Сайты партнеров




GEO приглашает

В рамках Года Экологии 2017 в Центре фотографии имени братьев Люмьер проходит первая в России выставка «Чистая Арктика Себастьяна Коупленда» — фотографа, полярного исследователя и защитника окружающей среды


GEO рекомендует

25 сентября авиакомпания AtlasGlobal запускает ежедневные регулярные рейсы Москва-Стамбул-Москва от 179 евро


Как научиться «видеть» по щелчку

Когда какой-то из органов чувств не работает как надо, человеческий мозг стремится восполнить этот недостаток. Чаще всего у него это получается. И тогда незрячие начинают «видеть», щелкая языком, а глухие — «слышать» глазами
текст: Светлана Ястребова
В фильме «Дождись темноты» слепая героиня Одри Хепберн отбивается от бандитов. В реальной жизни перед людьми, лишившимися зрения, стоят не менее сложные задачи. При этом они ведут активный образ жизни, заниматься велоспортом и защищают диссертации

Дэниел Киш появился на свет в Калифорнии, окончил школу с отличием, а в 18 лет покинул родительский дом. Несколькими годами позже он получил степень магистра психологии в Калифорнийском университете в Риверсайде. Сейчас Дэниелу 51, он президент некоммерческой организации, а в свободное от работы время любит ходить в горы и кататься на велосипеде.

История жизни типичного успешного американца? Не совсем. Вот уже 50 лет Киш ничего не видит — в привычном нам смысле этого слова. Почти сразу после рождения у него обнаружили агрессивную форму рака светочувствительного слоя глаза — сетчатки. Болезнь грозила убить ребенка, поэтому врачи и родители пошли на отчаянный шаг. В семь месяцев Кишу удалили правый глаз, а меньше чем через полгода — еще и левый. Эти операции не только спасли жизнь мальчику, но и открыли у него неожиданные способности. И вот уже много лет Киш развивает их у других незрячих детей.

К двум годам Дэниел нашел способ исследовать пространство без помощи поводырей. Он стал щелкать языком — почти так же, как это делают дельфины. Звуки, которые при этом получаются, отражаются от предметов эхом, а Киш по этому эху на слух определяет, на каком расстоянии находится тот или иной объект. По сути дела, это эхолокация.

Сам Дэниел называет свой способ навигации «сонаром на вспышках». Он сравнивает щелчки со вспышками света, которые выхватывают из темного пространства отдельные элементы. И надо сказать, что Киш прав: его мозг воспринимает щелчки так же, как мозг зрячих обрабатывает яркие искры. Исследования с применением функциональной магнитно-резонансной томографии показали: когда Киш и другие незрячие люди, использующие «сонар на вспышках», слышат собственные щелчки, у них активируется кора затылочных долей больших полушарий. Эти участки коры у зрячих людей отвечают за восприятие зрительных стимулов, а когда они слышат такие же щелчки, их зрительная кора «молчит».

Чтобы освоить эхолокацию, вовсе не обязательно обладать какими-то особыми талантами. Это подтверждает исследование ученых из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, проведенное в 2014 году. Восемь зрячих добровольцев с плотными повязками на глазах в течение трех недель учились ходить по прямому коридору шириной 2,5 и длиной 27 метров. Как и Дэниел Киш, они щелкали языком с определенной высотой тона и анализировали эхо от этих звуков. К концу эксперимента все испытуемые вполне освоили технику эхолокации и уверенно добирались до конца коридора, не натыкаясь на стены.

Конечно, у эхолокации с помощью щелчков есть свои недостатки. Те, кто ее применяет, поневоле обращают на себя внимание окружающих, и далеко не всегда это внимание одобрительное. Поэтому многие незрячие дети и подростки не хотят использовать такой способ восприятия окружающего мира. Между тем, у слепых, освоивших эхолокацию, появляются способности, которых нет у людей с нормальным зрением. В част­ности, «сонар на вспышках» одинаково успешно работает во все стороны: эхо помогает определить расстояние даже до объектов за спиной человека, а обычное зрение такой возможности не дает.

Чтобы другие незрячие, используя навигацию с помощью щелчков, не испытывали неловкости, Киш и сотрудники его организации «Глобальная доступность для слепых» (World Access for the Blind) устраивают специальные семинары. Участники семинара убеждаются в эффективности эхолокации и понимают, что неразумно отказываться от этого метода только из-за боязни показаться кому-то смешным.  

Иллюстрация: Matthew Bambach/The Globe and Mail source: University of Western Ontario

Иллюстрация: Matthew Bambach/The Globe and Mail source: University of Western Ontario

Дэниел Киш убежден, что у любого человека множество скрытых способностей, с помощью которых можно решить почти все возникающие проблемы. «Главное — обнаружить их в себе и научиться ими пользоваться. Ключ к успеху во всех случаях лежит в одном и том же месте — в голов­ном мозге», — говорит он. И это не просто слова очередного специалиста по мотивации. Все наши органы чувств связаны с мозгом. Он обрабатывает информацию об окружающем мире, и он же решает, как ее интерпретировать. Доказательство тому — люди с абсолютно здоровыми глазами, которые, тем не менее, могут принять жену за шляпу или видят только левые половины предметов, потому что у них нарушена структура коры больших полушарий. Аналогичные проблемы могут возникать и у людей с абсолютно здоровым слуховым аппаратом: из-за повреждений участков мозга, обрабатывающих звуковую информацию, они, к примеру, не понимают значения слов или не отличают звуки по высоте.

Мозг представителей нашего вида очень пластичен, работа его отделов может перестраиваться настолько, что это кажется невероятным. Пусть ящерицы отращивают новые хвосты, а саламандры — утраченные лапки, людям тоже есть чем похвастать.

Каждый орган чувств связан нервами с головным мозгом. Нервы передают в мозг информацию о звуках, запахах, прикосновениях, температуре, вкусе пищи и многом другом. «Конечный пункт» таких данных — кора больших полушарий. В ней есть участки, которые обрабатывают информацию, поступающую от глаз, ушей, языка... Один участок, как правило, отвечает за какой-то один орган чувств. Есть еще области коры, в которых идет сравнение информации разных модальностей (звука, вкуса и т.д.): на основе этого сравнения складывается полноценный, многомерный образ объекта. К примеру, если речь идет о человеке, мы одновременно видим цвет его глаз, слышим его голос, ощущаем его прикосновение.

Кроме того в коре мозга есть участки, отвечающие за движения. Это они подают импульсы спинному мозгу, тот — через нервы — мышцам, и благодаря таким сигналам мы двигаемся.

Границы специализированных участков коры не заданы раз и навсегда. Они могут смещаться в зависимости от того, чем человек в жизни больше занимается. К тому же их площади не одинаковы у разных людей. 

Так, у гимнастов крупнее области коры, отвечающие за движения рук, а у бегунов — участ­ки мозга, управляющие ногами. То же верно и для органов чувств: если двухнедельному котенку на месяц закрыть повязкой левый глаз, то области коры, отвечающие за восприятие информации от этого глаза, будут недоразвитыми. Зато участки, получающие данные от правого глаза, могут стать больше, чем у животных, которым позволяли смотреть на мир обоими глазами. Это, кстати, пример компенсации частичной утраты зрения.

Даже если по несчастливой случайности человек лишится какой-то части тела,  участки головного мозга, связанные с этой частью тела, продолжат свою работу. Они могут переключиться на задачи, выполняемые «соседями».

Правда, возможен и пессимистичный сценарий. Иногда мозг не перестраивается в нужном объеме, и тогда клетки, в прошлом получавшие информацию от утраченного органа (например, руки или ноги), продолжают активироваться и без нее. Ощущается это как сильная боль в той части тела, которой уже нет. К счастью, такие боли, которые называются фантомными, уже научились лечить.

Когда речь идет о приобретенной слепоте или глухоте, то в некотором смысле лишиться слуха или зрения лучше в начале жизни: в это время структура мозга еще не окончательно устоялась, а значит, этот орган сумеет быстрее и полнее перестроиться, чтобы использовать оставшиеся возможности по максимуму. Тем не менее, компенсация утраченных чувств возможна практически в любом возрасте.

У рано потерявших зрение слух острее, чем у зрячих, и методика Киша тому подтверждение. Но обострение слуха — не единственное, чем незрячие компенсируют недостаток информации от глаз. У них лучше развито и осязание: вспомним шрифт Брайля и белые трости. Кроме того слепые точнее чувствуют свое тело, чем большинство обычных людей (хотя, конечно, уступают в этом спортсменам, которые годами специально тренировали координацию движений и притом обладают  нормальным зрением).

Благодаря технике эхолокации Дэниел Киш ведет активный образ жизни: он ездит на велосипеде, лазает по деревьям, ходит в горы. Но в экстремальных походах, разумеется, пользуется для подстраховки тростями. Фото: World Access for the Blind

Благодаря технике эхолокации Дэниел Киш ведет активный образ жизни: он ездит на велосипеде, лазает по деревьям, ходит в горы. Но в экстремальных походах, разумеется, пользуется для подстраховки тростями. Фото: World Access for the Blind

В 2010 году канадские и европейские ученые обнаружили, что незрячие еще и острее чувствуют запахи. Во время эксперимента, котором участвовали 11 слепых от рождения и 14 зрячих добровольцев, испытуемым раздали опросники, с помощью которых можно было определить, насколько они внимательны к запахам, а также дали понюхать очень небольшие количества пахучих веществ. Выяснилось, что в повседневной жизни незрячие особенно часто обращают внимание на запахи тела и парфюма. И они к ним более чувствительны, чем люди с нормальным зрением: слепым нужно меньше молекул пахнущего вещества, чтобы заметить его присут­ствие в воздухе. Судя по всему, это помогает лишенным зрения эффективнее взаимодей­ствовать с окружающими и отличать их друг от друга. Впрочем, и ароматы пищи незрячие тоже ощущают острее.

Кроме того они лучше запоминают слова и их точные значения, поэтому меньше подвержены ложным воспоминаниям. Это в 2013 году выяснили британские исследователи из Университета Бата и Лондонского университета королевы Марии. Есть такой способ обмануть память: дать человеку перечень слов, объединенных одной темой, но не указывать само название темы. Например: ночь, подушка, кровать, будильник, одеяло. А через некоторое время показать другой перечень такой же длины, но включить в него слово «сон». Если после этого спросить человека, встречалось ли слово «сон» в первом списке, то  зрячий, как правило, отвечает утвердительно. А незрячий от рождения почти всегда помнит, что этого слова сначала не было.

И самое уж неожиданное: среди слепых от рождения и лишившихся зрения в первый год жизни нет ни одного больного шизо­френией. Немецкие неврологи Стефен Ландграф и Михаэль Остенхайдер предполагают, что это «побочный эффект» от изменений, происходящих в нервной системе при врожденной или ранней потере зрения. Слух, обоняние, память, внимание, контроль над телом у шизофреников чаще всего хуже, чем у психически здоровых людей, а у незрячих  те же самые способности, наоборот, развиты лучше.

Впрочем, назвать слепоту защитой от всех психических расстройств нельзя. Другим душевным болезням незрячие от рождения подвержены так же, как люди с нормальным зрением. И, скажем, врожденная глухота отнюдь не гарантирует, что у человека не разовьется шизофрения. Так что намеренно терять работающие органы чувств ради психического здоровья все-таки не стоит.

Логично предположить, что у глухих лучше развито зрение, а участки коры, которые должны отвечать за слух (они располагаются в височных долях коры больших полушарий), обрабатывают зрительную информацию. Это предположение подтвердила функциональная МРТ, а также эксперименты с использованием магнитоэнцефало­графии (МЭГ), проведенные в 2001-м и 2003 годах в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Зрячие принимали в них участие в качестве контрольной группы. При новых визуальных впечатлениях их слуховая кора не активировалась.

Но некоторые исследования показывали, что у глухих зрение такое же, как у слышащих, или даже чуть хуже. Чтобы разрешить сомнения, американские нейробиологи из Рочестерского университета под руковод­ством Дафны Бавельер проанализировали результаты практически всех работ по этой тематике. И выяснили: есть зависимость от того, на что именно обращает внимание глухой человек. Если зрительный стимул поможет получить важную информацию, он сосредоточится — и увидит его с большей точно­стью. Таким стимулом может стать, к примеру, направление движения автомобиля или движение губ собеседника.

Кроме того исследователи из Хельсинкского политехнического института еще в 2001 году выяснили, что у глухие от рождения более чувствительны к прикосновениям к коже, чем обычные люди, а височные доли у них способны «обсчитывать» данные о прикосновениях. 

Это, кстати, неудивительно. Ведь у наших рыбообразных предков органы слуха развились из боковой линии — тонкой полосы чувствительных окончаний в небольших углублениях по бокам тела. Рецепторы в боковой линии самые разнообразные: одни позволяют ощущать присут­ствие в воде различных веществ, другие — ее вибрации. Так  что полифункциональность здесь предопределена «исторически».

А как обстоят дела с другими органами чувств? Можно ли как-то компенсировать их полную утрату? По ряду причин этот вопрос изучен не так досконально.

Во-первых, аносмия (неспособность воспринимать запахи) и агевзия (неспособность воспринимать вкусы) встречаются гораздо реже, чем слепота и глухота. 

Во-вторых, еще реже они бывают врожденными. Случаи, когда человек с детства не ощущает запахи или вкусы, обычно сопряжены с серьезными деформациями головы — например, отсутствием языка или носа. Тут уж неспособность отличить горькое от соленого или воду от спирта — наименьшая из бед.

Как правило, обоняние и вкусовую чувст­вительность теряют в зрелом возрасте из-за различных гормональных нарушений, отравления тяжелыми металлами или лекар­ствами. Если причины потери чувствительности устранить (скажем, вылечить пациента от отравления), она может восстановиться довольно быстро.

И все же есть кое-какие данные о том, как такие люди компенсируют потери. Как выяснили в 2015 году ученые из нескольких парижских университетов, те, кто не ощущает запахи, лучше распознают некоторые эмоции на лицах других. Для них критически важно понимать, когда люди испытывают отвращение к пище. Это позволяет аносмикам избегать отравлений. Ну а если у человека проблемы со вкусовой чувствительностью, он больше полагается на запахи и оценивает риски с помощью обостренного обоняния. За счет каких процессов в нервной системе это происходит, пока не очень понятно. Ясно одно: головной мозг принимает в этом самое непосредственное участие.

То же верно и для тактильной чувствительности — способности ощущать прикосновения. Тактильные рецепторы разбросаны по всей коже, и нужно лишиться ее почти полностью, чтобы не различать прикосновений. Но дело в том, что при такой травме практически невозможно остаться в живых.

10.08.2017
Связанные по тегам статьи:
метод эхолокации
Подслушано у мышей