У людей, потерявших слух в детстве, мозг выделяет больше зрительной коры на боковое зрение
Представьте, что вы идёте по улице и кто-то сзади окликает вас по имени. Вы оборачиваетесь раньше, чем успеваете об этом подумать. Слух работает как система оповещения: он сообщает о том, что происходит за пределами поля зрения. У людей, потерявших слух, такой подсказки нет, и на первый взгляд это серьёзный минус. Но мозг, как выясняется, умеет подстраховаться. Об этом говорит новое исследование, опубликованное в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Судя по его результатам, у тех, кто оглох в раннем возрасте, мозг отдаёт больше ресурсов периферическому зрению. Это то самое зрение, которым мы замечаем движение краем глаза.
Сама по себе мысль о такой компенсации не нова. Учёные давно знают, что потеря одного чувства нередко обостряет другие. Всё дело в пластичности мозга, то есть в его умении перестраиваться под новые условия. Классический пример — слепые люди. Их зрительная кора, которой вроде бы нечем заниматься, способна обрабатывать информацию от других органов чувств. С глухотой похожая история. Более ранние работы уже намекали, что у рано оглохших людей обостряются некоторые навыки периферического зрения. Но оставался открытым важный вопрос. Затрагивает ли такая перестройка самые первые этапы обработки зрительной информации? Или всё происходит где-то на верхних этажах, в более сложных отделах мозга? Некоторые поведенческие исследования показывали, что сильнее всего глухие и слышащие различаются как раз на дальней периферии поля зрения. А вот работы, где изучали первичную зрительную кору, давали противоречивые результаты.
Отчасти так вышло потому, что прежние исследования не заглядывали достаточно далеко на периферию. Немного похоже на поиски ключей под фонарём: ищут там, где светло. Хотя упрекать учёных сложно — показать картинку под широким углом внутри томографа технически непросто.
Учёные, проводившие новое исследование, напоминают, что у глухих взрослых изменения находили даже в сетчатке. Причём эти изменения были связаны с более высокой чувствительностью к тому, что происходит на дальней периферии. По их мнению, это подкрепляет догадку, что перемены могут затрагивать и следующие за сетчаткой ранние отделы зрительной системы. Что касается первичной зрительной коры, одни работы вовсе не находили разницы между глухими и слышащими. Другие обнаруживали, что у глухих тоньше участок коры, который отвечает за периферию. Но есть важная оговорка. Все эти исследования ограничивались сравнительно узкой областью поля зрения — меньше 37,5 градуса. А ведь самые заметные различия, как подчёркивает команда, проявляются дальше, на самых краях. Именно там обострённая чувствительность и может приносить больше всего пользы.
Чтобы разобраться, команда пригласила 16 взрослых с глубокой глухотой, потерявших слух в раннем возрасте. Для сравнения набрали 16 слышащих ровесников. Всех участников обследовали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Люди лежали в томографе и смотрели на движущиеся узоры в шахматную клетку. Узоры растягивались до 72 градусов от центра взгляда, то есть заметно дальше, чем в прежних работах. Пока участники смотрели, учёные следили за откликом мозга и строили карты поля зрения в двух его отделах. Первый — первичная зрительная кора. С неё начинается обработка картинки в больших полушариях. Второй — латеральное коленчатое тело. Это небольшое скопление нейронов в таламусе, своего рода пересылочный пункт между сетчаткой и корой. Результат получился любопытным. У глухих участников на дальние края поля зрения приходилась большая доля первичной зрительной коры, чем у слышащих. А центральному зрению, наоборот, доставалась доля поменьше. Такой же сдвиг к периферии нашёлся и в латеральном коленчатом теле. Это намекает на то, что перестройка начинается уже на ранних этапах зрительного пути.
Глазам как свидетелям стоит доверять больше, чем ушам.
Гераклит
А теперь самое интересное. Общий объём первичной зрительной коры и латерального коленчатого тела у глухих и слышащих не отличался. То есть мозг не отрастил себе дополнительный зрительный отдел, а по-другому поделил то, что уже было. Причём расширенный участок для дальней периферии получился не потому, что кора там толще. Дело в том, что он занимает большую площадь поверхности. Если сравнивать с квартирой, метраж остался прежним. Просто стены передвинули, и одна комната стала просторнее за счёт другой. Мозг — орган дорогой в содержании, и наращивать ткань без конца он не может. Приходится экономить и выбирать, какая задача сейчас важнее.
Исследователи полагают, что такой обмен между центром и периферией может объяснять давно замеченную закономерность. Во многих поведенческих опытах люди с ранней глухотой оказывались чувствительнее слышащих к зрительным стимулам, особенно на самом краю поля зрения.
Тут сам собой напрашивается вопрос. Если центру досталось меньше коры, не хуже ли глухие видят то, что прямо перед глазами? Из этой работы такого вывода не следует: учёные изучали карты в мозге, а не проверяли остроту зрения. К тому же команда сама перечисляет ограничения. Участников обследовали лишь в один момент жизни, когда они уже были взрослыми. Поэтому нельзя сказать, когда именно и каким образом произошла перестройка. Случилось ли это в первые годы жизни? Или карты сдвигались постепенно, год за годом? Ответа пока нет. Вдобавок метод с широким обзором давал меньшую точность в самом центре поля зрения и на внешнем краю карты. Да и 16 человек в группе для исследований мозга — выборка, честно говоря, скромная.
Отдельная любопытная история связана с жестовым языком. Есть признаки того, что раннее и активное общение жестами усиливает сдвиг в сторону периферии. Правда, для твёрдых выводов людей в группах слишком мало. Большинство глухих участников пользовалось британским жестовым языком (кстати, жестовые языки в разных странах свои, и британский заметно отличается даже от американского). Глухих разделили на три группы. В первую вошли пять человек, для которых британский жестовый язык был первым. Во вторую — восемь человек, чьим первым языком был английский, а жестовый они выучили позже и активно им пользовались. В третью — трое глухих, которые жестами не общались вовсе. Картина вышла довольно стройной. Самые крупные участки для периферии и самые скромные для центра оказались у тех, для кого жестовый язык был первым. Следом шли те, кто освоил его позже. Меньше всего сдвиг проявился у глухих без опыта жестового общения. Учёные признают, что при таких маленьких группах корректную статистику не посчитать. Но тенденция, по их словам, отчётливая, и она указывает на то, что зрительный язык жестов вносит свой вклад в это перераспределение.
Можно предположить, откуда берётся такая связь. Во время разговора жестами люди обычно смотрят собеседнику в лицо. А руки при этом движутся ниже и чуть в стороне. Выходит, мозг годами тренируется следить за тем, что происходит не в центре взгляда.
Впрочем, распутать этот клубок пока непросто. Люди, для которых жестовый язык родной, нередко растут в семьях глухих родителей. А значит, здесь переплетаются сразу несколько факторов: сама глухота, опыт жестового общения, наследственность и повседневные зрительные нагрузки. Будущим исследованиям предстоит разделить их влияние. При этом практический смысл у таких работ вполне осязаемый. Они могут помочь в разработке проверок зрения и навыков передвижения, рассчитанных именно на глухих людей. А ещё — подсказать, как устроить зрительные системы оповещения, учебные классы и средства безопасности на работе, чтобы они полнее использовали периферическое зрение. Скажем, мигающую тревожную лампу можно размещать так, чтобы её легко было заметить боковым зрением. А парты в классе удобно расставлять полукругом — так ученику проще видеть и учителя, и одноклассников.
