5.4. Топографічні аспекти сприйняття
В основі цього підходу лежить уявлення про системний характер взаємодії структур мозку в забезпеченні психічних функцій. Проблема участі різних відділів мозку, у першу чергу кори, у забезпеченні сприйняття вивчається експериментально за допомогою різних методів: електроенцефалографії і викликаних потенціалів, комп'ютерної томографії, прямого подразнення кори мозку, аналізу порушень сприйняття при осередкових ураженнях мозку.
Блок прийому, переробки і збереження інформації. Однією з перших топографічнихих концепційй можна вважатити концепцію А.Р. Лурії про функціональні блоки головного мозку людини:
o перший блок (стовбур мозку) забезпечує регуляцію тонусу і неспання;
o другий (задні відділи кори) - одержання, переробку і збереження інформації, що надходить із зовнішнього світу;
o третій (передні відділи кори) - програмування, регуляцію і контроль психічної діяльності.
Функціональне забезпечення сприйняття зв'язане з діяльністю другого блоку. Морфологічно він представлений задніми відділами кори великих півкуль і включає "апарати" зорової (потиличної), слухової (скроневої), загальночутливої (тім'яний), а також соматосенсорної (постцентральной) зон кори. Усі перераховані "апарати" побудовані по загальному принципу: вони включають первинні проекційні зони ("кіркові кінці аналізаторів") і асоціативні вторинні і третинні зони.
Загальною особливістю первинних зон є топічна організація, тобто кожній ділянці такої зони відповідає певна ділянка периферійної рецепторної поверхні. Проекція сітківки утворює ретинотопічну організацію потиличної зони, проекція кортієва органа - тонотопічну слуховой зони, проекція рецепторної поверхні шкіри - соматотопічну соматосенсорной зони. Такий принцип організації забезпечує своєрідне картування сітківки, кортієва органа і шкірної поверхні.
Краще інших вивчена соматотопічна організація соматосенсорної зони. Добре відомий соматосенсорный гомункулус - схематичний "чоловічок", що відображає просторову представленість різних ділянок тіла в цій зоні кори. Фактично він представляє карту цієї зони, що була отримана під час операцій на мозку людини за допомогою прямої електричної стимуляції. Така стимуляція викликає в людини відчуття, що розподілені по різних ділянках тіла, але нерівномірно - найбільше представлені в корі функціонально найбільш значимі ділянки рецепторної поверхні (обличчя, мова, рука).
Останнє справедливо для всіх проекційних зон, так, наприклад, у потиличній зоні велику частину займає проекція центральної ділянки, де переважно зосереджені колбочки, що забезпечують високу контрастну чутливість і кольоровий зір.
Таким чином, при сприйнятті стимулу не відбувається рівномірне збудження всієї проекційної зони: активуються, головним чином, ті нейрони, до яких надходить інформація від збуджених периферійних елементів - рецепторів. Цей первинний етап нерідко позначають як сенсорний аналіз.
Принципово міняється характер обробки інформації при переході до вторинних асоціативних зон кори. Будучи модально специфічними, ці зони, за образним твердженням А.Р. Лурії, перетворюють топічну проекцію подразнення у функціональну організацію. Це значить, що обробка інформації в асоціативних зонах відбувається на іншій основі. Можна припустити, що при переході інформації від первинної проекційної зони до асоціативної змінюється природа кодів, у яких обробляється інформація. За рахунок яких саме механізмів здійснюється реорганізація потоків імпульсної активності нейронів поки невідомо. Насьогодні недостатньо експериментальних даних для опису нейронных процесів, що супроводжують обробку інформації у вторинних зонах кори. Проте діяльність цих зон зв'язується з інтеграцією окремих збуджень первинної проекційної кори і формуванням цілісних образів сприйняття. Функції третинних зон зв'язані з процесами міжмодального узагальнення і побудови картинні світу.
Морфофункціональні рівні й етапи обробки інформації. Процес обробки інформації має багато етапів і починається на рівні рецепторів: чуттєвих елементів шкіри, сітківки, кортієва органа і т.д. Крім того, кожен аналізатор включає цілий ряд підкіркових переключень - ланок (зокрема , наприклад, на рівні таламуса), де проводиться початкова обробка інформації. Тільки після цих стадій (здійснюваних на підкірковому рівні) уже частково оброблена інформація надходить по провідних шляхах у проекційні зони кори і з них уже у вторинні і третинні. Така загальна послідовність стадій має свою специфіку для кожного виду чутливості.
Так, у зоровому аналізаторі виділяються дві системи обробки інформації про зовнішній світ. Перша з них відповідальна за розпізнавання об'єкта, друга визначає локалізацію об'єкта в зовнішнім зоровому полі. Виконуючи різні функції зорового сприйняття, ці системи відрізняються по своїй морфологічній будівлі. Хоча обидві системи починаються в сітківці, перша система бере початок від так званих клітин типу Х, друга система - від клітин типу У. Далі ці системи мають своє представництво в різних підкіркових центрах: перша система продовжує обробку інформації про форму об'єкта в латеральних колінчатих тілах таламуса, звідки інформація надходить у зорові центри кори: первинну проекційну зону, вторинні асоціативні полючи, і звідти в нижньоскроневу зону кори. При вибірковому ураженні окремих ділянок перерахованих зон страждає сприйняття окремих якостей об'єкта: тільки кольору, тільки форми чи руху. Інтеграція всіх роздільно оброблюваних ознак об'єкта відбувається в нижньоскроневій корі, що відповідає за остаточне формування цілісного зорового образу об'єкта.
Друга система має іншу мозкову топографію. Від сітківки волокна цієї системи направляються у власні підкіркові центри - верхні горбки чотиригорбикового тіла. У цій структурі здійснюється не тільки зорове сприйняття просторових характеристик об'єкта, у ній же знаходяться центри, що керують рухом очей. Активація цих центрів запускає саккаду - швидкий стрибкоподібний рух очей, амплітуда і напрямок якого забезпечує потрапляння стимулу в центральне поле зору. Це необхідно, тому що саме центральне поле зору має найкращі можливості до сприйняття висококонтрасних складних стимулів. Подальша обробка інформації в цій системі зв'язана з діяльністю іншого таламічного ядра - так званої подушки і тім'яної області кори великих півкуль. У цій області відбувається інтеграція інформації від первинної зорової кори і центрів, що контролюють рухи очей. Злиття двох потоків інформації створює константний, тобто постійний екран зовнішнього зорового поля. Завдяки цьому руху образ зорового світу залишається незмінним.
Таким чином, на основі взаємодії інформації, що надходить з різних відділів зорової системи і системи керування окоруховою активністю, здійснюється побудова цілісної і стабільної картини світу.
Модель зорового сприйняття, що враховує морфологічну будову аналізатора, запропонував В.Д. Глезер (1985). Він виділяє чотири рівні переробки зорової інформації: від зорових центрів підкірки, що реалізують елементарний сенсорний аналіз, - через проекційну кору, де здійснюється просторово-частотний аналіз, до третього рівня, на якому відбувається сегментація зорового простору на окремі фігурні елементи, і від нього - до вищих зорових центрів нижньоскроневої і задньотімяної областей кори, що здійснюють розпізнавання і навчання, - такий шлях перетворення й опису зорової інформації за схемою Глезера.
Запропонована модель далеко не єдина в описі передбачуваних механізмів, що забезпечують цілісність зорового сприйняття. Проблема полягає в тому, що кожен аналізатор має вертикально організовані ланки (розташовані на шляху від рецептора до первинної проекційної зони), горизонтально організовані ланки (первинні, вторинні і третинні зони кори) і латерально організовані ланки (симетричні підкіркові утворення і зони кори в левій і правій півкулі). Однак у переважній більшості випадків пропоновані моделі обмежуються однієї чи двома з перерахованих складових.
Перцептивна спеціалізація півкуль. Особливості функціональної спеціалізації лівої і правої півкуль мозку широко досліджуються. У найбільш загальному вигляді міжпівкульні розходження укладаються в ряд дихотомій:
o абстрактний (вербальнологічний) і конкретний (наочно-образний) способи переробки інформації;
o довільна і мимовільна регуляція вищої психічної діяльності;
o усвідомленість-неусвідомленість психічних функцій і станів;
o сукцесивна і симультанна організація вищих психічних функцій.
Нервова система людини влаштована таким чином, що кожна півкуля мозку одержує інформацію головним чином від протилежної сторони тіла. Цей принцип контралатеральної проекції відноситься як до загальної тілесної, тактильної чутливості, так і до зору і слуху, хоча стосовно до останніх картина не настільки однозначна. Однак використання відповідних методик дозволяє вибірково подавати інформацію тільки в одну півкулю і виявляти тим самим значні розходження у функціональних здібностях двох півкуль.
Як показують клінічні дослідження, руйнування центральних зорових зон в одній з півкуль веде до втрати протилежної половини поля зору (правої при лівостороннім ушкодженні і лівої - при правосторонньому). Знаючи місце ушкодження зорової кори, можна прогнозувати, яка буде втрата зору. Однак прогнозувати реакції людини на таке ушкодження складно, оскільки нервова система людини має компенсаторні можливості.
Серед гіпотез щодо природи міжпівкульних розходжень при зоровому сприйнятті поширені дві: одна зв'язує ці розходження з вербалізацією сприйманих стимулів, по іншій - розходження повязані з особливостями стилю роботи кожної півкулі - аналітичного для лівої і цілісного глобального для правого. У цілому домінує точка зору, що перевага тієї чи іншої півкулі при сприйнятті зорових стимулів визначається співвідношенням двох етапів переробки: зорово-просторового, у якому переважає права півкуля, і процесів вербалізації, реалізованих лівою.
Починаються спроби пояснити міжпівкульні розходження на основі спеціалізації нейронів у перцептивному процесі. Відомою в цьому плані є модель, що приписує півкулям головного мозку певну спеціалізацію щодо обробки різних просторових частот. По цих припущеннях по-різному здійснюється частотна фільтрація в зорових центрах тієї й іншої півкулі. Права півкуля з великим успіхом обробляє низькі просторові частоти і, отже, у більшому ступені зв'язана зі сприйняттям контурів об'єктів і їхніх великих деталей. Ліва, навпаки, більш успішно обробляє високі частоти, і більшою мірою відповідає за сприйняття дрібних деталей зображення.
У цілому варто сказати, що права "просторова" і ліва "часова" півкулі володіють своїми специфічними здібностями, що дозволяють їм вносити важливий вклад у більшість видів когнітивної діяльності. Очевидно, у лівого більше можливостей у часовій і слуховій сферах, а в правого в просторовій і зоровій. Ці особливості, імовірно, допомагають лівій півкулі краще відзначати і відокремлювати деталі, що можуть бути чітко охарактеризовані і розташовані в часовій послідовності. У свою чергу одноразовість сприйняття просторових форм і ознак правою півкулею, можливо, сприяє пошуку інтегративних відносин і схоплюванню загальних конфігурацій. Якщо така інтерпретація вірна, то, очевидно, кожна півкуля переробляє одні й ті ж сигнали по-своєму і перетворює сенсорні стимули у відповідності зі специфічною для себе стратегією їхнього представлення.