Разговор с электрическим мозгом - Василий Захарченко

Ну, а сам головной мозг? Сколько информации он может пропускать? Увы, несравнимо меньше - всего 50-100 тысяч бит в секунду. То есть по своим возможностям он приближается к телеграфу.

Анализируя эти цифры, мы приходим к поразительному выводу: анализаторы человека, подобно телевизионной системе, не извлекают информацию, а лишь переносят ее с одного места на другое. Иначе поток информации захлестнул бы человеческое сознание. Посчитайте сами.

Зрительный нерв имеет около миллиона волокон. За одну десятую долю секунды сетчатка нашего глаза может пропускать в мозг примерно миллион сведений из внешнего мира. Все миллиарды нейронов нашего мозга могут быть забиты информацией на протяжении нескольких десятков минут. То есть вся емкость мозга будет полностью израсходована в течение очень короткого времени.

Здесь перед человеческим мозгом возникает сложная и интересная задача: необходимо выделить главное в изображении, устранить неконтролируемый поток информации. Нужно исключить сигналы, многократно повторяющиеся и уже потерявшие свое значение,- именно они могут забить кладовые нашего разума ненужным багажом.

Природа поступила гениально. Свойство сетчатки глаза таково, что она реагирует не на постоянный световой поток, а лишь на его изменения. Она позволяет видеть меняющиеся по яркости или по окраске движущиеся детали.

А как же, спросите вы, если перед вами окаменевший пейзаж, неподвижная картина? Оказывается, и об этом подумала природа.

Глаз человека, помимо его воли и сознания, находится в непрерывном движении. Он скользит по изображению, не охватывая все изображение одновременно. Подобно электронному лучу в телевизионной трубке, глаз непрерывно движется с одной точки изображения на другую. А ведь когда-то люди об этом даже и не знали. Глаз лягушки, лишенный этих качеств, может видеть только движущийся предмет - только летящую муху или ползущего жука. Если предмет останавливается, лягушка не видит его.

Несколько лет назад советские ученые провели опыт: на резиновом присоске к глазному яблоку, чуть в стороне от зрачка, прикрепляется крошечное зеркало. Маленькое, почти пылинка, оно способно отражать падающий луч. Вы сидите в полутемной комнате. Луч света падает на зеркальце, отражается от него, и крохотная точка - зайчик - скользит по темному экрану. Вы рассматриваете картину. И вот перед вами на экране отражается тайна, ранее скрытая от вашего взора,- фантастическая картина: световой карандаш стремительно рисует на плоскости экрана. Как вы думаете, что?

Когда вместо экрана была помещена фотографическая пластинка, отраженный луч пробегал по ней, то замирая, то скрываясь. На фотоснимке запечатлелось непроизвольное движение зрачка.

Человек рассматривал привычную глазу картину художника Шишкина "Утро в сосновом лесу". На проявленной пластинке белым карандашом луча была нарисована условная картина со знакомым нам деревом и медведями.

Этот опыт стал еще одним доказательством непрерывного движения нашего глаза, обегающего изображение. Глаз не воспринимает весь головокружительный, подавляющий поток световой информации, который бы раздавил наше сознание, а выбирает, скользя по этому потоку, лишь то характерное, что передает нашему мозгу изображение.

Как же работает наш глаз? В чем секрет узнавания? Крохотные колбочки и палочки - окончания нервных центров - воспринимают световой поток, который направляется на глазное дно хрусталиком глаза. Хрусталик - это линза. Она концентрирует пучки света. Но колбочки и палочки в состоянии передавать информацию только на границе освещенности - там, где тень соприкасается со светом. Именно здесь рождается изображение. Если бы этой границы не существовало, наш глаз был бы слепым. Чтобы охватить изображение целиком, граница должна непрерывно меняться.

Совершая вертикальные, горизонтальные и даже вращательные движения, глаз непрерывно перемещает пограничную линию освещенности по нервным окончаниям.

Характерно и другое: нервные нити, идущие от колбочек и палочек к зрительным отделам головного мозга, все время уменьшаются. Происходит как бы укрупнение элементов зрительных образов.

Но ведь это только видение. А как же с узнаванием? Перед нами десяток изображений - фотографических, условных и реальных - одного и того же предмета. Пускай это будет обыкновенная кошка. Вот фотография ее пушистой мордочки, вот рисунок кошки, взятый из мультипликационного фильма, вот совершенно условное изображение кошки, нарисованной со спины. Но, глядя на любое из этих изображений, мы безошибочно говорим: "Смотрите, кошка!"

Зрительная система не просто переносит в мозг сведения о цвете и яркости того или иного участка светового потока, но, видимо, уже с самого начала на сетчатку глаза попадают характерные элементы изображения. Все второстепенное отбрасывается. Информация на пути к мозгу обобщается, объединяется в группы, группы эти еще более укрупняются и на подступах к мозгу составляют зрительный образ, совпадая или расходясь с памятью, заложенной в клетках мозга. Так осуществляется поразительный процесс узнавания предмета. Хотим мы того или не хотим, но весь наш жизненный опыт создает обобщенный образ, складывающийся из многих и многих, подсказанных памятью, образов, в разное время попавших в копилку нашего мозга. Именно то, что мы сравниваем с этими сложившимися образами всю поступающую в наш мозг зрительную информацию, и составляет тайну процесса узнавания нами того или иного предмета.

Такими же путями происходит узнавание звуков, формы предметов, вкуса и запахов.

Сложность анализа этого процесса еще более усугубляется отсутствием точных данных для некоторых каналов информации.

Чем измерить шероховатость камня, ощущаемую осязанием, или сигналы, поступающие в мозг от ложки супа?

Положение еще более усложняется тем, что у многих животных, у рыб и насекомых обоняние, например, играет порой более важную роль, чем зрение. Мы же, говоря о запахе, употребляем определения "слабо", "сильно" и даже точно не знаем природу его воздействия на человека. То же можно сказать и об осязании. Но что поразительно: даже при самых бедных каналах информации мозг человека в состоянии перерабатывать эту информацию и безгранично расширять ее.

...Ольга Скороходова в раннем детстве лишилась зрения и слуха. Но она научилась произносить слова, хотя для того, чтобы управлять их произношением, слова нужно слышать. В ее распоряжении осталось лишь три канала соприкосновения с миром: осязание, обоняние и вкус.

Вся информация из внешнего мира поступает к ней через осязание. Скороходова читает слова, когда их пишут на ее ладони. Она читает книги с выпуклыми буквами. Разговаривая с вами, она не слышит вас и себя, но она говорит правильно, и только, может быть, чуть глуховатый, необычный голос выдает то, что мы имеем дело с человеком, который не может корректировать оттенки своей речи. Но, общаясь с этим человеком, вы не увидите никакой разницы в мироощущении - это производит потрясающее впечатление.

Ольга Скороходова даже пишет стихи. Стихи эти и в жизни ее тоже играют большую роль, помогая интеллектуальному, всестороннему развитию человека, жестоко обиженного природой.

История рассказывает нам и о другом случае.

С детства лишилась американка Елена Келлер слуха и зрения. Нечеловеческим трудом сумела она преодолеть все свои недостатки. Она получила среднее образование, затем высшее и наконец защитила диссертацию на звание доктора философии.

Это не только личный подвиг людей, которые в труднейших условиях сумели подняться до высот человеческого развития, но это и живой пример колоссальных, еще не освоенных возможностей нашего мозга, способного взаимозаменять отдельные свои функции.

...Знаменитый французский химик-микробиолог Луи Пастер з молодости пережил кровоизлияние в правую половину мозга. Глубина поражения мозга не была известна. Луи Пастеру принадлежат многие замечательные открытия, он был одним из наиболее выдающихся ученых своего времени. А когда он умер и была вскрыта его черепная коробка, обнаружилось, что половина мозга была полностью атрофирована. Все свои лучшие работы французский ученый провел, пользуясь только одной половиной головного мозга, половиной, которая не только взяла на себя нагрузку атрофированной части, но и выдвинула Пастера в ряды всемирно известных ученых.

Но есть и другая сторона дела, чисто практическая.

В последние годы многие научные институты, пытаясь помочь слепым в их общении с окружающим миром, обращаются к кожному осязанию.

Американцы создали установку, в которой образ воспринимается слепым кожей спины. Изображение воспринимается объективом и с помощью электроники преобразуется в колебания крохотных вибраторов, соприкасающихся со спиною пациента. Дрожание вибраторов воспринимается слепым, как зрительный образ.