Преддверие Духа
Однако, вернемся к нашим кубикам. Если на первом философском чаепитии мы производили измерения, зная что мы, конкретно, измеряем, в каких единицах, и сосредоточились в основном на необходимой точности, то теперь дело несколько философичнее. Кубики символьных данных, появившиеся в результате решения, уже не выражаются в метрах, граммах или секундах.
Сенсорная система измеряет значимое событие, произошедшее на Светлой стороне, оценивает результаты и превращает их в однозначность, которую мы воспринимаем как сведения в традиционной интерпретации информации. К примеру, если на каком-то участке сетчатки сила светового излучения различна, то по одну сторону возникнет символ «Белое», а по другую – «Черное». Подобно тому, как материя есть основа бытия на Светлой стороне, символы являются источником бытия на Темной. В момент прохождения сигнала через границу внешней и внутренней реальностей заключенное в нем бытие теряет возможность быть измеренным, становится однозначным и кодируется в символической форме.
Каждый символ данных несет на себе информацию о цвете, направлении движения и положении на картинке. На себе, но не в себе. Чтобы передать такой символ, нужен только один бит информации, который означает одно различие между есть и нет. Это всё. Никаких внутренних различий в таком символе нет. Сам по себе символ пуст. Все остальные различия находятся вне символа. Из этого следует, что информация о картинке закодирована не в самих символах, а в различиях их комбинаций, и именно поэтому кубики нельзя перемешивать.
Кубики символьных данных, по сути, есть буквы алфавита, которым написана книга Темной стороны. Эти кубики уже готовы принять дух, но реализовать его можно, только окончательно разорвав цепи актуального бытия в действительности, и тогда перед нами неожиданно открывается бытие в возможности, во всей его неограниченной мощи и красоте. Дух берет начало не из символов данных, а из их сочетаний, точнее из мощности алфавита, по мере роста которого количество возможных перестановок его элементов растёт по экспоненте и быстро выходит за пределы всего, что может себе представить простой смертный.
Количество возможных перестановок из 32 элементов на пространстве, скажем, из двух миллионов ячеек являет собой полноценную Вселенную знаний. Потому что на пространстве его вариаций можно найти тексты всех известных и не известных книг, описывающих все, что есть, было, будет, а также все, чего нет, не было и не будет. При акте зрительного восприятия, различия, порождающие зрительные образы, закодированы в сочетаниях символов и их позициях на двумерной матрице картинки. Чем разнообразнее эта картинка, тем больше удивительных вещей мы сможем на ней найти.
Из одиноких песчинок бытия, умеющих говорить только «я есть» и ничего более, неожиданно возникает твердь. Она покрывается зеленой травой и дремучими лиственными лесами. В них появляются зайцы, лисы, эльфы и единороги, а рядом вырастают королевства, и в одном из них – славный город Камелот, где правит мудрый король Артур со своими рыцарями круглого стола.
На Обратной стороне почти все состоит из красочного бытия в возможности. Если мы закроем глаза и представим себе великолепного дракона, покрытого металлом синей чешуи, свободно парящего в небе над лесами Уэльса, надо помнить, что в символах дракона нет. Он соткан из тонких нитей бытия в возможности, проявляющегося в различиях между чешуйками его синеватой брони. Эти различия – единственное, что позволяет нашему дракону быть, потому что для него, сотканного из различий, невозможность его различить – это катастрофа. Жаль, что дракон виден только мне, иначе вы все смогли бы насладиться мощью и красотой этого волшебного зверя.
Если попробовать провести аналогию со Светлой стороной, и подменить первоатомы (которых есть несколько типов) материи символами данных, то в принципе история довольно похожа. Атомы каждого типа совершенно одинаковы, и только их сочетания приводят в мир то огромное количество различий, которое обрушилось на нас в то солнечное утро, когда мы вышли в первый раз посмотреть на далекие горы.
Единственное различие между первоатомами материи и первосимволами, пожалуй, состоит в том, что последние, в нашем понимании, – пусты, а первые, похоже, наполнены экзотическими ароматами загадочного мира, находящегося за Светлой стороной.
Дополнения
Матчасть номер один (механика нервных импульсов)
Типичная нервная клетка состоит из собственно клеточного тела, из которого с одной стороны выходят воспринимающие тонкие отростки (дендриты), а с другой – один толстый, хорошо проводящий ток отросток с жировой изоляцией (аксон), по сути живой электрический провод. Из-за жирового покрытия аксоны имеют соответствующий цвет, поэтому участки мозга, составленные из такой проводки, называются белым веществом, а из тел нейронов, – серым. Дендриты воспринимают сигналы от других нейронов через синапсы (специальные контакты для передачи информации) и затем, изменяя электрическое напряжение на клеточной мембране, передают сообщение на тело нейрона. В нем постоянно анализируются сообщения, пришедшие со всех дендритов, и в случае существенного события принимается решение – передать сообщение другим нервным или функциональным клеткам. Делается это через аксон, на котором формируется мощный электрический импульс.
Осталось добавить, что на сетчатке типичными являются только ганглиарные нейроны, составляющие третий слой, остальные нетипичны ☺.
Первый, самый внутренний слой нервных клеток, прилегающий к пигментному, составляют рецепторные нейроны, имеющие отростки, способные непосредственно ощущать свет (рецепторы), палочки и колбочки. Палочки и колбочки, по всей видимости, возникли из дендритов, научившихся воспринимать информацию непосредственно со Светлой стороны, для этого они вырабатывают светочувствительные вещества родопсин и йодопсин. Первый содержится в палочках и реагирует почти на всю часть видимого спектра, от фиолетового до красно-желтого. Второй – в колбочках, и он бывает трех видов, чувствительных к синему, зеленому и красному цветам.
В живых организмах возбуждение нервных клеток и передача сигнала осуществляется с помощью очень древнего механизма создания электрического напряжения на клеточной мебране, реализуемого при помощи игры с ионами солей. Всем нам известны вещества под этим названием (к примеру, поваренная соль, хлорид натрия). Они составлены из атомов, имеющих диаметрально противоположную жизненную позицию по отношению к электрону: натрий его отдает, а хлор – забирает.
Электрон обладает отрицательным электрическим зарядом, поэтому атом хлора становится отрицательно заряженным, а, соответственно, атом натрия – положительно. Такие заряженные атомы или композиции атомов (молекулы) называтся ионами. Пока они вместе сидят в кристалле, дружно прижавшись друг к другу, разность зарядов незаметна, но если соль растворить, то ионы начинают гулять каждый сам по себе. Можно представить их себе как заряженные шарики – половина красных (положительных) и половина синих (отрицательных). Красные – это в основном ионы натрия (Na), калия (K), магния (Mg) и кальция (Ca). Ионы натрия по размеру меньше ионов калия, а ионы магния – ионов кальция. Ионы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, а с разным – притягиваются.
В морской воде, первой естественной среде обитания наших предков, ионов натрия больше, чем ионов калия, но живые клетки делают все наоборот, собирая в себе калий и убирая натрий. Неправильная концентрация ионов внутри клетки стремится выровняться, и если с такими шариками умело играть, то можно получить электрическое напряжение.
В обычном, спокойном состоянии мембрана типичной нервной клетки постоянно поддерживает небольшой электрический потенциал, отрицательный внутри клетки и положительный снаружи клеточной мембраны. Это так называемый потенциал покоя, он составляет около (-70) милливольт внутри клеточной мембраны.
Установление потенциала покоя происходит в две стадии. Сначала отрабатывают натрий-калиевые насосы, структуры из белковых молекул, встроенные в клеточную мембрану, которые активно и целенаправленно переносят через нее ионы, используя энергию клеточного горючего (аденозин трифосфата). Они захватывают ионы калия и, переворачиваясь, проталкивают их внутрь, а ионы натрия, напротив, переносят наружу. Оба иона – и калий, и натрий – несут положительный заряд, но ионов натрия переносится на треть больше, чем ионов калия. Поэтому с внутренней стороны мембраны возникает небольшой отрицательный потенциал, около 10 милливольт, по отношению к внешней стороне мембраны. Действие насосов приводит к тому, что в клетке накапливается во много десятков раз больше ионов калия, чем снаружи.
Кроме активных элементов, насосов, в мембране имеются пассивные, каналы, которые пропускают ионы в обоих направлениях. Но вторые – избирательны и позволяют пройти только своему типу ионов, кроме того, каналы могут быть открыты, а могут – закрыты.
Начальный потенциал в 10 милливольт, созданный насосами, открывает калиевые каналы, которые пропускают ионы калия, но не натрия. Так как концентрация калия внутри клетки во много десятков раз выше, чем снаружи, толпа ионов калия устремляется наружу, и на несколько десятков выходящих через каналы ионов калия приходится только один входящий. Таким образом клетку покидают положительно заряженные ионы, и отрицательный потенциал внутри клетки быстро растет до -70 милливольт. После этого наступает динамическое равновесие ионов калия, так как отрицательный заряд с внутренней стороны мембраны тянет их назад и начинает мешать им выходить наружу. Установившийся электрический потенциал, или напряжение, в (-70) милливольт называется потенциалом покоя, а процесс его установления – поляризацией.
При возбуждении мембраны типичной нервной клетки с установившимся потенциалом покоя открываются натриевые каналы, позволяющие ионам натрия выровнять концентрацию снаружи и внутри клетки, и разность электрических потенциалов меняется. Если это изменение превышает некоторое пороговое значение, то процесс становится лавинообразным. Все натриевые каналы открываются, и из-за притока внутрь положительно заряженых ионов натрия отрицательный потенциал внутри клетки уменьшается, а потом сдвигается в положительную сторону и в максимуме достигает (+30) милливольт. Устанавливается так называемый потенциал действия, а сам процесс называется деполяризацией.
После достижения деполяризации натриевые каналы моментально закрываются, и в действие вновь вступает механизм поляризации, быстро восстанавливая на старом участке прежнее состояние по описанному вначале механизму возникновения потенциала покоя. Процесс его восстановления называется реполяризацией. Но еще до того, как мембрана вернется в состояние покоя, потенциал действия открывает натриевые каналы на соседнем участке, порождая на нем возникновение нового потенциала действия в момент, когда старый уже угасает. Так возникает волна электрического напряжения, идущая по нервному волокну, или нервный импульс. Нервные импульсы служат сигналами, позволяющими нейронам обмениваться сообщениями.
Весь процесс создания нервного импульса проходит за две миллисекунды (две тысячных доли секунды): одна – на деполяризацию и одна – на реполяризацию. Теоретически нервная клетка может генерировать 500 (даже 800) импульсов в секунду, но на практике дело не доходит до более, чем 100–200. В палочках и колбочках биохимические процессы настолько сложны, что они генерируют всего 20 кадров/c.
На рисунке показан типичный нервный импульс с деполяризацией и реполяризацией. По оси «Y» – напряжение, по оси «X» – время.
В палочковых и колбочковых нейронах процесс нетипичен (я об этом говорил выше). В них потенциал покоя внутри клетки около -30 милливольт, а при возбуждении он не снижается, а нарастает до -70. Это – так называемая гиперполяризация.
Осталось рассказать про типичный коннектор для передачи сообщений между двумя нервными клетками, называемый синапсом.
Синапсы бывают электрические и химические. Первые, в основном, свойственны древним жизненным формам, вторые, на языке электриков, скорее, реле, а не котакт, потому что передача потенциала происходит не напрямую, а с использованием вещества-посредника, медиатора.
Под действием света молекулы родопсина и йодопсина, содержащиеся в рецепторных клетках (палочках и колбочках) меняют свою структуру (геометрию расположения атомов), что приводят в действие многоступенчатую систему химических реакций, запускающих процессы изменение электрического потенциала на мембране этих клеток, к которой подключены дендриты нервных клеток, следующего, биполярного слоя.
В месте соединения имеется типичный химический синапс. Он состоит из двух мембран, пресинаптической и постсинаптической, и зазора между ними. Когда электрический потенциал действия доходит до синапса, он вызывает выделение медиатора (в рецепторных нейронах это глютаминовая кислота) через пресинаптическую мембрану в синаптическую щель. Воздействуя на постсинаптическую мембрану, глютаминовая кислота вызывает, в зависимости от типа синапса, либо возбуждение, либо торможение клетки адресата.
Углубляться в подробный разбор синапсов не стоит, потому что у них великое множество подвидов, и, если все это разбирать досконально, выйдет пять толстых томов. Единственное, что хотелось бы добавить, – запоминание информации и обучение нейронных сетей происходит именно на синапсах. Его свойства обуславливает реакцию клетки адресата на сигнал, пришедший от клетки отправителя, и характер создаваемого синапса приводит к обучению системы.
Рецепторные нейроны не имеют полноценных аксонов и не умеют генерировать импульсы. При увеличении уровня освещенности они постепенно повышают потенциал, и-за чего происходит рост выделения медиатора на синапсе, пока тот не сработает. При этом на постсинаптической мембране биполярного нейрона потенциал нарастает скачкообразно, формируя полноценный электрический потенциал действия. Таким образом, рецепторный нейрон все еще работает в непрерывном аналоговом режиме, но синапс между ним и биполярным нейроном уже является устройством, преобразующим непрерывность в дискретность.
Несмотря на бесконечную точность, аналоговый сигнал крайне неудобен для передачи сообщений. Во-первых, любой сигнал затухает и расплывается с расстоянием, а также подвержен влиянию различных физических факторов. Бесконечная точность амплитуды аналогового сигнала становится бесконечно бессмысленной, если мы получили сигнал, ослабленный приблизительно в два или три раза. Во-вторых, совершенно убийственным фактором для аналогового сигнала являются шумы. И, в-третьих, на очень малых расстояниях нам начинает слать «приветы» квантовая механика в виде неопределенности положения, измеряемого в пространстве.
Ощутив аналоговый сигнал, пришедший снаружи, рецепторный нейрон не может просто отослать его, как есть, в мозг; с сигналом надо что-то сделать, чтобы сообщение не потерялось в шуме и дошло в целости и сохранности до получателя. Чтобы справиться с проблемой шума и ослабления сигнала с расстоянием, нервные клетки работают по принципу все или ничего. Есть некоторый порог внешнего воздействия (стимула), ниже которого велика вероятность перепутать это воздействие с шумом. На стимулы слабее этого порога нервные клетки попросту не реагируют, а если тот, наоборот, превышен, нервная клетка начинает генерировать электрические сигналы (нервные импульсы) одинаковой величины. Чем больше стимул, тем чаще возникают сигналы.
Единичный нервный импульс не несет информации о силе стимула, но зато он как раз такой величины, чтобы его можно было надежно выделить из шума, и не настолько велик, чтобы нас било электрическим током. Но несколько импульсов, пришедших один за другим, вполне могут нам рассказать о силе первичного стимула. Есть некоторый фон по 7–8 импульсов в секунду, означающий, что нейрон на той стороне в принципе жив. Если сигналы идут редко, по 15–20 в секунду, значит стимул был слабый. Но если импульсы барабанят по 150–200 в секунду, значит, стимул сильный, и глаз надо прикрыть, чтобы не ослепнуть.
Матчасть номер два (физиология зрительных путей)
Зрительные нервы обоих глаз перекрещиваются в хиазме и входят в промежуточный мозг на границе таламуса и гипоталамуса. Ради бога, не пугайтесь, я сейчас все объясню.
В сетчатке имеется около миллиона ганглиарных клеток, каждая из которых выпускает один аксон, соответственно, зрительный нерв содержит около миллиона проводков. Получается, миллион пикселей или мегапиксель – это среднее разрешение матрицы нашей сетчатки, но на деле острота зрения гораздо выше, потому что расположен этот мегапиксель очень неоднородно.
В области центральной ямки (желтого пятна) количество рецепторов на несколько порядков выше, чем на периферии, упакованы они крайне плотно и буквально жмутся друг к дружке. Эти нейроны отличаются малыми размерами и называются карликовыми, они не умеют ни видеть в темноте, ни реагировать на движение, но зато различают цвет и мельчайшие детали. Ганглиарные нейроны, отвечающие за сумеречное (палочковое) зрение и за ощущение движения, сдвинуты к периферии. Они больше по размерам, имеют более широкие рецептивные поля и расположены не плотно, их называют магноцеллюлярами.
В месте выхода зрительного нерва из сетчатки рецепторов нет, и там находится так называемое слепое пятно. Его мы не различаем и если какой-нибудь предмет окажется в его поле, он станет невидим.
Перед входом в первые центральные мозговые структуры зрительные пути проходят стадию перекреста, называемую хиазмой. В ней два зрительных нерва, от правого и левого глаза, перекрещиваются, так что дальше часть нервных волокон от правого глаза идут по левой стороне, а от левого – по правой. Перекрещивание нервных путей – это древнее таинственное заклятие хордовых, которое перешло и на нас, позвоночных. Никто не знает, почему и при каких обстоятельствах оно наложено, и, возможно, не узнает никогда. Как только наши вторичноротые предки, обладатели первого трубчатого мозга, дошли до стадии развития, на которой между чувствительным и двигательным нейронами появился третий, вставочный, тот при первой же возможности начал перекидывать все сигналы на противоположную сторону тела.
Перекрест хиазмы практически полный у тех животных, у которых глаза расположены по бокам головы. Но у обладающих бинокулярным зрением, то есть тех, у кого глаза сдвинуты вперед, так что поля зрения обоих частично или полностью перекрываются, логика перекреста изменена.
Очень удобно обозревать окрестность, когда глаза находятся по бокам от головы, – видно все, что делается спереди, сбоку и сзади. Можно спокойно греться на солнышке и чистить перья. А если какой-нибудь умник попробует незаметно подкрасться сзади, следует нагло зыркнуть черным глазом, злобно каркнуть, показать язык и улететь.
Но если ты прыгаешь с ветки на ветку, ситуация в корне меняется. Главной проблемой становится уже не обзор окрестностей, а то, что, если не допрыгнешь до следующей ветки на несколько сантиметров, упадешь с дерева и переломаешь себе все кости. В такой ситуации гораздо важнее уметь точно определять расстояние, и тут становится крайне выгодно иметь бинокулярное зрение.
Глаза сдвигаются на переднюю часть головы, и область обзора перекрывается так, что каждый глаз видит предмет под немного другим углом. Это позволяет сравнивать картинки. Для этого в хиазме половина нервных волокон уже не перекрещиваются, а остаются на своей стороне, причем волокна от одинаковой стороны обоих глаз оказываются в одном пучке, вместе. Сравнивая ту же самую картинку, пришедшую под разными углами зрения, мозг находит расстояния до объектов, достраивая воображаемый треугольник.
Мы уже не прыгаем по веткам, как наши предки, но и у нас есть действия, требующие точного понимания расстояния до объектов. К примеру, когда мы наливаем жидкость в стакан, мы должны точно знать, что горлышко бутылки и стакан находятся на одинаковом расстоянии от глаза, иначе жидкость прольется мимо. Чтобы этого не произошло, мы сравниваем расстояние до горлышка бутылки и до стакана против бесконечно удаленной точки и по теореме Пифагора находим расстояние до обоих объектов. Если оно одинаковое, то можно наливать. Если же вы попробуете произвести упомянутое действие с бутылкой и стаканом под углом в 900 к сцене, пользуясь только одним глазом, боюсь, вас ждут неприятности.
Я уже упоминал, что мы – вторичноротые животные из типа хордовых и подтипа позвоночных. Основным признаком хордовых является нервная система, построенная в виде трубки, хорды, внутри которой есть канал для спиномозговой жидкости. Первые хордовые возникли очень-очень давно, более 600 миллионов лет назад, в Кембрии, когда эволюция перебирала всевозможные виды симметрии живых существ и испытывала их на живучесть. У хордовых, доживших до наших дней, ланцетников и оболочников (на стадии личинки), развитие нервной системы закончилось спинным мозгом без выраженного головного отдела, но функционально передняя часть спинного мозга все же отличается от задней.
В принципе хордовые оказались довольно удачной конструкцией в плане формы тела и скорости передвижения, но властелинами морей они стали только после того, как получили позвоночник, скелет, челюсти, глаза, боковую линию, слух и превратились в рыб.
У рыб процесс усложнения нервной системы зашел намного дальше. Передняя часть спинного мозга увеличилась в размерах, образовала связи с имевшимися и новыми органами чувств и превратилась в то, что мы называем головным мозгом. А именно: продолговатый мозг, средний мозг, мозжечок, промежуточный мозг (Таламус и Гипоталамус), и на самом конце появились обонятельные луковицы и рядом с ними – малюсенький анализатор обоняния (конечный мозг).
Задняя часть этой трубки осталась в виде спинного мозга, защищенного позвонками. Должен сказать по секрету, что мы произошли не от самых умных рыб, а, скорее, от тех, у кого скелет был покрепче, что позволило им вылезти на сушу. К примеру, у акул и скатов конечный и промежуточный мозг развиты намного лучше, чем у костистых и кистеперых рыб. Но – родителей не выбирают.
Когда я говорил о рыбах, я уже упомянул о тектуме, то есть крыше среднего мозга. У рыб он является основным поведенческим мозгом, в котором формируются синтезированные образы и принимаются осознанные и неосознанные решения. Это реально сложное многослойное нейронное образование, в котором сходятся каналы данных от почти всех органов чувств: боли, тактильных ощущений, положения мышц в пространстве, равновесия, боковой линии, электрических датчиков, зрительной, слуховой, химической и вкусовой сенсорных систем. Кроме того, в тектуме находятся основные ядра двигательной активности, в которых принимаются решения по мышечной моторике, направленной на выполнение стоящих перед организмом задач. Движение осуществляется через передачу команд спинному мозгу, мозжечку или мышцам, подчиненным непосредственно среднему мозгу.
На тектуме рыб расположены два зрительных бугра, так называемое двухолмие, в котором у них происходит основная обработка зрительной информации. У нас в «крышу» добавились еще два, слуховых, и эта область называется четверохолмием. Два верхних холмика у нас тоже выполняют функции, связанные с управлением зрительными анализаторами. Там отдаются команды на следующее: поворот глаз и шеи в ответ на обнаружение движения или звука; наводку хрусталика (глазной линзы) на резкость; сокращение или расширение зрачка в соответствии с уровнем освещенности.
Те мозговые структуры, которые, полноценно, имеются уже у рыб и выполняют те же функции, называют древними. Это, естественно, спинной мозг, а также продолговатый мозг с мостом. Мозжечок, средний и промежуточный мозг правильнее назвать старыми образованиями, а конечный мозг – новой. По мере продвижения вверх, отделы мозга становятся все новее, а их функции усложняются.
Над тектумом у позвоночных расположен промежуточный мозг, старая структура головного мозга, также сформировавшаяся уже у рыб и выполняющая у них в основном функцию согласованной работой организма и внутренней секреции. У нас промежуточный мозг состоит из Таламуса (верхней части) и Гипоталамуса (нижней части). Последний выполняет те же функции, что и у рыб, заведует гормональной секрецией и согласованной работой организма. А Таламус – это более новое образование, у рептилий, птиц и млекопитающих он принимает на себя функции секретаря больших полушарий конечного мозга, фильтруя поток информации от нижних отделов нервной системы и отделяя важное от второстепенного. По просьбе больших полушарий он может также сосредоточиться на сканировании избранных чувствительных каналов, которые привлекли внимание сознания.
Ну и конечный мозг – новое образование, которое возникло у рыб в виде малюсенького придатка к обонятельным луковицам. Для рыб такие органы были, по всей видимости, не слишком важны, но у наших млекопитающих предков, обитателей ночи, обоняние и ночное зрение стали важнейшими органами чувств и восприятия. В результате у нас этот пупырышек размером с булавочную головку разросся до неприличия и узурпировал всю сознательную и, частично, бессознательную активность, превратившись в большие полушария конечного мозга.
Итак, продолжим. После хиазмы зрительные нервы входят в промежуточный мозг на границе таламуса и гипоталамуса.
При входе в промежуточный мозг зрительный нерв расщепляется на несколько потоков нервных волокон, так получилось в результате эволюции. Первый поток ответвляется в самом начале и идет к супрахиазменным ядрам среднего мозга (таламуса). Второй поток, так называемый ретино-тектальный, как вы уже догадались по его названию, идет в Тектум. Третий поток, ретино-геникуло-стриарный, основной, несущий около 80 % зрительной информации, сначала направляется к древним структурам четверохолмия. Но потом, словно опомнившись, изгибается и уходит вверх, формируя Латеральные Коленчатые Тела (ЛКТ) или Lateral Geniculate Nucleus. А далее, как следует из названия, идет в зрительную затылочную (стриарную) кору головного мозга.
Супрахиазменные ядра не имеют отношения к зрительным образам и зрительной информации, это старые структуры таламуса, который, как мы знаем, отвечает за согласованность функции организма. Сигналы к супрахиазменным ядрам приходят от особого типа ганглиарных нейронов, чувствительных к свету благодаря содержанию особого светочувствительного пигмента, меланопсина. Я не упомянул об этом типе светочувствительных клеток, потому что они, собственно говоря, не относятся к зрению, они не реагируют на контрасты, не сравнивают сигналы и не имеют зрительных полей, а просто передают сигнал о среднем уровне освещенности древним структурам. Супрахиазменные ядра используют этот сигнал, чтобы отладить 24-часовые циклы сна и бодрствования организма. Получая информацию об уровне освещенности, они настраиваются на суточные ритмы, часть нейронов активизируется днем и стимулирует центры бодрствования, а часть – ночью и усиливают деятельность центров сна.
Ретино-тектальный путь начинается от крупных ганглиарных магноцеллюлярных нейронов, способных реагировать на движение, и идет к четверохолмию. Там он приводит в действие механизмы движения глаз и слежения за движущимся объектом, управление глазными мышцами, фокусировки хрусталика, сокращения и расширения зрачка и поворота шеи.
Ретино-геникуло-стриарный путь – это основной путь передачи зрительной информации в структуры мозга, предназначенные для выделения и опознания зрительных образов. Волокна зрительного нерва, сформированные аксонами ганглиарных нейронов сетчатки, отвечающих за собственно зрительное восприятие, идут в область метаталамуса, называемую Латеральными Коленчатыми Телами (ЛКТ). Это что-то вроде плоских бугорков по обеим сторонам промежуточного мозга. Эти бугорки, подобно таламусу, выполняют роль секретарей зрительной коры, фильтруя информацию и распределяя ее по сортам. ЛКТ, как и глаза, – это парное образование, правое и левое.
Нейроны ЛКТ формируют шесть слоев нервных клеток, слои (1 и 2) состоят из крупных магноцеллюлярных клеток, они получают сигналы от больших клеток периферии сетчатки, улаливающих движение и градации серого, и соответсвенно докладывают зрительной коре о движении.
Слои (3,4) и (5,6) состоят из мелких парвоцеллюлярных нейронов, отвечающих за цвет и остроту зрения. Клетки из слоев (3,4) имеют рецептивные поля «OFF» типа и получают информацию о черных точках на белом фоне. Клетки из слоев (5,6) имеют поля «ON» типа и соответственно реагируют на белое на черном. По-видимому, похожим образом, сортируется информация по цветам.
Три слоя (2,3,5) принимают аксоны от ганглиарных клеток сетчатки глаза со своей стороны, и три слоя (1,4,6) – от противоположного. В принципе в слоях ЛКТ нейроны, принимающие сигналы из обоих глаз, расположены близко друг к другу, но у высших млекопитающих бинокулярных эффектов там не замечено. Первые бинокулярные клетки, реагирующие на засветку обоих глаз, появляются у нас только в зрительной коре.
Передача сигналов происходит так, что относительное положение всех точек изображения, сформированного на сетчатке, сохраняется, так что картинка передается как есть (ретинотопически). При этом изображение может переворачиваться, но треугольник на сетчатке останется треугольником и в латеральных коленчатых телах. При этом нервные волокна в зрительном нерве могут совершенно перепутываться, но при подключении к нейронам ЛКТ каждое волокно находит свою правильную локацию и позицию подключения.
Слои нервных клеток в Латеральных Коленчатых Телах не образуют в сложную нейросеть, и конвергенция в них минимальна. Но там происходит сортировка информации по ее характеру. Зрительная кора получает от ЛКТ уже рассортированную информацию, отдельно про движение, отдельно про изображение объекта, отдельно про белое, отдельно про черное, отдельно про каждый глаз. В ЛКТ зрительные пути, переключаются на новый, четвертый по счету, нейрон без какой-либо заметной обработки сигнала. Тем не менее некоторая обработка информации там происходит, на выходе из ЛКТ исследователи обнаружили повышение контраста изображения.
Нейроны ЛКТ выпускают аксоны, идущие в первичную зрительную (стриарную) кору, находящуюся в затылочной области больших полушарий конечного мозга. Пучки аксонов ЛКТ, идущие в эту кору, называют зрительной лучистостью. В стриарной коре передача сообщения заканчивается и начинается формирование зрительных образов. И в ней подходит к концу наше путешествие по Темной стороне.