Введение
Визуальный ответ у некоторых слепых людей
Неврологический феномен
Слепота – это способность людей с кортикальной слепотой реагировать на зрительные стимулы, которые они не воспринимают сознательно из-за повреждений первичной зрительной коры, также известной как полосатая кора или область Бродмана 17. Термин был введен Лоуренсом Вайскранцем и его коллегами в статье, опубликованной в журнале Brain в 1974 году. Ранее, в 1973 году, в журнале Nature была опубликована статья, посвященная изучению способности к различению у пациента с кортикальной слепотой. Сам факт существования слепоты вызывает споры, некоторые считают, что это лишь ухудшенное сознательное зрение.
the neurological phenomenon
Blindsight is the ability of people who are cortically blind to respond to visual stimuli that they do not consciously see due to lesions in the primary visual cortex, also known as the striate cortex or Brodmann Area 17. The term was coined by Lawrence Weiskrantz and his colleagues in a paper published in a 1974 issue of Brain. A previous paper studying the discriminatory capacity of a cortically blind patient was published in Nature in 1973. The assumed existence of blindsight is controversial, with some arguing that it is merely degraded conscious vision.
Классификация типа
Большинство исследований по слепому зрению проводятся на пациентах, страдающих гемианопией, то есть слепых на половине поля зрения. После разрушения левой или правой полосатой коры пациентов просят обнаружить, локализовать и различать визуальные стимулы, которые предъявляются их слепой стороне, часто в условиях вынужденного ответа или угадывания, даже если они не осознают визуальный стимул. Исследования показывают, что такие слепые пациенты могут достигать точности, превышающей уровень случайности. Слепота типа 1 – это термин, используемый для обозначения способности угадывать аспекты визуального стимула (такие как местоположение или тип движения) на уровне, значительно превышающем случайный, без какого-либо сознательного восприятия стимула. Слепота типа 2 возникает, когда пациенты сообщают об ощущении изменения в своей слепой области – например, движения, – но при этом не испытывают визуального восприятия. Переклассификация слепого зрения на тип 1 и тип 2 была произведена после того, как было показано, что самый известный пациент с слепотой, "GY", обычно осознавал стимулы, предъявляемые его слепому полю, если стимулы обладали определенными специфическими характеристиками, а именно, высоким контрастом и высокой скоростью движения (более 20 градусов в секунду). После Первой мировой войны невролог Джордж Риддок описал пациентов, ослепших в результате огнестрельных ранений V1, которые не могли видеть неподвижные объекты, но, по его словам, "осознавали" движущиеся объекты в своем слепом поле. Именно поэтому это явление в последнее время также называют синдромом Риддоха. С тех пор стало очевидно, что такие испытуемые также могут осознавать зрительные стимулы, относящиеся к другим зрительным доменам, таким как цвет и яркость, при предъявлении их слепым полям. Способность таких гемианопических испытуемых осознавать стимулы, предъявляемые их слепому полю, также часто называют "остаточным" или "сниженным" зрением. После демонстрации того, что слепые пациенты могут сознательно воспринимать некоторые визуальные стимулы, и последовавшего переопределения слепого зрения на тип 1 и тип 2, сформировалось более тонкое понимание этого феномена. Хелен была макакой-резусом, которой была проведена кортикотомия; в частности, ее первичная зрительная кора (V1) была полностью удалена, что привело к слепоте. Тем не менее, в определенных ситуациях Хелен проявляла поведение, характерное для зрячих. У нее расширялись зрачки, и она моргала при стимулах, угрожающих ее глазам. Кроме того, при определенных экспериментальных условиях она могла обнаруживать различные визуальные стимулы, такие как наличие и местоположение объектов, а также форму, узор, ориентацию, движение и цвет. Во многих случаях она могла ориентироваться в окружающей среде и взаимодействовать с объектами, как будто она видела. Подобный феномен был обнаружен и у людей. Испытуемые, получившие повреждения зрительных коры в результате несчастных случаев или инсультов, сообщали о частичной или полной слепоте. Однако, при соответствующей подсказке, они могли "угадывать" присутствие и детали объектов с точностью выше средней и, подобно животным, ловить брошенные в них предметы. У испытуемых никогда не развивалась уверенность в своих способностях. Даже после сообщения об их успехах они не начинали спонтанно "угадывать" объекты, а по-прежнему нуждались в подсказке. Кроме того, испытуемые с слепым зрением редко выражают удивление своими способностями, которое можно было бы ожидать от зрячих людей.
Описание слепоты
У пациентов со слепотой повреждена система, формирующая зрительное восприятие (зрительная кора головного мозга и некоторые нервные волокна, передающие информацию от глаз), а не базовая система мозга, контролирующая движения глаз. Движение и низкая пространственная частота способствуют заметности объекта при слепоте, но не являются для нее абсолютно необходимыми.
Причина
Существует три теории, объясняющие слепозрение. Первая из них утверждает, что после повреждения области V1 другие ветви зрительного нерва доставляют зрительную информацию в верхний бугорок, пульвинар и несколько других областей, включая части коры головного мозга. В свою очередь, эти области могут контролировать реакции при слепозрении. Другое объяснение феномена слепозрения заключается в том, что, несмотря на повреждение большей части зрительной коры, остаются крошечные островки функционирующей ткани. Эти островки недостаточно велики для обеспечения сознательного восприятия, но все же достаточны для некоторого бессознательного зрительного восприятия. Третья теория состоит в том, что информация, необходимая для определения расстояния до объекта и его скорости в пространстве, определяется латеральным коленчатым телом (LGN) до того, как информация проецируется в зрительную кору. У здорового человека эти сигналы используются для объединения информации от глаз в трехмерное представление (включающее положение и скорость отдельных объектов относительно организма), для извлечения сигнала вергенции, повышающего точность (ранее вспомогательной) оптической системы, и для извлечения сигнала управления фокусировкой для хрусталиков глаз. Стереоскопическая информация присоединяется к информации об объекте, передаваемой в зрительную кору. Недавно, с демонстрацией прямого входа от LGN в область V5 (MT), которая доставляет сигналы от быстро движущихся стимулов с задержкой около 30 мс, возникло другое объяснение. Оно предполагает, что доставка этих сигналов достаточна для возникновения сознательного опыта быстрого визуального движения, не подразумевая, что ответственность лежит исключительно на V5, поскольку, достигнув V5, сигналы могут распространяться в другие области мозга. Последнее объяснение, по-видимому, исключает возможность того, что сигналы "предварительно обрабатываются" V1 или "последующе обрабатываются" им (через возвратные связи от V5 обратно к V1), как было предложено. Пульвинарное ядро таламуса также посылает прямые, минуя V1, сигналы в V5, но их точная роль в формировании сознательного визуального опыта движения пока не определена. Признаки слепозрения можно косвенно наблюдать у детей уже в возрасте двух месяцев, хотя определить тип слепозрения у пациента, который еще недостаточно взрослый, чтобы отвечать на вопросы, затруднительно.
Доказательства на животных
В 1995 году исследователи провели эксперимент, чтобы выяснить, наблюдается ли слепота у обезьян с поражениями или даже полной резекцией коры головного мозга. Для этого обезьянам предлагалось выполнять задания, аналогичные тем, что используются для людей. Обезьян помещали перед монитором и обучали сигнализировать, присутствует ли в их поле зрения неподвижный объект или ничего, когда воспроизводится звуковой сигнал. Затем обезьяны выполняли ту же задачу, но неподвижные объекты предъявлялись вне их поля зрения. Результаты обезьян были очень похожи на результаты, полученные у людей: они не могли воспринимать присутствие неподвижных объектов за пределами своего поля зрения. В другом исследовании 1995 года, проведенном той же группой, пытались доказать, что обезьяны способны осознавать движение в области дефицита зрения, даже не осознавая присутствия там объекта. Для этого исследователи использовали стандартный тест для людей, аналогичный предыдущему, но с предъявлением движущихся объектов в области дефицита зрения. Объект начинал движение из центра области дефицита зрения, перемещаясь вверх, вниз или вправо. Обезьяны выполняли тест так же, как и люди, почти всегда давая правильные ответы. Это показало, что способность обезьян обнаруживать движение отделена от их способности сознательно воспринимать объект в области дефицита зрения, и предоставило дополнительные доказательства того, что повреждение коры головного мозга играет важную роль в развитии этого расстройства. Спустя несколько лет другое исследование сравнило данные, полученные от обезьян, и данные конкретного пациента с синдромом слепоты, GY. Кора головного мозга GY была повреждена в результате травмы в возрасте восьми лет, однако в основном он сохранил полную функциональность, но не осознавал ничего в своем правом поле зрения. У обезьян хирургически удаляли кору головного мозга левого полушария. Сравнивая результаты тестов GY и обезьян, исследователи пришли к выводу, что у обоих видов можно обнаружить схожие паттерны реакций на стимулы в "слепом" поле зрения.
Боковое ядро геникулята
В словаре Mosby's Dictionary of Medicine, Nursing & Health Professions латеральное коленчатое ядро (LGN) определяется как "одно из двух возвышений латерального заднего отдела таламуса, принимающее зрительные импульсы от сетчатки по зрительным нервам и трактам и передающее эти импульсы в поясную (зрительную) кору". То, что видно в левом и правом полях зрения, воспринимается каждым глазом и возвращается к зрительному диску по нервным волокнам сетчатки. От зрительного диска зрительная информация проходит через зрительный нерв и поступает в зрительный перекрест (хиазму). Затем зрительная информация входит в зрительный тракт и направляется в четыре различные области мозга, включая верхний бугорок, претектум среднего мозга, супрахиазматическое ядро гипоталамуса и латеральное коленчатое ядро (LGN). Большинство аксонов из LGN затем направляются в первичную зрительную кору. Более того, после инактивации LGN практически во всех экстрастриатных областях мозга больше не регистрировалась активность при фМРТ. Их результаты показали, что действительно существует прямая связь между информацией о зрительном движении, идущей от LGN к области V5/hMT+, минуя V1. Экстрастриатные зрительные области включают части затылочной доли, окружающие V1.
Противоречия
Результаты некоторых экспериментов позволяют предположить, что люди с корковой слепотой могут сохранять определенный вид сознательного опыта и, следовательно, не являются полностью слепыми. Критерии диагностики корковой слепоты неоднократно менялись в связи с результатами, ставящими под сомнение первоначальное определение, что заставило некоторых ученых усомниться в самом существовании этого феномена.