Читающий мозг в цифровом мире

Внезапно все кольцо зрения в затылочных долях начинает вращаться очень быстро, и информация от велосипедистов моментально передается скоплениям крошечных шарообразных существ, которые выглядят неопределенно… ну, скажем, как маленькие глазки с ручками и ножками. Одна группа этих трудолюбивых шаров идентифицирует сообщение велосипедистов как набор «букв» и немедленно передает эту информацию соседним шарообразным существам в более глубоких областях коры головного мозга, которые сигнализируют, что они являются реальными и допустимыми буквами, другая группа быстро исследует особенности, из которых состоят буквы (например, линии, круги и диагонали) и идентифицирует их как хорошо известные английские буквы t+r+a+c+k+s. Казалось бы, почти сразу после того, как вторая группа узнала буквы в слове, что множественные действия выполняются другими командами специализированных нейронов, которые врываются в действие. Некоторые шары реагируют только на одиночные буквы, в то время как другие на буквенные образцы, встречающиеся в словах, такие как ack и tr в дорожках, другие определяют наиболее часто используемые, значимые части слов, называемые морфемами (например, префиксы и суффиксы, такие как множественное число окончания – s в нашем слове). Становится ясно, что каждая рабочая группа в этом кольце имеет свою собственную территориальную область и работает быстро и умело на этих весьма специфических кусочках визуальной информации. Мы не можем не заметить, что некоторые группы шаров выглядят безмятежно спокойными и неинтересными или, по крайней мере, неполноценными, с небольшим количеством активации после того, как мы видим наше слово. Некоторые из них идентифицируют только наиболее часто встречающиеся целые слова, такие как stop и the, и слова, часто называемые словами зрения, которые не нуждаются в дальнейшем анализе другими зрительными нейронами. Другие, очевидно, посвящены другим визуальным особенностям. Что не является очевидным, так это то, как велосипедисты находят с такой скоростью точные группы нейронных шаров, которые способны идентифицировать их конкретные кусочки визуальной информации. Наверное, неудивительно, что за этой загадкой скрывается еще один набор замечательных принципов дизайна в данном случае – ретинотопная организация и представление. (Ретинотопия (от греч. тбтто^, место) – это отображение визуального ввода от сетчатки к нейронам, особенно к этим нейронам в зрительном потоке. – Прим. перев.)

В ретинотопной организации, высокодифференцированные нейроны в сетчатке запускают соответствующие нейроны в зрительных областях. Несмотря на наличие собственной системы GPS, способность велосипедистов быстро находить расположение нужных нейронов облегчает их чрезвычайно точную и быструю передачу информации.

В случае с буквами сетчатке глаза приходится учиться устанавливать эти связи путем многократного воздействия в течение длительного процесса развития. Этому обучению способствует способность мозга делать представления (мыслить представлениями) о шаблонах, таких как буквы. Зрительная кора головного мозга опытного читателя полна представлений букв, а также общих шаблонов букв и частей слов (таких как морфемы, составляющие корни, приставки и суффиксы наших слов) и даже множества хорошо известных слов. Это трудно представить, но эти представления обладают физической реальностью в наших нейронных сетях. Даже если мы просто представим себе букву, не видя ее, выделенные нейронные группы в зрительной коре, соответствующие представлению этой буквы, сработают, как если бы мы действительно видели букву. Именно это сейчас происходит в нашем цирковом шатре с надписью на пороге шатра: благодаря ретинотопной организации наших глаз соответствующие нейроны зрительной коры уже настроены на работу почти сразу с информацией, поступающей от клеток сетчатки. Если мы мыслим в терминах эволюции, то эти поразительно эффективные организационные принципы имеют превосходный смысл и, более чем вероятно, сохранили выживание многих наших предков до того, как было изобретено чтение. Только подумайте, как быстро нашим далеким предкам нужно было немедленно обнаружить следы хищников. Быстрому распознаванию в геометрической прогрессии способствуют визуальные представления в нашем мозге. Очень интересно думать о том, что наша нынешняя ретинотопическая организация, которая была переработана в каждом новом читателе, чтобы включать буквы и слова, не была бы и действительно не является такой же в коре мозга наших предков или в любом неграмотном человеке сегодня. Большинство нейрональных рабочих групп, которые мы сейчас используем для букв и слов, были бы в основном посвящены у неграмотных людей визуально похожим, но функционально разным задачам, например идентификация объектов или лиц. Это наглядный пример того, как, когда мозг учится читать, он повторно навязывает некоторые сети, изначально используемые для идентификации мелких особенностей внутри объектов, и лица, чтобы распознать такие же маленькие черты в буквах и словах.