Центральное углубление находится посреди сетчатки, колбочки в нем расположены плотно друг к другу. А еще в нем совсем нет палочек. Поэтому при хорошем освещении мы намного лучше видим то, что находится прямо перед нами, а не сбоку.
Однако в сетчатке есть такая область, в которой нет ни палочек, ни колбочек. Когда фоторецепторы направляют зрительные сигналы в мозг, те проходят через клетки, называемые ганглионарными. Ганглионарные клетки передают сигнал из глаза в мозг. Прежде чем покинуть глаз, их аксоны собираются в большой пучок в зоне под названием «диск зрительного нерва». Это зона сетчатки, через которую сигналы от ганглионарных клеток покидают глаз. Поэтому в ней нет места фоторецепторам. Другими словами, в диске зрительного нерва нет ни палочек, ни колбочек.
Из-за этого в глазу возникает так называемое слепое пятно. То есть человек вообще не получает никакой зрительной информации от небольшого (около 1,5 мм в диаметре) участка в каждом из глаз. Вы этого даже не замечаете, поскольку мозг умело восполняет все пробелы, используя полученную через оба глаза информацию. Выходит, из-за слепого пятна в левом глазу вы недополучаете зрительную информацию из левой части поля зрения. Но мозг, воспользовавшись сведениями, полученными через правый глаз, дорисовывает картинку так, что вы даже не подозреваете о существовании этого слепого пятна.
Не верите? Попробуйте найти слепое пятно у себя. Закройте правый глаз и посмотрите на цифру 9 ниже. Смайлик должен находиться в периферии вашего поля зрения. А теперь медленно переведите взгляд вправо, по числам от большего к меньшему. В конце вы заметите, что смайлик исчез (когда именно это произойдет, зависит от ваших глаз и того, насколько далеко от лица вы держите книгу).
Если смайлик исчезает, зрительная информация попадает прямо в слепое пятно. Попробуйте сделать то же самое, не закрывая один глаз, – смайлик будет на месте. В этом и заключается смысл здорового зрительного восприятия: мозг использует информацию, полученную через другой глаз, чтобы предстающая перед вашим взглядом картина была целостной.
За пределами глаза
Покинув глаз, аксоны ганглионарных клеток образуют зрительный нерв, который направляет зрительную информацию в мозг. Зрительный нерв из одного глаза стремительно пересекает небольшое расстояние вдоль нижней части мозга, а в месте под названием «перекрест зрительных нервов» сталкивается со зрительным нервом из другого глаза. Здесь нервные волокна пересекаются друг с другом, после чего вновь расходятся и продолжают путь, каждый со своей частью информации об окружающей действительности. Пересечение волокон приводит к тому, что информация из правого поля зрения в основном обрабатывается левым полушарием, а из левого – правым.
Следующая остановка зрительного сигнала – структура, с которой мы уже коротко познакомились прежде, таламус. Вы уже вряд ли удивитесь, что таламусов – как по чти всех остальных структур мозга – на самом деле два.
Они расположены прямо друг напротив друга посреди мозга, у верхушки ствола головного мозга. И, как почти все остальные участки мозга, сам таламус состоит из огромного количества небольших центров (около 50), каждый из которых выполняет свои функции. Поэтому считать таламус цельной структурой также неверно.
Таламус часто называют «стражем» или «реле», поскольку он выступает заградителем сигналов от нейронов, аксоны которых поднимаются вверх по коре головного мозга. Почти вся информация, полученная через органы чувств (кроме обонятельной), сначала останавливается в соответствующем центре таламуса, а уже потом направляется в ту часть коры, которая отвечает за ее обработку.
Но обозначить таламус одним лишь словом «реле» – значит излишне упростить его задачу, которая заключается не только в том, чтобы пропускать информацию в мозг. Таламус еще анализирует и совершенствует информацию, которая попадает в его центры. Кроме того, он играет важную роль как в работе памяти, так и в формировании эмоций и чувственном восприятии.
Зрение и кора головного мозга
К середине XIX столетия многие уже понимали, насколько для зрения важен таламус. Примерно в то же время нейробиологи начали осознавать, что без коры головного мозга зрительное восприятие было бы невозможно.
На связь коры головного мозга со зрением указывают и заметки знаменитого врача Германа Бургаве, который жил в конце XVII – начале XVIII в. Бургаве описывал попрошайку, у которого – по неизвестным причинам – верхняя часть черепа (называемая черепным сводом) была отделена от головы. Попрошайка нарочно привлекал внимание общественности (и пробуждал в ней щедрость) тем, что использовал свод собственного черепа как посудину для пожертвований.
В каждом из глаз человека существует слепое пятно, прямо как при вождении автомобиля. Это участки глаз диаметром порядка 1,5 мм в диаметре, от которых не поступает никакой зрительной информации.
Согласно записям Бургаве, за монетку попрошайка разрешал прикоснуться к своему мозгу. Как ни удивительно, некоторые люди соглашались. Бургаве подробно описал, что чувствовал попрошайка, когда кто-то проводил пальцами по обнаженной коре его головного мозга. Сначала у него перед глазами будто вспыхивало – как когда резко садишься на постели или крепко ударяешься головой, только ярче. Если человек надавливал на мозг сильнее, вспышки превращались в полноценную слепоту. А если человек давил еще сильнее (что уже явно было жестокостью с его стороны), то попрошайка терял сознание. Но стоило отнять руку, как тот вновь приходил в себя8.
Хотя подробности этой истории способны вызвать потрясение – и отвращение – у многих из нас, некоторых нейробиологов того времени в первую очередь волновали условия, при которых попрошайка слеп. Если, надавив на открытую кору головного мозга человека, можно ослепить его, то часть коры головного мозга должна отвечать за зрение.
Самое яркое подтверждение этой гипотезы удалось найти немецкому физиологу Герману Мунку (итальянский анатом Бартоломео Паницца пришел к тем же выводам несколькими десятилетиями ранее, вот только этому никто в свое время не придал значения). В 1870-1880-е гг. Мунк провел ряд опытов, в процессе которых нарочно нарушал целостность участков затылочной доли у собак. Если повреждение было небольшим, то собаки испытывали трудности в распознавании действительности. У них сохранялось зрение, только они будто забывали знакомые лица и предметы. Например, они не проявляли никаких эмоций, если в помещение заходил их хозяин, и не обращали внимания на еду перед собой, несмотря на голод.
