессор опознал по усам и прическе. Подобное же произошло и с парой других людей.

— Ага, это Пол! — заявил П., взглянув на фотографию брата. — Квадратная челюсть, большие зубы — я узнал бы его где угодно!".

По ряду признаков доктор предположил, что у П. обширная опухоль или дегенеративный процесс в зрительных отделах головного мозга. Причем было очевидно, что сильнее пострадало именно правое полушарие коры. Еще на первом осмотре в клинике Сакс заметил, что профессор П. отлично может разглядеть булавку, лежащую на полу справа, но не сразу замечает ее, если булавка находится слева от него. (Напомним: из-за перекреста зрительных нервов в основании головного мозга за обработку информации об объектах, находящихся слева от нас, отвечает правое полушарие, и наоборот).

Более того — когда доктор Сакс попросил П. вообразить, что тот идет к одной из больших городских площадей с севера, и попросил перечислить здания, которые тот встречает на пути, П. перечислил лишь здания с правой стороны, но не упомянул ни одного с левой. Когда же профессор мысленно "прошел" к этой же площади с юга, он смог вспомнить все забытые здания — так теперь в его воображении они находились справа.

На уровне развития неврологии того времени картина представлялась загадочной и труднообъяснимой. Однако Сакс, обладавший гениальным научным чутьем, еще до изобретения томографии (год выпуска первого томографа как раз совпал с годом выхода книги) сумел ухватить суть проблемы: у профессора П. была беда с гностическими способностями, то есть с узнаванием целостных образов и предметов.

Вспомнив последние исследования нейрофизиологов, о которых говорилось в начале статьи, мы можем понять, почему проблемы профессора начинались именно с неузнавания лиц. По-видимому, повреждения в его правой веретенообразной извилине не позволяли ему "принять решение" о том, чем является данный набор признаков и форм — лицом или предметом. К сожалению, нарушение прогрессировало, и на приеме у доктора Сакса профессор уже не мог узнать свои ботинки и отличить шляпу от жены.

Читайте также: Таксисты наращивают извилины

Возможно, живи профессор П. в наше время, врачи смогли бы скорректировать это нарушение или хотя бы приостановить его развитие. По крайней мере, на свои последние исследования сотрудники Массачусетского университета возлагают большие надежды. Их следующая цель — выяснить, в каком возрасте веретенообразные извилины левого и правого полушария "обособляются" и начинают работать по-разному. Изучить этот вопрос им помогут слепые от рождения люди, которым в раннем возрасте удалось вернуть зрение.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"