Лекция: Альтернативный путь по иерархии

В кортексе есть другой значительный путь для передачи информации от области к области вверх по иерархии. Этот альтернативный путь начинается в нейронах слоя 5, которые проецируются в таламус (отличие одних частей таламуса от других мы обсуждали ранее), и затем из таламуса в вышестоящую область кортекса. Если две области кортекса соединяются напрямую в иерархическом стиле, они также соединяются косвенно через таламус. Этот второй путь передает информацию только вверх по иерархии, но не в низ. Таким образом, при движении вверх по кортикальной иерархии есть прямой путь между двумя областями и косвенный путь через таламус.

Второй путь имеет два режима функционирования, определяемые нейронами таламуса. В одном режиме путь практически не работает, так что информация по нему не идет. В другом режиме информация идет точно между двумя областями. Двое ученых, Мюррей Шерман из Нью-Йоркского Государственного Университета и Рей Гиллери из Медицинского Университета Висконсина описали альтернативный путь и постулировали, что он может быть настолько же важным, как и прямой путь (возможно даже больше), что и является темой данной главы. У меня есть предположения о том, для чего нужен этот второй путь.

Прочтите это слово: imagination. Большинство людей может прочесть это слово с первого взгляда. Теперь взгляните на букву i в середине слова. Теперь взгляните на точку над i. Ваши глаза могут смотреть в одно и то же место, но в одном случае вы видите слово, в другом – букву, в последнем случае вы видите точку. Вглядитесь пристально в букву i и попытайтесь переключать ваше восприятие между словом, буквой и точкой. Если у вас не получается, попробуйте произносить «точка», «i» и «imagination», пока вглядываетесь в точку. Во всех случаях одна и та же информация поступает в V1, но по мере того, как она достигает области IT, вы воспринимаете различные вещи, различные уровни детализации. Область IT знает, как распознать все три объекта. Она может распознать отдельную точку, букву i, и слово целиком. Но когда вы воспринимаете слово целиком, V4, V2 и V1 обрабатывают детали и все, о чем знает IT – это слово. Обычно вы не воспринимаете отдельные буквы при чтении; вы воспринимаете слова или фразы. Но вы можете воспринимать буквы, если захотите. Мы занимаемся таким сдвигом внимания все время, но обычно мы это не осознаем. Я могу слушать музыку и воспринимать только мелодию, но если я попытаюсь, я могу выделить певца или бас-гитару. В мои уши поступают одни и те же звуки, но я могу фокусировать мое восприятие. Каждый раз, когда вы чешете голову, движение вызывает внутри громкий звук, но обычно вы не осознаете его. Однако, если сфокусироваться на нем, вы можете отчетливо услышать звук. Это другой пример того, как сенсорная информация, которая обычно обрабатывается нижними уровнями кортикальной иерархии, может быть перенесена на высшие уровни если вы обращаете на нее внимание.

Я полагаю, что альтернативный путь через таламус – это механизм, посредством которого мы обращаем внимание на детали, которые обычно мы не замечаем. Он пропускает группирование последовательностей в слое 2, посылая сырые данные в вышестоящую область кортекса. Биологи показали, что альтернативный путь может включаться одним из двух способов. Один из них – это сигнал из вышестоящей области самого кортекса. Этот способ вы использовали, когда я попросил вас обращать внимание на детали, которые вы обычно не замечаете, такие как точка над i или звук почесывания головы. Второй способ активировать этот путь – это сильный неожиданный сигнал снизу. Если сигнал на альтернативный путь достаточно сильны, он посылает вышестоящей области сигнал пробуждения, которая снова может включить альтернативный путь. Например, если бы я показал вам лицо и спросил, что это было, вы бы ответили «Лицо». Если бы я показал вам то же самое лицо, но со странной отметиной на носу, вы сначала узнали бы лицо, но затем немедленно ваши нижние зрительные уровни заметили бы, что что-то не так. Эта ошибка форсирует открытие альтернативного пути. Детали теперь пойдут по альтернативному пути, пропуская группирование, которое обычно возникает, и ваше внимание привлечет отметина. Теперь вы видите отметину, а не просто лицо. Если б отметина было достаточно необычной, она могла бы привлечь все ваше внимание целиком. В этом случае необычные события быстро привлекают ваше внимание. Именно поэтому мы не можем не обращать внимание на уродство или другие необычные паттерны. Ваш мозг делает это автоматически. Однако, часто ошибка недостаточно сильная, чтоб открыть альтернативный канал. Вот почему мы иногда не замечаем, что слово написано с ошибкой.