Mūsų, kaip ir visų kitų juslių, vizija yra kali ir kintama, atsižvelgiant į patirtį. Paimkite, pavyzdžiui, tuos atvejus, kai žmonėms, kuriems trūksta vienų jausmų, kompensuojamieji padidėja, palyginti su kitais, pavyzdžiui, akliesiems padidėja prisilietimo ir klausos pojūtis. Pasitelkę šiuolaikinius metodus, neuromokslininkai įtikinamai įrodė, kad smegenų nervų grandinės fiziškai keičiasi: jutimo centrai pertvarkomi ieškant efektyvios pusiausvyros tarp turimų nervinių išteklių galimybių ir jiems keliamų reikalavimų gaunamų jutiminių įspūdžių dėka. Šio reiškinio tyrimai rodo, kad kai kurios jutimo zonos turi natūralų polinkį į tam tikras funkcijas, tačiau jos taip pat aiškiai parodo besivystančių smegenų plastiškumą.
Paimkite žiurkę, kuri yra akla nuo gimimo, tarkime, dėl abiejų tinklainės pažeidimų. Kai ji auga, jūs mokote ją eiti per labirintą. Tada jūs lengvai sugadinsite jos regos žievę. Jūs vėl paleisite žiurkę į labirintą ir palyginsite laiką, kuris užtruko prieš operaciją ir po jos. Iš esmės regos žievės pažeidimas neturėtų paveikti akliosios žiurkės galimybės plaukti labirintu. Tačiau klasikinis eksperimentinis atradimas, kurį Carl Lashley ir jo kolegos padarė prieš kelis dešimtmečius, yra tas, kad žiurkei užduotis sekasi prasčiau: matyt, jos regimoji žievė yra investuojama į procesą, nors mes nežinome, kaip.
- „Salik.biz“
Maždaug tuo pačiu metu gydytojai pranešė apie du vystymosi aklumo tipus. Pirmajame variante pacientas, kurio viena akis nuo gimimo buvo akla dėl kataraktos ar retos akių vokų ligos, pašalinus šią anatominę problemą, vis tiek liko akla ar beveik akla šios akies link - kažkas neleido tinkamai sudegti jos nervų keliams. Antrasis variantas apėmė vaikus, turinčius įgimtą gyslelę: kai jie užaugo, viena iš akių labai dažnai nustojo veikti - vadinamoji „tingioji akis“, moksliškai - ambliopija. Akis iš tikrųjų nereiškia - jos tinklainė funkcionuoja, tačiau žmogus to nemato.
Vizijos pradininkai Davidas Hubelis ir Thorstenas Wieselis, atradę vaizdo apdorojimo principus regimojoje žievėje (ir už tai gavę Nobelio premiją), eksperimentuodami su gyvūnais, išaiškino neurologinį ambliopijos pagrindą. Sinapsės, jungiančios tinklainės ląsteles su centrine nervų sistema, gana smarkiai kalinamos kritiniu ankstyvojo gyvenimo laikotarpiu. Jei žievės neuronai gauna daug informacijos iš vienos akies, o iš kitos negauna, tada pirmąją akį reprezentuojantys aksonai užfiksuoja visas žievės neuronų sinapsines erdves. Tuo pačiu metu antroji akis išlieka funkcionali, tačiau be ryšių su žievės neuronais.
Įprastomis aplinkybėmis vaizdai iš abiejų akių yra užrašomi beveik tobulai, o ta pati vaizdinės scenos vieta stimuliuoja vieną žievės neuronų grupę. Bet kai Hubelis ir Wieselis dirbtinai „sukryžiavo“jaunų gyvūnų akis prizma, kuri pasisukdavo matomą vaizdą, vaizdai iš dviejų akių tinkamai nesutapdavo toje pačioje smegenų vietoje. Su strabismu žmogus mato du atskirus ir prieštaringus vaizdus. Smegenys yra priverstos pasirinkti vieną akį. Tuo pačiu metu antrosios jungtys yra slopinamos - pirmiausia laikinai, tada visam laikui, o akis tampa funkciškai akla.
Kitas kruopštus eksperimentas demonstruoja kitokį žievės reakcijų pertvarkymą. Tinklainės „žemėlapis“yra išdėstytas regimojoje žievėje - žinoma, jį iškraipo žievės paviršiaus bangavimas, nepaisant to, nesunku įsitikinti, kad kaimyniniai tinklainės taškai yra nukreipti į kaimyninius regos žievės taškus, organizuojant tam tikrą vizualinį scenos žemėlapį ant jo. Charlesas Gilbertas iš Rokfelerio universiteto neskausmingai lazeriu išdegino mažą beždžionės tinklainės skylę, tada įrašė ją iš regos žievės, kad pamatytų, kaip reagavo žievės žemėlapis. Iš pradžių jame buvo skylė, atitinkanti tinklainės skylę. Bet po kurio laiko gretimos žievės sritys perėjo ir užėmė laisvą vietą: kaimyninės tinklainės sritys dabar susisiekė su žievės neuronais, kurie paprastai reaguotų į pažeistą vietą.
Tai nereiškia, kad buvo pažeistas tinklainės regėjimas. Jei pažeista tinklainė, niekada nepamatysite nieko sunaikinto - dabar jūs turite aklą vietą. Bet net jei smegenys nesugeba kompensuoti tinklainės skylės, aplink ją esanti sritis „užims“daugiau žievės neuronų nei anksčiau. Galime pasakyti, kad gamta tokiu būdu užkerta kelią žievės tuštybei: amžinas žievės dalies, nustojusios priimti signalus iš natūralaus šaltinio, neveiklumas yra neleistina prabanga, todėl laikui bėgant ji pradeda funkciškai suteikti nepažeistus ryšius.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ryškūs smegenų plastiškumo įrodymai buvo gauti iš aklų žmonių smegenų veiklos nuskaitymo. Kai aklieji skaitytojai skaitytojai pirštais skaitydavo Brailio raštą, buvo aktyvi smegenų pirminė regos žievė, kuri paprastai apdoroja vaizdinius signalus. Kažkodėl lytėjimo informacijos apdorojimas užėmė nenaudojamą vaizdinį centrą.
Kitas ryškus pavyzdys yra smuikininkai. Skambant smuiku, viena ranka atlikdami šluojančius judesius, lenkiatės stygomis, o kita ranka atliekate labai subtilius judesius, spausdami stygas aiškiai apibrėžtuose kaklo taškuose - labai greitai, jei esate geras smuikininkas, ir stebėtinai greitai, jei esate žvaigždė. Nepaprastas iššūkis greičiui ir tikslumui! Profesionalūs smuikininkai šiuos judesius praktikuoja daugybę valandų kiekvieną dieną. Tai atsispindi fizinėje jungčių vietoje jų smegenyse. Piršto judesius kontroliuoja tam tikra smegenų sritis, o smuikininkai - plečiasi - dėl kaimyninio smegenų audinio, turinčio savo funkcijas. Bet tai pasakytina tik apie baro ranką. Ta pati sritis, esanti kitoje smegenų pusėje, kontroliuojanti nulenktą ranką, neišsiplečia, nes šios rankos judesiai yra palyginti šiurkštūs.
Laboratorijoje taip pat buvo tiriama priešinga situacija - nepriteklius, o ne per daug. Tamsoje užaugintos katės prarado galimybę tinkamai sujungti vaizdus iš abiejų akių. Kitos katės buvo užaugintos tokiomis sąlygomis, kad matydavo tik vertikalias arba horizontalias juosteles: pirminėje regimojoje žievėje jos turėjo neįprastai daug neuronų, suderintų atitinkamai su vertikalia ir horizontalia. Kita kačių grupė užaugo tamsiame kambaryje, apšviestame labai trumpais šviesos blyksniais: tokie gyvūnai galėjo matyti, bet nejuto judesio, nes jų tinklainė neturėjo laiko užregistruoti objektų judesių blyksčių metu ir jų žievėje nebuvo neuronų, kurie selektyviai reaguotų į judesį. skirtingos kryptys.
Visa tai rodo kylančių jutimo sistemų lankstumą. O kas, jei žmogus iš viso užauga be regėjimo? Neuropsichologas Donaldas Hebbas prognozavo, kad regėjimo iš esmės galima išmokti. Sudėtingas suvokimas formuojamas per patirtį, susiejant, ir, jo manymu, tai turėtų įvykti ankstyvame amžiuje, prieš tai, kai smegenys neprarado galimybės sudaryti naujus reikalingus mazgus. Iš esmės jo mintis buvo teisinga: daug kas priklauso nuo regėjimo patirties. Tačiau išvada, kad taip atsitinka jauname amžiuje, atrodo, tik iš dalies teisinga.
Įrodymai yra gauti iš eksperimentų su žmonėmis, kurie gimė akli ir vėliau gabūs regėjimui. Pavanas Sinha iš Masačusetso technologijos instituto vizito į savo tėvynę metu sužinojo, kad Indijos kaimuose gyvena apie 300 tūkstančių vaikų, turinčių tankią įgimtą kataraktą. Šiems vaikams akies lęšiuką keičia drumstas pluoštinis audinys. Katarakta leidžia pro šviesą praeiti ir leidžia atskirti ją nuo tamsos, tačiau nereikia kalbėti apie detalių žiūrėjimą. Puikiai derindamas mokslą su humanizmu, Sinha organizavo programą, skirtą šiems vaikams surasti ir pervežti į Naująjį Delį, kur šiuolaikinės ligoninės chirurgai lęšius pakeitė dirbtiniais analogais (tokia pati kataraktos operacija atliekama daugeliui senyvų žmonių).
Sinha komanda patikrino jaunų pacientų regėjimą prieš operaciją, iškart po operacijos ir po mėnesių ar metų. Pašalinus kataraktą, vaikų regėjimas greitai neatsistatė. Iš pradžių pasaulis jiems atrodė miglotas ir miglotas. Tačiau laikui bėgant jie pradėjo aiškiai matytis ir po kelių mėnesių jau galėjo atskirti detales, o ne tik atskirti šviesą nuo tamsos. Dabar daugelis galėjo vaikščioti be baltos cukranendrės, važiuoti dviračiu perpildytoje gatvėje, susipažinti su draugais ir šeima, lankyti mokyklą ir užsiimti kita regima veikla.
Vis dėlto atrodo, kad jie niekada nebuvo pasiekę tobulo regėjimo. Jo sunkumas išliko mažesnis nei normalus net ir po kelių mėnesių treniruočių. Vienas pacientas teigė, kad gali skaityti laikraščių antraštes, bet ne puikiai išspausdintą. Kiti turėjo sunkumų atliekant konkrečias vaizdines užduotis, pavyzdžiui, atpažinti dvi sutampančias figūras atskirai. Taigi regėjimą galima atkurti, tačiau regos sistemos plastiškumas nėra neribotas.
Kitas to įrodymas yra specialiųjų apatinės laikinės skilties sričių, kurios reaguoja tik į veidus kaip regos stimulas, darbas - vadinamosios „veido dėmės“(fuzifinės veido zonos). Tai, kad jie stabiliai randami tose pačiose vietose skirtingiems žmonėms (ar beždžionėms), rodo, kad jie natūraliai įterpti į smegenis. Kaip sužinojo Indijos vaikai, jų smegenų veikla pasikeitė: iškart po kataraktos pašalinimo reakcija į regos dirgiklius, įskaitant veido atvaizdus, buvo sutrikusi, išsibarstė po visą smegenų žievę, tačiau netrukus ją pakeitė daugybė dėmių, esančių normaliose padėtyse. … Tai rodo, kad smegenys iš anksto žinojo, kur turi būti veido dėmės, ir rodo tam tikrą regos struktūrų nulemimą.
Galiausiai, 2017 m., Margaret Livingston ir kiti Harvardo medicinos mokykloje paskelbė tvirto ir elegantiško jutiminio nervo plastiškumo eksperimento rezultatus. Jie nuo pat gimimo augino makakas taip, kad niekada nematė veidų. Nei žmogus, nei ape, nei joks kitas asmuo. Beždžionėmis buvo rūpinamasi meile, tačiau eksperimentatoriai kiekvieną kartą nešiojo suvirinimo kaukę, kad galėtų su jomis bendrauti.
Kitu atveju makakos užaugo visiškai įprastame vaizdiniame pasaulyje: jie galėjo pamatyti viską savo narve ir likusiame kambaryje; galėjo pamatyti eksperimentatoriaus liemenį, rankas ir kojas; galėjo pamatyti kūdikio buteliuką, iš kurio jie buvo šeriami. Jie galėjo išgirsti įprastus beždžionių pakelio garsus. Vienintelis dalykas, kurio jie negalėjo pamatyti, buvo veidai. Makakos dažniausiai vystėsi normaliai ir, patekusios į pulką, sėkmingai pradėjo bendrauti su artimaisiais ir sėkmingai įsiliejo į beždžionių visuomenę.
Eksperimentai patikrino makakų smegenų veiklą, pateikdami jiems įvairius regos dirgiklius, įskaitant veidus. Kaip jau galėjote atspėti, jie užaugo be veido dėmių smegenyse. Pažymėtina, kad tos laikinosios skilties sritys, kurios paprastai būtų naudojamos veido atpažinimui, vietoj to reagavo į rankų atvaizdus. Įprastoje socialinėje aplinkoje svarbiausi primato vizualiniai objektai yra veidai. Veidai signalizuoja pyktį, baimę, priešiškumą, meilę ir visą kitą emocinę informaciją, svarbią išgyvenimui ir klestėjimui. Matyt, antra svarbiausia primato aplinkos apsaugos detalė yra rankos: pačių beždžionių rankos ir jas maitinusių bei auginančių eksperimentų dalyvių rankos.
Nors jų „veido“dėmės virto „sutramdytais“, šis pakeitimas tam tikru mastu pasirodė esąs plastinis. Praėjus maždaug šešiems mėnesiams po to, kai makakoms buvo leista pamatyti eksperimentuotojų ir kitų beždžionių veidus, šių smegenų sričių neuronai pamažu atgavo jautrumą veidams. Akivaizdu, kad veidai perteikia tiek daug svarbios informacijos, kad sugeba atgauti smegenų sritis, kurios anksčiau buvo užfiksuotos rankomis.
Ištrauka iš amerikiečių neuromokslininko ir oftalmologo Richardo Maslando (1942–2019) knygos „Mes tai žinome, kai pamatome“