Загадки зрительного восприятия


Специалисты ломают голову над загадками зрительного восприятия не одно столетие, а воз и ныне там. Мы не сильно погрешим против истины, если скажем, что о законах зрительного восприятия нам известно меньше, чем о флоре и фауне океанских глубин. Ну вот хотя бы: каким образом мы ухитряемся видеть мир правильно, если на сетчатку проецируется перевернутое изображение?  
Давайте коротко вспомним анатомию глаза. Наш орган зрения состоит из камеры и фоторецепторного приемника сетчатки. Элементами камеры являются роговица тонкая прозрачная оболочка, хрусталик в форме двояковыпуклой линзы и радужная оболочка, обладающая способностью изменять количество попадающего в глаз света путем расширения или сужения зрачка.

Полость глазного яблока между хрусталиком и сетчаткой заполнена желеобразной массой стекловидным телом. Лучи света проходят через роговицу, хрусталик и стек ловидное тело и падают на сетчатку, где располагаются фоторецепторные элементы палочки и колбочки. Отсюда зрительная информация по зрительным нервам через три пары ядер в таламусе (мозговом бугре) поступает в первичную зрительную кору больших полушарий головного мозга.
 
Кривизна хрусталика величина непостоянная: под действием ресничной мышцы он может становиться более выпуклым или, наоборот, несколько уплощаться. Этот физиологический процесс, называемый аккомодацией, изменяет преломляющую силу глаза и позволяет нам рассматривать предметы, находящиеся на разном от него расстоянии. Поскольку хрусталик есть не что иное, как обыкновенная линза, проходящие через него световые лучи в полном соответствии с законами геометрической оптики преломляются и создают на сетчатке перевернутое изображение.

Впервые это показал еще Иоганн Кеплер в начале XVII века. Очевидно, что инвертированная ретинальная картинка (сетчатка по-латыни retina) нам ничуть не мешает, ибо мы видим предметы не вниз головой, а как они есть твердо стоящими на ногах. По всей вероятности, мозг умеет извлекать информацию прямо из перевернутого изображения, и природа обошлась без дополнительного приспособлени я, которое возвраща ло бы картинк у в исходное положение. Но если мозгу до лампочки, как ориентировано ретинальное изображение, то получается, что подавать на сет чатк у отра жение предмета мож но как угодно хоть в прямом виде, хоть в перевернутом.

Что же все-таки такое инверсия ретинальной картинки? Каприз природы или какая-то неведомая нам необходимость?
Можно поставить вопрос шире. А нужна ли вообще сетчатка, чтобы видеть окружающий мир? Человек, далекий от биологии, скажет, что вроде бы ну жна, а вот зоологи с ним не согласятся.

Оказывается, решить проблему зрительного восприятия можно совершенно по-иному. Так называемый камерный глаз, описанный выше,  изобретение моллюсков и позвоночных, а вот у членистоногих нет ни камеры, ни хрусталика, ни сетчатки. Их глаза принято называть сложными, или фасеточными, потому что они построены из тысяч трубочек, называемых омматидиями, которые плотно упакованы в набор. Каждая такая трубочка ориентирована в строго фиксированном направлении, что позволяет регистрировать перепады интенсивности света под различными углами.

Если камерный глаз имеет вогнутую сетчатку, на которую проецируется изображение, то фасеточный представляет собой неподвижную мозаичную полусферу, собранную из огромного числа фоточувствительных трубочек. За фасеточным глазом стрекозы нет ничего ни изображения на поверхности, ни картинки, однако стрекоза видит, и видит весьма неплохо. Более того, многие насекомые способны видеть в ультрафиолетовом и инфракрасном свете, то есть их орган зрения хорошо работает в диапазоне частот, совершенно недоступном нашему глазу.

Разумеется, стрекоза видит окружающий мир совсем не так, как мы, но это не мешает ей замечательно ориентироваться в пространстве.
Итак, перед нами дилемма: каприз или необходимость, пустяковая случайность или непонятая пока еще закономерность? Впервые на этот вопрос попытался ответить в самом конце XIX века американец Джордж Стрэттон, профессор Калифорнийского университета. Он надел уже знакомые нам очки с инвертирующими призмами и увидел мир вверх тормашками. Изображение на сетчатке стало прямым, а механизм извлечения информации продолжал работать по старинке.

Стрэттона занимал вопрос, как долго ему придется тыкаться во все углы наподобие слепого котенка. Сумеет ли сознание перестроиться таким образом, чтобы получать верную информацию из аномально ориентированной картинки? Другими словами, встанет ли мир снова на ноги, а если все-таки встанет, то когда это произойдет?

Сколько времени займет адаптация?
Стрэттон проходил в инвертирующих очках восемь дней. Все это время он вел подробный дневник, регулярно занося в него свои наблюдения. Вот как он описывает впечатления первого дня (цитата по статье А. Д. Логвиненко "Перцептивная деятельность при инверсии сетчаточного образа" в сборнике "Восприятие и деятельность" под редакцией профессора А. Н. Леонтьева):
 
"Все образы вначале выглядели инвертированными; комната со всем в ней находящимся казалась поставленной с ног на голову. Если руки вводились в зрительное поле снизу, они выглядели входящими сверху. Несмотря на то, что все эти образы были четкими и определенными, вначале отсутствовало впечатление того, что это реальные вещи, подобно вещам, которые мы ви дим при нормальном зрении. Напротив, создавалось впечатление, что смещенные, фальшивые, иллюзорные образы находятся между наблюдателем и объектами или вещами как таковыми.

Поскольку критерием и стандартом реальности продолжали оставаться образы памяти нормального видения, перевернутые восприятия в течение некоторого времени непроизвольно переводились на язык нормального видения; эти восприятия использовались просто как знаки для определения того, где и как появился бы объект, если бы на него можно было посмотреть в нормальных условиях. Таким образом, вещи виделись одним образом, а мыслились совершенно другим. Все сказанное было справедливо и в отношении моего тела".
 
В первый день Стрэттону пришлось от души хлебнуть горя, потому что ориентироваться в этом вздыбленном и перекошенном мире было решительно невозможно. Все движения были на редкость бестолковыми и неадекватными и требовали непременной многократной коррекции. Вдобавок к концу первого дня он отметил у себя легкое головокружение и тошноту.

Некоторое улучшение моторики обнаружилось только на третий день эксперимента, а к четвертому дню ощущение телесного дискомфорта практически исчезло.
Казалось бы, адаптация завершилась почти полностью, однако Стрэттон сделал одно весьма любопытное наблюдение:
 
"Было обнаружено, что чувство перевернутости или правильности вещей в значительной степени зависит от силы и характера представления моего тела. Когда я смотрю на свои руки и ноги или даже когда я только делаю усилия представить их по-новому, тогда то, что я вижу, кажется скорее правильным, нежели перевернутым. Но если я не смотрю на свое тело и усиливаю его доэкспериментальный образ, тогда все, что я вижу, выглядит перевернутым".
 
К восьмому дню опыта Стрэттон у же прекрасно ориентировался в перевернутом мире и все предметы казались твердо стоящими на ногах. Однако это был какой-то не совсем настоящий, немного иллюзорный мир, привычный и непривычный одновременно. Ощущение, что ему вместо реальности подсунули фальшивку, так и не покинуло исследователя до конца, оно просто несколько сгладилось и притупилось.

Стрэттон приписал это тому обстоятельству, что он носил очки только восемь дней. Окончательная адаптация, по его мнению, была делом времени: если кто-нибудь проходит в инвертирующих линзах недели две, все встанет на свои места. Таким образом, перевернутая ретинальная картинка есть не что иное, как элементарный каприз природы: сетчаточное изображение можно крутитьвертеть как бог на душу положит.

Но опыт Стрэттона оставлял все-таки двойственное впечатление, поскольку полноценной адаптации ему достичь не удалось. Когда теоретические дискуссии на эту тему окончательно зашли в тупик, эксперимент решили повторить.
Соотечественник Стрэттона П. Харри Эверт, профессор Кларкского университета, носил инвертирующие очки на протяжении двух недель. Четырнадцать дней он и его помощники пристально вглядывались в перевернутый мир, но не ощутили ровным счетом никакой адаптации. В своем отчете Эверт написал: "Эффект иллюзорной визуальной дезориентации не изменяется в течение четырнадцатидневного периода непрерывной инверсии".

Учитывая тот факт, что Эверт носил очки почти вдвое дольше Стрэттона, это прозву ча ло странно. Неужели Стрэттон ошибся? Но как это может быть, если он великолепно ориентировался в перевернутом мире?

Специалисты пожимали плечами.
Опыт повторяли два десятка лет, а толку было чуть. Ученым никак не удавалось свести концы с концами: у одних адаптация получалась, у других нет. Психолог Снайдер ходил в инвертирующих линзах целый месяц и к тридцатому дню чувствовал себя в перевернутом мире как рыба в воде.



Содержание  Назад  Вперед