Глаз, мозг, зрение - Дэвид Хьюбел

У некоторых людей может возникнуть опасение, что такого рода материалистическая концепция, рассматривающая мозг как некую супермашину, лишит нашу жизнь очарования и отвратит нас от духовных ценностей. Это сродни опасению, что знание анатомии человека помешает нам восхищаться формами человеческого тела. Художники и медики знают, что верно как раз обратное. Проблема здесь лингвистическая: если машиной называют нечто с заклепками, храповиками и шестернями, то это действительно звучит неромантично. Но я разумею под машиной всякий объект, выполняющий свои функции в согласии с законами физики, объект, который мы можем в конечном счете понять точно таким же образом, как мы понимаем работу печатного станка. Я верю, что мозг — именно такой объект.

Надо ли тревожиться о возможных ужасных последствиях понимания механизмов мозга, аналогичных последствиям понимания атома? Нужно ли опасаться того, что ЦРУ станет читать или контролировать наши мысли? Я не вижу оснований, чтобы мучиться по этому поводу бессонницей, по крайней мере в предстоящем столетии. Из всех предшествующих глав этой книги должно быть очевидно, что чтение мыслей или управление ими с помощью достижений нейрофизиологии примерно столь же осуществимо, как поездка на уик-энд в галактику Андромеды и обратно. Но даже если бы контроль над мыслями оказался в принципе возможным, по сравнению с ним профилактика или излечение миллионов страдающих шизофренией должны быть легкой задачей. Я предпочел бы рискнуть и продолжать исследования.

Мы можем вскоре столкнуться с проблемой иного рода: как примирить некоторые из наших наиболее сокровенных и глубоко укоренившихся верований с новыми сведениями о мозге. В 1983 году римская католическая церковь официально указала на приемлемость физики и космологии, провозглашенной Галилеем 350 лет тому назад. Сегодня наши судьи, политические деятели и издатели столкнулись с аналогичной проблемой в связи с изучением школьниками фактов, касающихся эволюции и молекулярной биологии. Если дух и душа значат для нейробиологии то же, что небеса для астрономии и сотворение мира для биологии, то в недалеком будущем можно ожидать третьей революции в умах. Нам не следует, однако, самодовольно считать все это проявлением борьбы между мудростью науки и религиозным невежеством. Если люди склонны бережно хранить некоторые верования, то вполне разумно предполагать, что эволюция нашего мозга способствовала этой склонности — по причинам, связанным с выживанием. Отказ от старых верований или мифов и замена их научным мировоззрением не должны осуществляться поспешно или по указу. Но я думаю, что нам придется в конце концов видоизменить наши верования и отыскать в них место для фактов, которые наш мозг позволил нам установить путем эксперимента и дедукции: Земля круглая; она вращается вокруг Солнца; живые существа эволюционируют; жизнь можно объяснить фантастически сложным взаимодействием молекул; а мысль удастся когда-нибудь понять как функцию фантастически сложных систем нейронных соединений.

Потенциальная польза от познания мозга связана не только с лечением и профилактикой неврологических и психических заболеваний. Она должна затронуть и такие, например, области, как образование, где мы тоже пытаемся влиять на мозг. Так разве мы не сможем учить лучше, если познаем объект, на который хотим воздействовать? Возможная польза распространяется даже на искусство, музыку, спорт и общественные отношения. Все, что мы делаем, зависит от нашего мозга.

Сказав все это, я все-таки должен признаться, что самым сильным побудительным мотивом для меня и, полагаю, для большинства моих коллег служит чистая любознательность по отношению к работе самой сложной из известных ныне структур.

Литература для дополнительного чтения

Scientific American issue on the brain, 241 (3), September 1979. Reprinted as The Brain, A Scientific American Book, W. H. Freeman, New York, 1979.

Nauta W.J.H., Feirtag M. Fundamental Neuroanatomy, W. H. Freeman, New York, 1986.

Ramón у Cajal, Santiago. Histologie du Système Nerveux de l’Homme et des Vertébrés, vols. 1 and 2 (translated by L. Azoulay from the Spanish), Madrid, 1952.

Kandel E. R., Schwartz J. H. Principles of Neural Science, Elsevier North-Holland, New York, 1981.

Kuffler S. W., Nicholls J. G., Martin A.R. From Neuron to Brain, 2d ed., Sinauer Associates, Sunderland, Mass., 1984.

Dowling J. E. The Retina — An Approachable Part of the Brain, Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1987.

Kuffler S. W., Nicholls J. G., Martin A. R. From Neuron to Brain, 2d ed., Sinauer Associates, Sunderland, Mass., 1984.

Kuffler S. W. Neurons in the retina: Organization, inhibition and excitatory problems. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 17, 281—292 (1952).

Schnapf J. L., Baylor D. A. How photoreceptor cells respond to light. Sci. Am., 256. 40—47 (1987).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Receptive fields of single neurones in the cat’s striate cortex. J. Physiol., 148. 574—591 (1959).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat’s visual cortex. J. Physiol., 160. 106—154 (1962).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Receptive fields and functional architecture in two non-striate visual areas (18 and 19) of the cat. J. Neurophysiol., 28, 229—289 (1965).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J. Physiology, 195, 215—243 (1968).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Brain mechanisms of vision. Sci. Am., 241, 130—144 (1979).

Hubel D. H. Exploration of the primary visual cortex, 1955—78 (Nobel Lecture). Nature, 299, 515—524 (1982).

Hubel D. H., Wiesel T. N. Functional architecture of macaque monkey visual cortex (Ferrier Lecture). Proc. R. Soc. Lond. B, 198, 1—59 (1977).

Hubel D. H. Exploration of the primary visual cortex, 1955—78 (Nobel Lecture). Nature, 299, 512—524 (1982).

Sperry, Roger. “Some effects of disconnecting the cerebral hemispheres” (Nobel Lecture, 8 Dec. 1981). In.: Les Prix Nobel, Almqvist & Wiksell International, Stockholm, 1982.

Gazzaniga M. S., Bogen J. E., Sperry R. W. Observations on visual perception after disconnexion of the cerebral hemispheres in man. Brain, 88, 221—236 (1965).

Gazzaniga M. S., Sperry R. W. Language after section of the cerebral commissures. Brain, 90, 131—148 (1967).

Lepore F., Ptito M., Jasper H. H. Two Hemispheres — One Brain: Functions of the Corpus Callosum, Alan R. Liss, New York, 1984.

Julesz, Bela. Foundations of Cyclopean Perception, University of Chicago Press, Chicago, 1971.

Poggio G. F., Fischer B. Binocular interaction and depth sensitivity of striate and prestriate cortical neurons of the behaving rhesus monkey. J. Neurophysiol., 40, 1392—1405 (1977).

Daw N. W. The psychology and physiology of colour vision. Trends in Neurosci, 7, 330—335 (1984).

Hering, Ewald. Outlines of a Theory of the Light Sense (translated by Leo M. Hurvich and Dorothea Jameson), Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1964.

Ingle D. The goldfish as a Retinex animal. Science, 227, 651—654 (1985).

Land E. H. An alternative technique for the computation of the designator in the Retinex theory of color vision. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 3078—3080 (1986).

Livingstone M. S., Hubel D. H. Anatomy and physiology of a color system in the primate visual cortex. J. Neurosci., 4, 309—356 (1984).

Schnapf J. L., Baylor D. A. How photoreceptor cell respond to light. Sci. Am., 256, 40—47 (1987).

Southall J.P.C. (ed.). Helmholtz’s Treatise on Physiological Optics (translated from 3d German edition), 3 vols. bound as 2, Dover Publishers, New York, 1962.

Hubel D. H. Effects of deprivation on the visual cortex of cat and monkey, Harvey Lectures, Series 72, Academic Press, New York, 1978, pp. 1—51.

Wiesel T. N. Postnatal development of the visual cortex and the influence of environment (Nobel Lecture). Nature, 299, 583—591 (1982).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Effects of visual deprivation on morphology and physiology of cells in the cat’s lateral geniculate body. J. Neurophysiol., 26, 978—993 (1963).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Receptive fields of cells in striate cortex of very young, visually inexperinced kittens. j. Neurophysiol., 26, 994—1002 (1963).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Single-cell responses in striate cortex of kittens deprived of vision in one eye. J. Neurophysiol., 26, 1003—1017 (1963).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Comparison of the effects of unilateral and bilateral eye closure on cortical unit responses in kittens. J. Neurophysiol., 28, 1029—1040 (1965).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Binocular interaction in striate cortex of kittens reared with artificial squint. J. Neurophysiol., 28, 1041—1059 (1965).

Wiesel T. N., Hubel D. H. Extent of recovery from the effects of visual deprivation in kittens. J. Neurophysiol., 28, 1060—1072 (1965).

Hubel D. H., Wiesel T. N., Le Vay S. Plasticity of ocular dominance columns in monkey striate cortex. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 278, 377—409 (1977).

Crick F.H.C. Thinking about the brain. Sci. Am., 241, 219—233 (1979).

Hubel D. H. “Neurobiology: A science in need of a Copernicus,” in J. Neyman (ed.), The Heritage of Copernicus, Part II, M.I.T. Press, Cambridge, Mass., pp. 243—260.

Van Essen D. C., Maunsell J. H. R. Hierarchical organization and functional streams in the visual cortex. Trends in Neurosci., 6, 370—375 (1983).

Источники заимствованных иллюстраций

Illustrations by Carol Donner Tom Cardamone Associates.

Frontispiece Joseph Gagliardi.

1. Cajal Institute.

2. by Carol Donner.

3. Art by Carol Donner.

4. Drawings by Santiago Ramón у Cajal. From Histologie du Systéme Nerveux de l’Homme et des Vertebres, Madrid, 1952. — Jennifer Lund, J. Comp. Neurology, 257, 60—92 (1987).

7. Art by Carol Donner.

8. Drawing by Santiago Ramón у Cajal. Painted by R. Padró.

9. Sanford L. Palay, Harvard Medical School.

11. Cedric Raine, Albert Einstein College of Medicine.

12. Barbara Reese, National Institutes of Health.

17. Art by Carol Donner.