Начало исследованиям коры головного мозга положили итальянец Камилло Гольджи и испанец Сантьяго Рамон-и-Кахаль: первый изобрёл способ окрашивания нервной ткани дихроматом калия и нитратом серебра, а второй использовал полученные результаты, чтобы сформулировать теорию, согласно которой функциональной единицей нервной системы является нейрон (так называемая «нейронная доктрина»).

В 1906 году этот творческий союз получил Нобелевскую премию по медицине «в знак признания их трудов о структуре нервной ткани». За этим последовали премии Чарльза Скотта Шеррингтона и Эдгара Дугласа Эдриана (1932), Генри Дейла и Отто Лёви (1936), Джона Экклса, Алана Ходжкина и Эндрю Хаксли (1963) – всё за нейробиологические открытия, описывающие работу нейронов (см. рис. 12).

Рис. 12. Общая схема слоёв коры головного мозга

Наконец, в 1981 году Нобелевская премия была присуждена Дэвиду Хьюбелу и Торстену Визелю «за открытия, касающиеся принципов переработки информации в зрительной системе». Впрочем, эту премию, безусловно, заслуживал и Вернон Маунткасл – невролог, работавший в Университете Джона Хопкинса, ещё в 1950-х годах создавший «теорию модульной организации коры головного мозга», которая активно использовалась Д. Хьюбелом и Т. Визелем.

Но такова уж традиция Нобелевского комитета, что премии присуждаются не за теоретические разработки, а за конкретные экспериментальные исследования, а именно Д. Хьюбелу и Т. Визелю удалось нашпиговать зрительную кору подопытной кошки микроэлектродами (сейчас это уже почти рутинная процедура, но в 1960-х она требовала невероятного мастерства) и расшифровать процесс обработки визуальной информации.

Нам кажется, что нет ничего проще, чем видеть: смотришь и видишь. На самом деле орган зрения – начиная с устройства самого глаза, заканчивая зрительной корой – нечто невообразимо сложное. Когда начинаешь вникать в детали, вообще непонятно, как мозгу удаётся создавать у нас ощущение видимого нами изображения. Ведь на самом деле мы видим совсем не то, что, как нам кажется, мы видим.

Мы не замечаем «слепого пятна» в своём поле зрения, не видим размытости краёв изображения, не осознаём моргания и саккадических движений своих глаз. Да что там говорить, изображение попадает нам на сетчатку в перевёрнутом виде! Мы буквально видим всё вверх ногами, и лишь нейроны коры головного мозга «переворачивают» мир обратно.

Впрочем, Д. Хьюбел и Т. Визель открыли куда более глубокие и поразительные эффекты. Вот суть их эксперимента: кошку с электродом-детектором в области коры головного мозга зафиксировали перед экраном и показывали ей слайды с помощью диапроектора.

Исследователи предлагали ей самые разные изображения, но нейрон, в который был установлен электрод, никак не хотел откликаться. Уже казалось, что эксперимент потерпел провал, когда случилась эта заминка – очередной слайд застрял в подающем устройстве диапроектора, а на экране появилась характерная косая полоса от его рамки. Тут-то подключённый нейрон стал реагировать быстрыми и чёткими разрядами.

Этот факт заставил исследователей пересмотреть наши представления о том, что мы с вами на самом деле видим. Оказалось, что нейроны зрительной коры реагируют не на целостное изображение, а на линии, точнее разные нейроны зрительной коры реагируют на линии с разным углом наклона (рис. 13).

Рис. 13. Схема классического эксперимента Д. Хьюбела и Т. Визеля (слева на вертикальной диаграмме изображены предъявляемые животному стимулы, справа – интенсивность реакции нейронов зрительной коры, в которые был установлен воспринимающий нейронные разряды электрод)

Это может казаться странным, неправдоподобным, но вспомните своё впечатление, когда вы смотрите на гравюру или, например, на знаменитые «Кувшинки» Клода Моне. Что вы видите? Изображение на гравюре? Кувшинки на водной глади пруда? Очевидно, что да. Но приблизьтесь – перед вами на самом деле вовсе не объекты, а палочки, линии, отдельные мазки краски.

Картины, которые с привычного расстояния кажутся цельными – с определёнными объектами и понятным сюжетом, – при приближении к ним буквально рассыпаются на множество отдельных, очень простых, примитивных форм.

Так вот, «первичная зрительная кора», с которой экспериментировали Д. Хьюбел и Т. Визель, работает, как тот гравёр или Моне, создавая лишь отдельные элементы изображения. Уже на уровне «вторичной зрительной коры» зрительный образ обретает конкретные визуальные очертания – у объекта появляются, например, голова, руки, ноги, и вы понимаете, что перед вами человек.

Но и это ещё не всё, есть и «третичная зрительная кора». Когда в дело вступают её нейроны, картинка, можно сказать, оживает. Фокус в том, что эта часть зрительной коры, по сути, совпадает с такими же «третичными» зонами других центральных анализаторов – слухового, тактильного, кинестетического и т. д. (рис. 14).

Риc. 14. Области зрительной коры