Текст книги "Как мы видим то, что видим"
Автор книги: Вячеслав Демидов
Жанр:
Биология
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 17 страниц)
Современная фотография занята поисками выразительных средств ничуть не меньше, чем живопись. Различные объективы, специальные способы обработки пленки и особые приемы фотопечати, – достаточно развернуть газету, раскрыть иллюстрированный журнал, не говоря уже о специальных изданиях, чтобы увидеть, как разнообразно мыслят фотографы, как они изощряются в попытках выразить мир. Вот именно: не отразить, а выразить! Максимально близко к тому, как это делают художники (а те – парадокс! – берут себе на помощь фотоаппарат как вспомогательный инструмент познания жизни, это делали Рерих, Шишкин, Врубель, Репин, Бенуа...).
Сверхширокоугольный «рыбий глаз» предельно искажает изображение, превращает прямые линии в дугообразные – вспоминаете Сезанна? Соляризация превращает фотографию в контурный рисунок ворсистой кистью – грубо подчеркнутые контуры изобретены Ван Гогом. Цветной пейзаж, превратившийся в пестрое скопище разномастных точек, – Сёра, Синьяк?
Нет, я не собираю обличительный материал и не пытаюсь обвинять фотомастеров в плагиате. Просто уж очень интересен этот ход: попытка превратить камеру в подобие кисти (хотя в игру входит не только камера, но и множество других технических компонентов). Художники фотографии все смелее пытаются воплощать в своем творчестве призыв Максимилиана Волошина:
Все видеть, все понять, все знать, все пережить.
Все формы, все цвета вобрать в себя глазами.
Пройти по всей земле горящими ступнями.
Все воспринять и снова воплотить.
И их попытки не безуспешны.
Они создают на фотобумаге свое пространство, безжалостно убирают из кадра все лишнее, печатают позитив с двух, трех негативов, если выразительности одного недостаточно, находят ритмику созидания там, где обычный глаз не замечает ничего, кроме хаоса вывороченной земли, труб и железобетона. Они видят мир, как и положено людям искусства, – каждый по-своему.
И здесь мы отступим в прошлое, уйдем на пости три столетия от наших дней.
Петербург, 1715 г. За десять лет до смерти Петра Великого здесь открывается Морская академия. Учить кадетов было повелено:
1) арифметике, 2) геометрии, 3) фехту или приемам ружья, 4) артиллерии, 5) навигации, 6) фортификации, 7) географии, 8) знанию членов корабельного гола* и такелажа, 9) рисованию, 10) бою на рапирах.
* То есть корпуса судна, не оснащенного мачтами. – В.Д.
В 1716 г. начинает работать Хирургическая школа при Санкт-Петербургском военном госпитале. Рисование и здесь входит в обязательную программу.
Что же рисовали обучавшиеся? Детали морских судов? Артиллерийских орудий? Органы человеческого тела? Ничего подобного: пейзажи и портреты!..
Зачем же при крайней нехватке образованных людей, при нужде готовить специалистов елико возможно скорее тратили время на бесплодное вроде бы занятие?
«Рисование требует такой же деятельности ума, как наука».
Кто это сказал? Это слова Павла Петровича Чистякова, учителя братьев Васнецовых, Сурикова, Репина, Врубеля, Серова. «Обучение рисованию... составляет столь важный предмет для развития в детях способности наблюдать и размышлять (курсив мой – В.Д.), что ему должно быть отведено в школе одинаковое место с другими предметами преподавания» – это тоже его, Чистякова, слова. Имена его великих учеников, художников всемирно знаменитых, доказывают правоту высказанных им мыслей более чем весомо.
Не кажется ли теперь, что мы постепенно приближаемся к некоторому пониманию того, зачем одни люди рисуют картины, а другие – эти картины смотрят? Что нам становится яснее, почему хорошие картины столь многоплановы в своей выразительной сущности, почему талантливые живописные произведения столь не передаваемы в словах? Не кажется ли вам, что за картинами стоит нечто большее, чем просто желание «отобразить»?
Голый охотник наносил на скалу контур пронзенного дротиком оленя, он верил, что после этого будет с добычей. Он пытался постигнуть законы, правящие Природой, и повлиять на них. Он не виноват, что рационалистическим идеям о взаимосвязи явлений суждено было появиться только много тысячелетий спустя.
Но он, этот безусловно талантливый человек, не только воспринимал мир своеобразно, он сумел донести это свое восприятие до нас. «Мы часто видим мир при помощи тех очков, которые носил тот или иной большой художник», – заметил Всеволод Эмильевич Мейерхольд. Какое глубокое определение того, что принято называть сопереживанием! Творчество одного человека, размышляющего о мире, о своем месте в этой бесконечной Вселенной, становится искрой, от которой разгорается могучий костер, пробуждаются мысли другого, третьего, тысяч и миллионов.
«Произведение изобразительного искусства является не иллюстрацией к мыслям автора, а конечным проявлением самого мышления», – утверждает искусствовед и психолог Р. Арнхейм, работающий в США. Поэтому великие творения мастеров живут вечно.
Говорят, что когда Микеланджело упрекнули в недостаточной похожести портретов герцогов Медичи на оригиналы, великий итальянец спросил: «Кто заметит это через сто лет?».
Мысли, заключенные в картинах, заслоняют порой даже историю. «Боттичелли был художник, писавший женские лица так, как их не писал никто ни раньше, ни позже его. Многие знают Боттичелли и его картины, но кто назовет вам политического лидера Флоренции тех времен, кто скажет, кому принадлежала крупнейшая импортная фирма Венеции или какие города воевали между собой и кто из них вышел победителем?» – заметил выдающийся современный дизайнер Джордж Нельсон.
А в русской истории: кто, не задумываясь, назовет (я не беру в расчет специалистов-историков и искусствоведов) имена царей, при правлении которых творили Андрей Рублев, Брюллов, Куинджи, Репин, Суриков?..
Великие полотна бессмертны потому, что отражают масштаб мыслей художника, что рисунок и колористика – проявление вовне, выражение внутреннего мыслительного процесса. Большой человек никогда не замыкался в скорлупу, не уходил от животрепещущих вопросов жизни, пусть кому-то это и чудилось. Как сказал Леонид Мартынов:
И так как они не признали его.
Решил написать он себя самого.
И вышла картина на свет изо тьмы.
И все закричали ему:
– Это мы!
И теперь мы понимаем, почему кандидат искусствоведения Н. Молева, благодаря исследованиям которой мы узнали об уроках рисования в Морской академии и Хирургической школе, назвала статью об этих уроках так: «Путь к самому себе».
Глава шестая. Мир строится из деталей
...Точно так же приготовляют
пончики с вареньем, повидлом, яблоками и пр.
На 1 кг пшеничной муки – 2,5 стакана молока
или воды, 2...3 ст. ложки масла, 1 ст. ложку сахара,
2 яйца, 1 чайную ложку соли, 30 г дрожжей.
Книга о вкусной и здоровой пище
В начале 60-х гг. прошлого (теперь уже прошлого!) века доктор биологических наук Альфред Лукьянович Ярбус, тогда еще кандидат, проделал опыты, на которые сегодня ссылаются во всем мире все, кто хоть сколько-нибудь причастен к изучению восприятия форм и пространства.
Классические эти опыты дали начало большой серии различных исследований и значительно углубили понимание того, что значит «смотреть на мир».
На глазном яблоке испытуемого Ярбус укрепил маленькое зеркальце. Отраженный от него световой зайчик стал писать на фотобумаге узор – след движения глаз.
Человек разглядывал картину или рисунок, а узор засвидетельствовал, что «смотреть» вовсе не означает «обводить зрачками контуры предметов» (увы, даже сейчас в фундаментальных книгах, написанных неспециалистами в области зрительного восприятия, приходился читать, будто «глазное яблоко движется в соответствии с контуром»).
Нет, глаза совершают странные скачки, поначалу кажущиеся совершенно хаотическими! Но по мере того как записи отдельных движений наслаиваются друг на друга, выплывают прелюбопытные закономерности.
Первая из них та, что максимумы внимания приходятся на смысловые центры изображения. В частности, человек или животное всегда будет таким центром, даже если картина изображает природу или технику.
Лица людей значат для зрителя больше, чем фигуры, а фигуры – больше, чем детали обстановки. Рассматривая портрет, мы останавливаем взор главным образом на глазах, губах, носе. Эти же элементы – глаза, нос, пасть – наиболее интересны наблюдателю и тогда, когда перед ним морда животного.
Рис. 30. Оказывается, так мы смотрим на Нефертити... Впервые эксперимент был поставлен в лаборатории А.Л. Ярбуса в начале 60-х годов ХХ в.
Такая «иерархия ценностей», в общем, понятна. Глаза – «зеркало души», движение губ или подергивание щеки говорят о настроении более чем красноречиво. Подмеченные еще в незапамятные времена «бегающие глаза» субъекта с нечистой совестью не случайны: он концентрирует свое внимание не только на лице собеседника, всегда интересном для занятого разговором человека, но и на руках (вдруг их движение что-то выдаст?), карманах (нет ли там оружия?), лицах окружающих (не ждать ли подвоха с их стороны) – и нам сразу бросается в глаза странность, необычность такого «зрительного общения».
Да, движения глаз отражают работу мысли. Этому найдены убедительные доказательства.
В одном из опытов Ярбус предлагал испытуемым рассматривать картину Репина «Не ждали» с разных «установок», то есть стараясь решить ту или иную логическую задачу. И что же? Когда было необходимо оценить материальное положение семьи, особое внимание взора привлекало убранство комнаты, которое при «свободном» рассматривании практически не замечалось. Пытаясь вычислить возраст персонажей, зритель направлял зрачки исключительно на лица. быстрые перелеты от лиц детей к лицу матери и далее к лицу вошедшего (и немедля обратно, и снова назад по тому же пути) – таково решение задачи «Сколько времени отсутствовал тот, кого не ждали?» Беспорядочно блуждающий взгляд – попытка запомнить расположение людей и предметов в комнате...
Картина «Не ждали» – произведение широко известное. Тем интереснее, что разные люди по-разному ее рассматривают. Узоры линий отмечают: хотя элементы изображенного привлекают внимание разных людей, вообще говоря, одинаково и в явной связи с «установкой», – но каков путь обхода элементов взором, это индивидуально для каждого человека.
Мир каждый видит в облике ином.
И каждый прав – так много смысла в нем, –
сказал за двести лет до опытов Ярбуса Гёте.
Эти присущие данному человеку особенности очень устойчивы. Когда вы посмотрите на картину сейчас, через три дня и неделю спустя, зеркальце скажет, что путь взгляда остался, по сути, тем же самым. «Искусство – зеркало, отражающее того, кто в него смотрится», – эти слова Оскара Уайльда порой воспринимаются как стремление «выразиться поэффектнее». А выходит, они имеют документальное подтверждение...
Несколько другой метод – киносъемку глаз использовал доктор педагогических наук Вениамин Ноевич Пушкин, чтобы понять «технологию» решения шахматных задач: путь взора подсказывает исследователю, как мыслит при этом шахматист.
Рис. 31. В зависимости от поставленной задачи, шахматист по-разному осматривает доску с фигурами. Киносъемку глаз проводил к.пед.н. В.Н. Пушкин
И что же? Маршрут движения зрачков зависит от задания: найти решение – рисунок один, а вот просто оценить позицию, сказать, чья сильнее, – маршрут иной.
При поисках выигрыша глаз фиксируется в основном на «функционально значимых пунктах» позиции, и потому имеются обширные районы доски, куда взор вообще не заходит. А при оценке позиции точки фиксации глаз распределяются по всей доске.
Глядеть – значит мыслить, мыслить – значит непременно особым образом глядеть.
Шахматист рассматривает каждый фрагмент позиции примерно четверть секунды. Такую же величину фиксации взора во время чтения (прозы или стихов – все равно) отмечают Ярбус и многие другие исследователи, так что доска для гроссмейстеров действительно предстает раскрытой книгой...
Четверть секунды – это время, нужное кратковременной памяти, чтобы сравнить свое содержимое с запасами долговременной. А если этого времени не хватает, потому что текст эмоционально насыщен, и у читателя возникают ответные мысли и ассоциации, взгляд задерживается дольше, но опять-таки на время, кратное четверти секунды. Мы скоро увидим, что за этой цифирью кроется интереснейшая нейрофизиология.
Объем информации, передаваемой за это ничтожное время по зрительному каналу, резко меняется с возрастом. Шестилетний ребенок способен понять за минуту не более 75 слов, двадцатилетний студент проглатывает 340. Почему?
Потому, что малыш для чтения сотни слов останавливает свой взгляд двести сорок раз и пятьдесят пять раз возвращается к прочитанному. Студент же останавливается и возвращается значительно реже.
По мнению многих исследователей, жизненный опыт дает возможность отсеивать второстепенные по значимости признаки, объединять несколько простых признаков в один сложный, комплексный знак. Иными словами, изменяется алфавит, в котором ведется опознавание, – перечень знаков, среди которых требуется обозначить искомый. И потому, хотя время остановки взора, в общем, неизменно у дошкольника и студента, скорость переработки сведений в высших отделах мозга резко возрастает.
Мозг взрослого работает быстрее, чем мозг ребенка, не только вследствие общего развития человека, не только потому, что память взрослого богаче знаниями, но и потому, что внутренняя структура мозга совершенствуется, что способы представления информации, воспринимаемой органами чувств, становятся экономичнее.
Почему так стабилен узор, который чертит свет от зеркальца? После опытов Ярбуса американские физиологи Д. Нотон и Л. Старк стали фиксировать не только общую картину пути, но и последовательность переходов взора от одной точки фиксации к другой. Путь обхода (он связан с контуром, но вовсе не повторяет его!) оказался, как и узоры, совершенно индивидуальным для каждого испытуемого и очень устойчивым.
Экспериментаторы сделали вывод, что при первом знакомстве с предметом человек как бы ощупывает его взглядом, прокладывая путь обхода: в зрительной памяти застревают признаки, характеризующие вещь, а в моторной памяти – сигналы от глазодвигательных мышц. Образуется «кольцо признаков», в котором зрительная и двигательная информации перемежаются. При новом знакомстве «кольцо» помогает опознать изображение.
По мнению других ученых, слова языка, обозначающие детали контура, подчеркивают важность этих фрагментов для опознания контура в целом. Слова «прямолинейность», «вогнутость», «излом», «пересечение» и им подобные характеризуют информативные с точки зрения отличий одного контура от другого) участки. Для более точных и тонких указаний специалисты прибегают к особым терминам. В профессиональном языке архитекторов вы найдете «полувал», «плинт», «соффит», «эхилин» и много других подобных слов, у авиаторов встретитесь с «плосковыпуклым», «S-образным», «ромбическим», «клиновидным» и прочими профилями крыльев, моряки оперируют понятиями «бульбообразного», «ложкообразного», «клиперского» носа судна.
Какие же формальные признаки характерны для точек фиксации взгляда? Что именно принимает зрительный аппарат за информационно важную особенность? Оказывается, участки контура с очень сильным искривлением – то есть «информативные фрагменты».
Рис. 32. Кошка, которую нарисовал американский исследователь М. Эттнив: наверное, самая знаменитая в мире ученых...
Американский исследователь М. Эттнив предложил испытуемым отметить на рисунке, изображающем лежащую кошку, точки, которые наиболее важны для опознания смысла фигуры. Эти точки оказались, как и можно было ожидать, точками максимальной кривизны данного участка контура. Ученый соединил примерно сорок таких пунктов прямыми линиями – рисунок практически не пострадал, четкость опознания осталась прежней.
Именно эту особенность работы зрительного аппарата бессознательно использовали кубисты, «гранившие» изображаемые предметы. На нее опираются многие приемы стилизации, свойственные народному творчеству, – при вышивке крестом, в ковроткачестве. Резкие изломы не мешают узнавать изображенные мастером плавные в жизни контуры фигур людей и животных.
А как обстоит дело с теми фрагментами, на которых взор не задержался во время рассматривания? Мы их что – не видим? Видим, конечно, но не так отчетливо. Поэтому мозг порой досочиняет их, используя те миллионы картин, которые прошли перед глазами и неосознанно отложились в памяти.
Что это так, свидетельствуют «невозможные фигуры», очень смущающие неподготовленного зрителя. Вот одна из них – треугольник Пенроуза. При беглом взгляде вы не замечаете в нем ничего особенного. Три его угла настраивают на привычную картину: сколоченный из трех брусков объемный треугольник.
Дело, однако, осложняется, едва вы пытаетесь представить его пространственную форму, то есть займетесь реконструкцией трехмерности по плоскому изображению. Мозг отказывается принять реальность этой фигуры. Глаз блуждает по контуру от одной вершины к другой, вертится по кругу все быстрее, быстрее и ни на йоту не приближается к решению загадки. Треугольник остается странным, ирреальным. В чем причина?
Еще триста пятьдесят лет назад Декарт так описывал схему восприятия сложного образа: «Если я нашел путем независимых мыслительных операций отношения между А и В, между В и С, между С и D, наконец, между D и Е, то это еще не позволяет мне понять отношения между А и Е. Истины, усвоенные ранее, не дадут мне точного знания об этом, если я не смогу одновременно припомнить все истины. Чтобы помочь делу, я буду просматривать эти истины время от времени, стимулируя свое воображение таким образом, что, осознав <...> один факт, оно тут же перейдет к следующему. Я буду поступать так, пока не научусь переходить от первого звена к последнему настолько быстро, что ни одна из стадий этого процесса не будет «спрятана» в моей памяти, и я смогу созерцать своим мысленным взором всю картину сразу». Как мы знаем, мозг примерно по этой схеме управляет движением глаз. И вот в случае «невозможной фигуры» такой метод познания подводит...
Рис. 33. «Невозможная фигура»: треугольник Пенроуза. Его тайна в том, что мы пытаемся зрительно вообразить на плоскости фигуру, которая на самом деле объемна (показана слева)
Давайте посмотрим, почему это случается. Анализ требует терпения, но в конце концов мы будем вознаграждены: откроется тайна не только треугольника Пенроуза, но и других «невозможных» изображений.
Итак, пересекающиеся поверхности 3 и 1 нашего треугольника образуют в точке А пересечение типа «Т» (см. рис. 34). Это значит, что поверхность 1 лежит под поверхностью 3: об этом говорит наш жизненный опыт. Смотрим на точку В – там опять пересечение «Т», образованное плоскостями 3 и 4: поверхность 3 лежит под поверхностью 4. Переходим к точке С – опять такое же пересечение и, значит, поверхность 4 лежит под поверхностью 1. Но ведь мы только что убедились, что 4 не может быть под 1, так как 4 лежит над 3, а 3 – над 1. Следовательно, 4 должна находиться над 1, а тип пересечения (Т) свидетельствует об обратном. Глаз получает две взаимоисключающие информации: созерцание каждого узла говорит, что все три бруска перпендикулярны друг другу, обход же взором отказывается строить на этих условиях объемную фигуру.
Рис. 34. Всего лишь восемь узлов. Ими исчерпывается всё разнообразие пересечения поверхностей, и наше зрение это очень хорошо знает
Как же выйти из противоречия? Очень просто: выкинуть один из фактов (излишнее знание только мешает). Закройте пальцем верхнюю вершину, и стороны треугольника выскочат из плоскости листа! Псевдоплоская фигура обретает объемность, все три брусочка оказываются перпендикулярны друг другу. Трюки, подобные треугольнику Пенроуза, очень любил рисовать голландский художник Морис Эсхер (или Эшер, как иногда на немецкий лад читают его фамилию). То и дело на его картинах встречаются «струящийся вверх» водопад, таинственной формы строения, направленная все время вниз по замкнутому кольцу лестница...
Странность изображений разгадывается известным нам способом: нужно прикрыть часть картины, построить с треугольником и линейкой точки схода перспективы, и становятся видимыми очень изощренные приемы «игры» мастера. Вопрос только: как ухитрялся он воображать свои невообразимые картины?
Конечно, все сказанное не значит, что зрение и мозг удовлетворяются одними «кусочками изображений». Первое впечатление проверяется иными фрагментами, контуры и объемы уточняются многократными проходами взора по разным путям – так возникает сложный, богатый образ. Чем обширнее кладовые нашего зрительного богатства, тем полнее воспринимается все новое, на что обращается глаз, тем полнее способность видеть:
Большими глотками я глотаю пространство.
Запад и восток – мои, север и юг – мои...
Все, что я добуду в пути, я добуду для себя и для вас.
Я развею себя между всеми, кого повстречаю в пути.
Я брошу им новую радость и новую грубую мощь...
Теперь я постиг, как создать самых лучших людей:
Пусть вырастают на вольном ветру, спят под
Открытым небом, впитывают солнце и дождь, – как земля, –
это слова великого романтика Уолта Уитмена.
Но, оказывается, фрагментарность восприятия, как ее демонстрируют записи движений глаз, – это лишь внешнее выражение глубинных процессов, совершающихся на пути от сетчатки к высшим отделам зрительного аппарата. Попробуем немного продвинуться к ним и для начала поговорим о полях.
Окружающий мир проецируется хрусталиком на сетчатку в виде комбинации светлых и темных пятен. То, что предметы окрашены, вносит, конечно, некоторые особенности, но ведь и краски бывают разной яркости. Соответственно яркости откликаются фоторецепторы, на сетчатке возникает «рельеф возбуждения». (Строго говоря, в темноте фоторецепторы не «молчат», а, наоборот, вырабатывают так называемый «темновой ток», который уменьшается по мере увеличения освещенности: эта непонятная особенность фоторецепторов присуща только позвоночным.)
Вырабатываемый фоторецептором сигнал поступает на биполярную клетку сетчатки и там алгебраически складывается с другим сигналом – от клетки горизонтальной. Это нужно, чтобы учесть среднюю яркость картины и сделать возможным работу зрения и при солнечном, и при лунном свете.
Каждая горизонтальная клетка суммирует возбуждающие и тормозящие сигналы от некоторого количества близко расположенных светочувствительных клеток – нейрофизиологи называют их полем горизонтальной клетки. Поэтому горизонтальная клетка вырабатывает сигнал, учитывающий среднюю освещенность ее поля (это было установлено многими авторами, в том числе членом-корреспондентом АН СССР Алексеем Леонтьевичем Бызовым). А поскольку все горизонтальные клетки связаны между собой, учитывается средняя освещенность сетчатки в целом.
В итоге получается, что после этих сложений и вычитаний ганглиозная клетка, от которой в высшие отделы мозга идет аксон – волоконце зрительного нерва, – передает не абсолютную яркость света, а относительную: плюс или минус от средней энергии светового потока на сетчатке. Так что хотя нейрон зрительной системы способен ответить лишь на стократное изменение входных сигналов, вся она работает при перепадах яркости в сто миллиардов раз, повергая в зависть конструкторов телевизионных систем. Таковы возможности относительных измерений! И не случайно этот принцип – реагировать не на абсолютные, а на относительные изменения – мы видим буквально во всех отделах зрительного аппарата, принцип экономичный, оптимальный по своей сути.
Ведущим для всех уровней зрительной системы является и принцип полей.
Есть, например, поля ганглиозных клеток, которые впервые были обнаружены американским физиологом X. Хартлайном, впоследствии Нобелевским лауреатом. В 1932 г. он исследовал сетчатку лягушки и с удивлением увидел, что каждое волоконце в ее зрительном нерве несет сигналы не от одного фоторецептора, а от нескольких. Одни «линии связи» передавали сигналы, когда на подключенное к ним поле падал свет. Другие, наоборот, когда освещение сменялось тьмою. Хартлайн так их и назвал: «он»-поле (включено по-английски) и «офф»-поле (выключено). Сейчас эти термины общеприняты.
Двадцать пять лет спустя американские же физиологи И. Леттвин, Г. Матурана, В. Мак-Каллок и В. Питс обнаружили в сетчатке лягушки несколько типов совершенно неизвестных дотоле клеток – детекторов, как их назвали. Эти нейроны срабатывают, воспринимая различие специфические свойства изображений.
Одни детекторы реагируют на границу между светлым и темным участком – на край предмета.
Другие возбуждаются, тогда эта граница в движении, но молчат, когда она неподвижна.
Третьи указывают, что в поле зрения лягушачьего глаза появился маленький темный предмет, который движется: по-видимому, добыча, скорее всего – муха.
Рис. 35. Схема сетчатки, как она видна под электронным микроскопом: К – колбочка, П – палочка; в продолговатых члениках этих рецепторов находится множество мембран, к которым прикреплены молекулы веществ, реагирующих на фотоны; Н – ножки фоторецепторов, с которыми вступают в контакт горизонтальные клетки г, а также карликовые биполярные клетки кб, палочковые биполярные клетки пб, плоские биполярные клетки плб. Амакриновые клетки о – следующий после биполярных слой нейронов, обрабатывающих информацию, переданную фоторецепторами. Ганглиозные клетки г – последняя ступень обработки информации в сетчатке и «передаточная станция»: именно от этих клеток начинаются волокна зрительного нерва. В прямоугольнике показано, как диадный синапс (сверху) контактирует с отростками, ганглиозных и амакриновых клеток
Как только «нечто» приблизится, – а измерение расстояний функция еще одного специального детектора, – лягушка немедля атакует «это движущееся».
Кстати, точно такую же муху, но лежащую без признаков жизни на земле, лягушка атаковать не станет. Она с голоду может умереть, если кругом будут вполне съедобные, но неподвижные мухи: такой уж высокоспециализированный и не очень умный аппарат – лягушачий глаз. Он передает в мозг данные о некоторых свойствах предметов и автоматически предписывает действия по принципу: маленькое – охоться, большое – спасайся, и так далее.
Глаз более высокоорганизованных животных, тем более глаз человека, никаких предписаний, в отличие от лягушачьего, не выдает. Он сообщает мозгу сведения о картинке, он приемо-передатчик, но не командир.
Поэтому лягушачий глаз больше поставил вопросов, чем разрешил. От него не удавалось перебросить мостик к млекопитающим. И действительно, первые же опыты показали, что глаз кошки, этого прекрасно ориентирующегося в пространстве хищника, устроен совсем иначе.
Рис. 36. Работа простого поля, выделяющего точку с помощью полей on и off
Прежде всего по-иному выглядят поля ганглиозных клеток: не сплошные, а «двухступенчатые». Каждое поле природа сконструировала как кружок с «он»– или «офф»-центром и наружным кольцом (периферией) противоположного действия.
Рис. 37. Несколько простых полей, соединенных соответствующим образом, способны выделить, например, линию определенного размера. В зависимости от того, как расположены поля на сетчатке, они выделяют линии разной ориентации и разной формы. Это установили американские физиологи Х. Хартлайн (1932), И. Леттвин, Г. Матурано, В. Мак-Каллок и В. Питс (1957). Нервные импульсы показывают, как поля реагируют на свет и его выключение (правая часть рисунка)
Группы таких полей способны подчеркивать контуры изображений, усиливать контраст между участками, не слишком отличающимися по яркости, это продемонстрировал в 1959 г. тот же Хартлайн. Стало ясно, почему мы видим темные каемки – полосы Маха – на границах между такими участками: их создает зрительный аппарат «из ничего», просто потому что так устроен.
Для живых существ очень важно, что сетчатка умеет выделять контуры. В них содержатся самые существенные сведения о предметах. Однако было бы ошибкой думать, что работой сетчатки все и заканчивается. Нет, дело только начинается, впереди много станций, и первая, как мы уже говорили, – НКТ, наружное коленчатое тело. Оно вносит очень важный вклад в преобразование зрительного сигнала. Но прежде чем начать об этом рассказ – маленькое отступление.
Глаза людей на портретах смотрят задумчиво, строго, весело, лукаво... Мы не замечаем их неподвижности, как не замечаем и того, что наши собственные глаза все время в движении. Я имею в виду не те «обходы», которыми глаз выделяет наиболее информативные части картинки. Есть иные движения, они не подчиняются нашей воле, и управлять ими невозможно. Не удастся их и остановить, как ни старайся уставить взор в одну точку.
Мышцы не в состоянии удерживать глазное яблоко в полном покое. Более того, их задача как раз обратная: обеспечить непрерывные микродвижения.
Во-первых, тремор, при котором глаз подергивается с частотой около 100 герц (100 раз в секунду, но это средняя цифра, а пределы – от 30 до 150). Амплитуда дрожания ничтожная, 20...40 угловых секунд; если глаз видит тонкую линию, она будет перепрыгивать лишь с одного фоторецептора центральной ямки на другой, рядом лежащий, и не далее, а их там на одном квадратном миллиметре собралось около 50 тысяч...
Во-вторых, существует дрейф – медленные плавные смещения взора: в угловых мерах – от трех до тридцати минут.
В-третьих, периоды дрейфа сменяются небольшими скачками – микросаккадами. Взгляд «плывет» – и вдруг рывком перебрасывается чуть в сторону, где опять начинается дрейф. Эти движения также невелики по амплитуде, они того же порядка, что и дрейф, так что точка, спроецированная в центральную ямку сетчатки, даже при самом большом микросаккадическом скачке не выйдет за ее пределы.
Рис. 38. Наши глаза все время в движении: зигзагообразные линии – дрейф, прямые линии – быстрые саккадические скачки. На их время глаз слепнет!
И наконец, четыре раза в секунду глаз совершает незаметный со стороны большой саккадический прыжок (опять оговорюсь что цифра средняя: промежутки между этими скачками бывают от трех сотых секунды до двух секунд: эмоции и внимание делают свое дело).
Зачем все эти движения? И перед электронным осциллографом усаживаются студенты (любимый испытательный объект всех физиологов). На экране луч чертит прямую линию, а на ней пульсирует острый выброс, словно горная вершина в чистом поле. Ее видят все, кроме «автора». Ученый, проводящий опыт, подключил к мышцам его глаза токоотводящие электроды – наклеил в нужных местах на кожу тонкие проволочки.
Каждое сокращение мышечных волокон, вызывающих саккадическое движение, – это еще и выработанный ими электрический сигнал. Таково свойство всех мышц. Проволочки уловят сигнал, передают на усилитель, и на экране появляется горная вершина. А человек, по чьей милости она появилась, ее не замечает. И убедить его в том, что она существует, нет никакой возможности. «Перестаньте меня разыгрывать!» – сердится он.