Загадка микродвижений глаз
Глаза человека постоянно находятся в движении. Даже когда мы смотрим на небольшую неподвижную точку, взгляд совершает не замечаемые нами микродвижения — так называемые микросаккады. Долгое время считалось, что они представляют собой лишь «шум» системы, управляющей глазом, но в 2000-е гг. появились данные о том, что они отражают скрытые сдвиги внимания. В статье, опубликованной в последнем номере Science, впервые показано, что микросаккады запускаются тем же отделом мозга, где находится и система управления более масштабными движениями глаз, и что управляющие ими нейроны высоко дифференцированы по направлениям и амплитудам движений, за которые они отвечают. Таким образом, даже незаметные микродвижения глаз не случайны, а управляемы.
То, что микродвижения глаз необходимы для зрения, известно еще с середины ХХ века, в том числе и благодаря исследованиям советского ученого Альфреда Ярбуса. Если изображение на сетчатке неподвижно, способность его воспринимать быстро падает: объекты становятся невидимыми. Предполагалось, что единственная функция микросаккад — поддерживать движение изображения по сетчатке и тем самым сохранять возможность его видеть.
В начале 2000-х гг., в частности, в работе Зияада Хафеда (Ziad M. Hafed) и Джеймса Кларка (James J. Clark) было показано, что направления микросаккад не случайны: в эксперименте они, подобно обычным движениям глаз, коррелировали со сдвигами внимания. В психологии внимания давно было установлено, что фокус внимания не обязательно совпадает с точкой, куда направлен взгляд. Среди микросаккад, по предположению Хафеда и Кларка, часть вызваны «драйвом» внимания, «толкающим» глаз туда, куда оно направлено, а другие, напротив, возвращают взгляд в положение, в котором человек по каким-либо причинам удерживает его волевым усилием. По мнению других исследователей, за наблюдаемой в эксперименте корреляцией стоит не «драйв» внимания, а подготовка к движению, которое может потребоваться в направлении, куда направлено внимание. Как бы то ни было, микросаккады неожиданно превратились из «шума» в интересный феномен, возможно, богатый информацией о работе системы управления вниманием.
Новое исследование, результаты которого опубликованы в Science 13 февраля 2009 г., Зияд Хафед провел в Salk Institute for Biological Studies (La Jolla, США) вместе с Ричардом Краузлисом (Richard Krauzlis, Salk Institute) и Лауреном Гофаром (Laurent Goffart, Institut de Neurosciences Cognitives de la Mediterranee, Марсель, Франция). В этой работе на обезьянах анализировалась активность нейронов в верхних бугорках четверохолмия — структуры мозга, обеспечивающей волевое управление обычными саккадами (более крупными быстрыми движениями глаз по прямой линии к очередной точке фиксации). Исследователи обнаружили, что часть нейронов в этой структуре активна непосредственно перед и во время микросаккад, при которых взгляд сдвигался на расстояние всего несколько угловых минут. При этом нейроны существенно различались друг от друга по направлению и амплитуде движения, с которыми коррелировала их активность — они оказались высоко селективными.
Работа Хафеда и его коллег впервые позволила установить, где находится система управления микросаккадами или, по крайней мере, одна из ее важных составных частей, и окончательно закрепила статус микросаккад как полноправной разновидности управляемых движений глаз. Тем самым она открыла новые перспективы и для исследований системы управления вниманием — одного из важнейших и в то же время одного из наиболее загадочных компонентов психики.
Автор: Сергей Шишкин
Зарубежный источник: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/323/5916/940