3 0d06d5813f

różnica między procesami nerwowymi, którym odpowiada określone świadome doznanie, a tymi, które tego odpowiednika nie mają.

Dwuznaczne bodźce

NIEJEDNOZNACZNOŚĆ PERCEPCJI nie jest żadną dziwną cechą charakterystyczną dla układu wzrokowego. Raczej dotyczy organizacji całego mózgu oraz sposobu, w jaki stajemy się świadomi wszelkich informacji docierających z narządów zmysłów. Weźmy chociażby nic niezna-czącą zbitkę francuskich słów „pas de licu Rhóne que nous" podaną przez psychologa Williama Jamesa w 1890 roku. Można je czytać wielokrotnie, nie zdając sobie sprawy, że brzmią dokładnie tak samo jak fraza „paddle your own canoe" (płynąć własnym kajakiem). Jak zmienia się aktywność neuronów, kiedy bezsensowny ciąg wyrazów nagle dociera do świadomości jako zdanie o określonym znaczeniu?

W naszych badaniach z dwuznacznymi bodźcami wzrokowymi używamy obrazów, które nie tylko pozwalają na postrzeganie dwóch odrębnych wizerunków, ale również wywołują wrażenie ciągłego przechodzenia jednego w drugi. Znanym przykładem jest sześcian Ncckera [ilustracja powyżej]. Figura ta jest postrzegana jako trójwymiarowy sześcian, ale jego pozorna perspektywa wydaje się zmieniać co parę sekund. Zmiana ta musi mieć swój odpowiednik w zjawiskach zachodzących w^f mózgu.

Sceptyk mógłby kwestionować takie założenie, ponieważ czasami postrzegamy bodziec w gruncie rzeczy nieświadomie, na przykład gdy „automatycznie” zatrzymujemy się na czerwonym świetle, a fakt jego zapalenia się nie w pełni dociera do naszej świadomości. Jednakże bodźce i sytuacje w moich eksperymentach są za

wsze opracowane w taki sposób, żeby rzeczywiście do niej dotarły.

Wiemy, że istotnie się tak dzieje, na podstawie analizy relacji o własnych doznaniach osób biorących udział w eksperymentach. Zwykle jednak badanie aktywności pojedynczych neuronów u czuwających ludzi jest niemożliwe. Wykonujemy zatem nasze doświadczenia na małpach tak wytresowanych, by informowały, co widzą, naciskając odpowiednią dźwignię albo patrząc w określonym kierunku. Mózgi małp funkcjonują tak samo jak ludzkie i podobnie odpowiadają na tego typu bodźce. Uważamy więc, że zwierzęta te są świadome jak ludzie.

Badamy dwuznaczności, które pojawiają się, kiedy każdemu oku pokazuje się w tym samym czasie inny wzorzec wzrokowy - zjaw isko to nazywa się rywalizacją obuoczną. W takiej sytuacji do mózgu dociera na zmianę najpierw jeden obraz, a potem drugi w powoli zmieniającej się kolejności [ramka na stronie obok].

W eksperymentach tych używamy stereoskopów. Małpy poddane takiej stymulacji wzrokowej sygnalizowały, że również ich percepcja zmieniała się co parę sekund. Nasze doświadczenia pozwoliły zaobserwować aktywność neuronów odpowiadającą sygnalizowanym zmianom w percepcji bodźca.

Oczami umysłu

BADANIA AKTYWNOŚCI NEURONÓW prown-

dzone od kilkudziesięciu lat na zwierzętach pozwoliły stwierdzić, że informacja wzrokowa przekazywana jest z oka przez wiele pięter systemu przetwarzającego, przy czym odrębne moduły analizują różne atrybuty pola wzrokowego. Proces przetwarzania staje się tym bardziej wyspecjalizowany, im dalej posuwa się informacja wzdłuż drogi wzrokowej [ilustracja na stronie 12].

UJ

ni

oc

S

O

NIKOS K. LOGOTHETIS jest dyrektorem Zakładu Fizjologii Procesów Poznawczych w Max Planck Institut fur biologische Kybernetik w Tybindze w Niemczech. Stopień doktora z neuro-biologii człowieka uzyskał w 1984 roku na Ludwig-Maximillians Universitat w Monachium. Następnie podjął pracę na Wydziale Badań Mózgu i Nauk Poznawczych w Massachusetts Institute of Technology, a w roku 1990 dołączył do grona wykładowców Wydziału Neuro-nauk w Baylor College of Medicine w Houston w Teksasie. Do Max Planck Institut przeniósł się siedem lat później, by kontynuować swoje badania nad percepcją widzenia. Jego ostatnie prace dotyczą zastosowania technik czynnościowego obrazowania w badaniach małp i sprawdzania, w jakim stopniu sygnał uzyskiwany za pomocą fMRI odzwierciedla aktywność neuronalną. Od roku 1992 jest wykładowcą kontraktowym w Salk Institute for Biological Studies w San Diego, a od 1995 wykłada również w University College London. Otrzymał wiele nagród i wyróżnień, m.in. De Bakey Award for Excellence in Science i Brain Award Fundacji Minerva.

10 ŚWIAT NAUKI

Sześcian Neckera może być postrzegany na dwa różne sposoby w zależności od tego, czy widzi się „x” na górnej przedniej jego krawędzi czy na jego tylnej ściance.

Czasem sześcian wydaje się nałożony na kółka, innym razem zaś. że kółka są otworami i sześcian unosi się poza stroną.

Na jej początku obrazy z siatkówki każdego oka przechodzą najpierw do pary małych struktur położonych głęboko w mózgu, zwanych ciałami kolankowatymi bocznymi (LGN - lateral geniculate nuclei). Pojedyncze neurony w LGN mogą być aktywowane przez bodźce wzrokowe płynące z jednego lub drugiego oka, ale nie z obu jednocześnie. Neurony te reagują na każdą zmianę jasności lub barwy w polu widzenia, czyli w polu recepcyjnym, innym dla różnych neuronów.

Z LGN informacja wzrokowa przechodzi do pierwszorzędowej kory wzrokowej umiejscowionej w płacie potylicznym z tyłu głowy, zwyczajowo nazywanej polem VI. Znajdujące się w nim neurony działają inaczej niż te w ciele kolankowatym bocznym. Może je pobudzić informacja płynąca z obu oczu. Jednocześnie są wrażliwe na specyficzne aspekty informacji wzrokowej, takie jak kierunek ruchu bodźca znajdującego się w ich polu recepcyjnym. Informacja wzrokowa jest następnie przesyłana z pola VI do ponad 20 odrębnych okolic kory mózgu, tzw. poza-prążkowęj kory wzrokowej.

Można śledzić przepływ niektórych informacji z pola VI przez okolice znane jako V2 i V4, zanim dotrą do obszaru nazywanego dolną korą skroniową (ITC - inferior temporal cortex), która tak jak inne struktury jest obustronna. Z wielu badań, w tym także dotyczących zaburzeń neurologicznych u ludzi z uszkodzeniami mózgu, wynika, że ITC ma prawdopodobnie istotne znaczenie w' postrzeganiu form i rozpoznawaniu obiektów. Wiadomo, że neurony w polu V4 odpowiadają wybiórczo na

ZMYSŁY BEZ TAJEMNIC