Антрополог на Марсе

Этот эксперимент выглядел как аномалия и не укладывался в существовавшую цветовую теорию, но и не породил новой. Более того, казалось возможным, что знание зрителем существующих цветов может влиять на его восприятие.

Чтобы показать, что не существует ключа для предсказания цвета, который будет увиден, Лэнд решил заменить привычные, естественные изображения окружающего мира абстрактной многоцветной мозаикой, представлявшей собой набор полосок цветной бумаги. Такого рода мозаики напоминали картины голландского художника Пита Мондриана, и Лэнд назвал их «цветными мондрианами». Используя мондрианы, освещавшиеся тремя проекторами, и три фильтра — красный (длинноволновый), зеленый (средневолновый) и синий (коротковолновый) — Лэнд показал, что если на поверхности экрана формируется часть сложной многоцветной картины, то при этом нет простой связи между длиной волны света, отраженного от экрана, и воспринимаемым цветом.

Более того, если отдельную цветную полоску (которую, к примеру, мы обычно видим зеленой) изолировать от окружающих цветов, она будет восприниматься как белая или как бледно-серая вне зависимости от того, какой луч света использовался для ее освещения. Лэнд показал, что такая полоска не может считаться прирожденно зеленой, а свой цвет она получает, взаимодействуя с окружающими ее зонами мондриана.

В то время как, согласно классической теории Ньютона, цвет представлялся локальным и повсеместным и зависел от длины волны света, отраженной от каждой точки объекта, Лэнд показал, что цвет распределен не локально и не повсеместно, а зависит при наблюдении всей картины от восприятия цветов каждой точки объекта и цветового фона. При этом должны иметь место непрерывные связи, сравнение каждой части зрительного поля с его собственным окружением, чтобы получить глобальный синтез — по Гельмгольцу, совершить «акт суждения».

Лэнд показал, что это положение, или корреляция, подчиняется фиксированным, формальным правилам и что он в состоянии предсказать, какие цвета будут восприняты наблюдателем в различных условиях. Он изобрел «цветной куб», алгоритм для осуществления этой цели, а в сущности — модель сравнения мозгом яркости при различных длинах волн всех частей сложной многоцветной картины. В то время как цветовая теория Максвелла и его цветной треугольник основывались на концепции сложения цветов, модель Лэнда основывалась на сравнении.

Он полагал, что при восприятии объекта происходит сравнение двух сигналов: отражения от всей картины определенной группы длин волн или спектра (по терминологии Лэнда, «световой записи» спектра) и воздействия трех отдельных световых записей для трех длин волн, относящихся грубо к красной, зеленой и синей длинам волн. Этот второй сигнал создает цвет.

В то же время Лэнд старался избегать объяснений процессов, происходящих в мозгу при выполнении этих операций, и очень осторожно назвал свою теорию цветового зрения «теорией ретинекса», подразумевая, что должно существовать многофункциональное взаимодействие между сетчаткой (ретиной) и корой (кортексом) головного мозга.

Если Лэнд приближался к решению загадки цветового зрения на психофизическом уровне, опрашивая людей, как они воспринимают сложную многоцветную мозаику при изменении освещения, то Семир Зеки, ученый, работающий в Лондоне, решал проблему на физиологическом уровне путем внедрения в зрительную кору обезьян микроэлектродов, после чего измерял нейронные потенциалы, генерируемые при появлении цветного стимула, обычно изготовленного из цветной бумаги. В семидесятые годы XX века Зеки удалось найти на уровне циркуметриарной коры обезьян в зоне V 4группу клеток, которая, как он посчитал, реагирует на цвет. Зеки назвал их «цветокодирующими клетками». [19]Таким образом, через девяносто лет, после того как Вилбрандт и Веррей высказали предположение о наличии в мозгу специального центра, отвечающего за восприятие цвета, Зеки доказал, что такой центр действительно существует.

Пятьюдесятью годами раньше видный невролог Гордон Холмс, обобщив двести случаев нарушения зрения, вызванного огнестрельными ранениями головы, поразившими зрительную кору, не выявил ни одного случая ахроматопсии. Исходя из этого, он заключил, что цветовая слепота не может возникнуть лишь от одного повреждения зрительной коры. Заключение такого крупного авторитета в области неврологии, каким являлся Гордон Холмс, привело к тому, что проблема потеряла практический интерес. [20]

Положение изменилось после того, как Зеки в семидесятые годы XX века опубликовал ряд работ в области неврологии. После этого в медицинских журналах стали появляться статьи, описывающие новые случаи ахроматопсии с приложением результатов исследований по визуализации мозга с помощью новых технических достижений (аксиальной компьютерной томографии, ядерно-магнитного резонанса, позитронной эмиссионной томографии). В эти годы впервые появилась возможность визуально определить, с помощью каких зон мозга человек воспринимает цветное изображение. Хотя описываемые в литературе случаи часто касались других повреждений зрения (ослабления поля зрения, зрительной агнозии, алексии), повреждения, их вызывающие, как представлялось исследователям, находились в срединной ассоциативной коре, в зонах, соответствующих зоне V 4коры головного мозга обезьяны. [21]

В шестидесятых годах исследователи обнаружили в зоне V 1зрительной коры обезьяны клетки, чувствительные к длине волны, но не к цвету. В начале семидесятых годов Зеки обнаружил в зоне V 4клетки, чувствительные к цвету, но не чувствительные к длине волны. Однако эти клетки, указал он, получают импульсы от клеток зоны V 1, проходящие через промежуточную зону V 2. Таким путем чувствительность популяции зоны V 4покрывает большую часть диапазона видимого спектра.

Таким образом, Зеки подтвердил гипотезу Лэнда на анатомическом и физиологическом уровнях: световые записи для каждого спектра принимаются чувствительными к длине волны клетками зоны V 1, после чего сигналы сравниваются и коррелируются цветокодирующими клетками зоны V 4. Каждая из этих клеток функционирует как коррелятор Лэнда или как исполнитель «акта суждения», о котором говорил Гельмгольц.

Цветовое зрение, как и другие виды зрительных ощущений (глубинное зрение, восприятие движения, восприятие формы), не требует навыков и является естественной способностью человека. Правда, ощущение цвета можно вызвать искусственно — путем магнитной стимуляции зоны V 4, тем самым породив ощущение цветных кругов и гало, так называемых хроматофенов. [22]Но в обыденной жизни цветовое зрение является одним из внешних чувств человека, частью нашего бытия. Зона V 4может являться генератором цвета, но она, безусловно, связана с сотней других зон мозга и, возможно, в определенной степени управляется ими. Можно сказать, что интеграция происходит на высшем уровне, а ощущение цвета связано с памятью, ожиданиями, ассоциациями и желанием привести окружающий мир в соответствие с нашим собственным представлением. [23]

Мистер И., страдавший церебральной ахроматопсией (к счастью, не сопровождавшейся другими дефектами зрения), оказался, как я уже отмечал, интеллигентным, здравомыслящим человеком. К тому же он был художником и мог не только рассказать, но и наглядно продемонстрировать, как изменились в новых условиях его зрительные способности. Правда, когда мы впервые встретились с ним, он все еще пребывал в таком подавленном состоянии, что не находил подходящих слов для того, чтобы описать мир, в котором очутился.

После встречи с мистером И. я позвонил профессору Зеки и рассказал ему о необычном пациенте. Мой рассказ заинтересовал Зеки, и он выразил желание подвергнуть мистера И. мондриановскому тесту (которому он вместе с Лэндом не раз подвергал людей как с нормальным зрением, так и с дефектами зрения). Зеки прилетел в Нью-Йорк и присоединился ко мне, Бобу Вассерману, офтальмологу, и Ральфу Сигелю, нейрофизиологу.

19

В соседней зоне коры Зеки нашел клетки, которые, как он счел, отвечают за зрительное восприятие движения. В 1983 г. интересное сообщение о полном невосприятии движения пациентом было сделано Зилем, фон Крамоном и Маем. Пациентка, за которой они наблюдали, потеряла способность воспринимать движение объектов во всех трех измерениях. К примеру, она затруднялась налить чай или кофе в чашку, потому что жидкость казалась ей замороженной. Когда все же она решалась произвести это действие, она не могла его своевременно прекратить. Пациентка также жаловалась на то, что ей трудно вести беседу, ибо не может уследить за движением губ собеседника. В многочисленной компании женщина старалась не находиться — неожиданная смена людьми их месторасположения ее раздражала. Серьезные неудобства она испытывала и на улице. Перейти дорогу для нее стало проблемой. «Когда я вижу автомобиль, мне кажется, что он далеко, — жаловалась она, — но едва я соберусь перейти улицу, как эта машина неожиданно оказывается вблизи». В конце концов она научилась определять расстояние до двигающейся машины по производимому ею шуму. — Примеч. авт.

20

По этому поводу Дамазио заметил, что описанные Холмсом случаи касаются повреждений дорсальной части затылочной доли мозга, что не могло вызвать ахроматопсии. — Примеч. авт.

21

Большую работу в этой области проделали Антонио и Ханна Дамазио и их коллеги в университете Айовы. Их отчеты о проведенных исследованиях весьма обстоятельны и убедительны. — Примеч. авт.

22

Такие хроматофены могут возникать спонтанно при глазной мигрени. Мистер И. рассказал нам о том, что до происшедшего с ним несчастного случая у него иногда болела голова, а боль при этом сопровождалась появлением перед глазами цветных искр и кругов. Любопытствующий может спросить, что бы ощутил мистер И., если бы ему стимулировали зону V 4. Ответ прост: в то время, когда мы наблюдали за мистером И., магнитная стимуляция ограниченного участка мозга была технически невозможна. Можно задать и другой вопрос: теперь, когда такая стимуляция стала осуществимой, не стоит ли ее опробовать на людях с врожденной ахроматопсией? Такие эксперименты мне неизвестны, и потому выскажу лишь соображение по этому поводу. Возможно, что у людей с врожденной цветовой слепотой зона V 4не развита, ибо не получает сигналов от колбочек сетчатки. Но если зона V 4существует как функционирующее устройство (хотя и не функционирует), ее стимуляция может вызывать поразительный эффект — взрыв беспрецедентного, совершенно нового ощущения в мозгу (сознании). В 1758 г. Хьюм любопытствовал, может ли человек представить себе и воспринять цвет, который он никогда в жизни не видел. Вероятно, на этот вопрос теперь можно ответить. — Примеч. авт.

23

Интересную мысль о силе ожидания и даже о душевном состоянии человека при восприятии цвета высказал один из моих пациентов, дисхромат, смешивавший красный цвет с зеленым. Такие люди затрудняются, к примеру, собирать красные ягоды в темно-зеленой траве, не замечают краски утренней зари, если кто-то не обратит их внимание на красивое зрелище. Так вот, этот человек сказал мне: «Чтобы „увидеть“ цвета, которые такие люди, как я, обычно не воспринимают, наши бедные колбочки нуждаются в расширении интеллекта и знаний, во внимании и сильном желании исполнить свое стремление». — Примеч. авт.