Слепая физиология. Удивительная книга про зрение и слух

Умение создавать когнитивные карты и использовать их у разных людей может быть развито в разной степени. Когда Лиам повел меня на прогулку по Сент-Луису, я обнаружила, что несмотря на проблемы со зрением (а возможно, именно благодаря им) ориентирование на местности – это его конек. Он обожает разнообразные карты и поиск сокровищ: это стало очевидным, когда мы отправились в Форест-Парк на геокэшинг. Лиаму нравится в поиске тайников работать с картами и координатами на своем портативном GPS-трекере. Иногда он сам создает карты – например, карту медицинской библиотеки: для этого он сначала рисует на листе бумаги сетку, а затем заносит в нее элементы содержания. Он с удивлением и восторгом обнаружил около лифтов карты корпусов Медицинского центра и немедленно начал их изучать. Когда в 2014 году мы с Лиамом шли по Медицинскому центру, я спрашивала его о том, где находятся другие корпуса или, например, его квартира, и каждый раз он без промедлений уверенно отвечал на мои вопросы. Когда я попросила его показать мне, где север, он тут же указал в правильном направлении (у меня с собой был компас, так что я сразу же проверила его ответ). Лиам добавил, что он мог представить себе север на своей мысленной карте, но когда я спросила его, видит ли он в своей голове саму эту карту, он ответил: «Не особо».

Лиам сказал мне, что у него плохо со зрительным воображением, однако это не мешает ему создавать и использовать когнитивные карты. Многие мои знакомые с нормальным зрением и хорошими навыками поиска пути говорили мне, что не видят в голове собственно карту, но чувствуют, где находится пункт назначения. Плохое зрение помогло Лиаму отточить свои навыки мысленного картирования местности: если человек с прекрасным зрением может оглядеться и быстро увидеть, где что находится, то Лиам должен полагаться на свою память и когнитивные карты. Более того, на велосипеде и пешком он старается избегать любых поворотов налево, и из-за этого он постоянно обращается к своей когнитивной карте в поисках альтернативных маршрутов.

Детский зрительный опыт Лиама отчасти повлиял на его навык построения когнитивных карт. Когда нам нужно добраться из пункта A в пункт B и обратно, мы должны представить себе сначала путь до пункта назначения, а затем тот же самый маршрут, но в обратном направлении, а для этого нам нужно зеркально отразить нашу воображаемую карту. В детстве Лиам научился писать шрифтом Брайля при помощи брайлевского прибора и грифеля. Когда вы пишете по системе Брайля, вам нужно накалывать точки на оборотной стороне листа бумаги; для чтения лист переворачивают лицевой стороной и читают слева направо. Как следствие, писать по системе Брайля необходимо не так, как текст читается, но справа налево, в зеркальном отражении. Лиам легко освоил этот навык, и это позднее помогло ему понять зеркальные стереоизомеры на уроках органической химии, хотя некоторым студентам они даются тяжело. Лиам отлично умел представлять себе пространственную структуру объектов и мысленно вращать их, и эти навыки помогают ему с построением и использованием когнитивных карт[140].

По всей видимости, у людей и других позвоночных когнитивные карты создаются и хранятся в гиппокампе и окружающих его участках коры головного мозга[141]. Поскольку гиппокамп получает информацию от разных сенсорных систем, включая зрение, слух, осязание и ощущение собственного движения, все это помогает строить когнитивные карты. У зрячих людей возможность видеть играет первостепенную роль при создании карт, но, как мы видим на примере Лиама, хорошую когнитивную карту можно построить и без помощи зрения. Лиам никогда не испытывал проблем с тем, чтобы создать карту своего окружения, однако перед ним стояла и совсем другая задача: научиться на глаз определять расстояния.

Когда я приехала в Сент-Луис в августе 2012 года, Лиам повел меня на прогулку на вершину холма в Форест-Парке. Мы приостановились, чтобы полюбоваться открывающимся видом, и Лиам отметил: когда он видит вдалеке две параллельные дорожки, он не уверен, какое расстояние их разделяет – несколько шагов или больше. Обычно он считает, что предметы расположены ближе к нему, чем на самом деле, поэтому для определения расстояний он пользуется смартфоном или портативным GPS-трекером. Я подумала о том, как важно, что у Лиама в детстве было достаточно хорошее зрение, чтобы научиться читать, и как умно было с его стороны освежить и развить свой навык чтения после операции. Он может читать текст, набранный кеглем в 10 пунктов, так что смартфон отлично помогает ему ориентироваться в пространстве. Кроме того, с его стороны было очень умно не забрасывать чтение по системе Брайля, поскольку в ясные солнечные дни на улице ему сложно читать с экрана смартфона. Лиам никогда не сдается, так что в таких случаях он подключает к смартфону брайлевский дисплей, похожий на маленькую клавиатуру, и читает с него. Кроме того, с брайлевского дисплея Лиаму также удобно читать книги в автобусе.

Лиаму сложно на глаз определять расстояния в том числе потому, что он в принципе плохо воспринимает расположение объектов в трехмерном пространстве. Одно дело распознавать отдельные объекты, но понять их общую пространственную конфигурацию – это уже задача другого уровня. С вершины холма в Форест-Парке Лиам плохо определял расстояние между объектами или их размер. Как мы узнаем чуть ниже, он не опирается на тени и перспективу, чтобы понять расположение предметов в глубину. Маленькие дети уже в семь месяцев осваивают этот навык, и большинство из нас обращается к нему автоматически[142]; Лиам же, напротив, должен был сознательно формировать стратегии для понимания глубины пространства. Мы продолжили прогулку по парку и Медицинскому кампусу Университета Вашингтона в Сент-Луисе, в то время как Лиам описывал мне свои стратегии зрительного восприятия, а я пыталась представить себе, каким он видит мир.

Наше зрение позволяет нам видеть объекты на самых разных расстояниях. Присмотревшись, мы можем увидеть две песчинки, словно две точки, которые разделяет всего одна пятая миллиметра; если же мы поднимем взгляд в ночное небо, то увидим звезды, которые находятся на расстоянии многих световых лет от нас. Впрочем, без специального оборудования и вычислений мы не можем определить расстояние от нас до той или иной звезды или расстояние между звездами. Если уж на то пошло, Луна намного ближе к нам и меньше, чем Солнце, однако мы не можем прийти к этому выводу, опираясь только на зрение, за исключением разве что моментов солнечных затмений. Однако мы вполне можем использовать свое зрение, чтобы определять расстояния до объектов, расположенных на земле. Как заметил психолог Джеймс Гибсон, мы можем использовать землю в качестве системы отсчета.

Гибсон понял, насколько важно видеть землю для определения расстояний, когда во время Второй мировой войны военные поручили ему исследовать курсантов – будущих летчиков[143]. Тогда все считали, что лучшими пилотами становятся те, кто лучше всего воспринимает глубину пространства, но оказалось, что результаты стандартных тестов на восприятие глубины пространства не помогали предсказать способности к пилотированию у того или иного курсанта. Гибсон пришел к выводу о том, что во время посадки самолета пилот определяет расстояние не просто по воздуху: он опирается на свое ощущение пространственного расположения объектов на земле. Нам нужно было подняться в воздух, чтобы понять, насколько важна земля для организации нашего зрительного мира.

В пустом воздухе сложно понять, насколько далеко от нас расположен тот или иной объект и какого он размера. Несколько лет назад на прогулке я заметила, как мне подумалось, пролетавшую мимо деревьев птицу. Мгновение спустя я поняла, что летящее существо намного ближе ко мне, и оно моментально изменилось с размеров птицы до размеров насекомого: это была бабочка. Я не меняла свое восприятие размеров и расстояний сознательно, это случилось спонтанно. В тот момент я испытала на себе феномен константности размера. Когда объект приближается к нам, его изображение на нашей сетчатке увеличивается, а когда он удаляется – уменьшается, однако в большинстве случаев мы воспринимаем предметы не в соответствии с тем, сколько места их изображение занимает на сетчатке, а в натуральную величину.

Если вам нужен пример константности размера, представьте себе баскетбольный мяч с длиной окружности 75 сантиметров, когда вы держите его на вытянутой руке. С этого расстояния мяч занимает значительную часть вашего поля зрения: если в норме оно составляет 155 градусов в горизонтальной плоскости и 135 градусов в вертикальной плоскости, то баскетбольный мяч на расстоянии вытянутой руки от вас закроет примерно 64 градуса. Если вы посмотрите на тот же мяч, который находится на расстоянии в половину баскетбольной площадки (то есть 14,5 метров от вас), то мяч будет занимать только 3 градуса, а если он будет на противоположной стороне баскетбольной площадки (то есть в 29 метрах от вас), то он займет всего лишь 1,5 градуса. Если сравнить воспринимаемые размеры мяча, когда вы держали его на вытянутой руке и когда он находился на другой стороне баскетбольной площадки, то обнаружится, что он уменьшился на 97 %, однако нам кажется, что мы видим его в натуральную величину: странное противоречие! Разумеется, у феномена константности размера есть свои ограничения: мяч, который летит вам прямо в глаза, с очень близкого расстояния покажется огромным, а с вершины небоскреба люди на земле покажутся маленькими, как муравьи. Многих из нас удивляет, какие огромные на самом деле светофоры и щиты с указателями направлений на автомагистралях, если увидеть их на земле. Однако во многих других случаях и на самых разных расстояниях мы вполне успешно можем определять размеры объектов и их удаленность от нас, при этом опираясь на видимую пространственную конфигурацию прочих объектов.

Всем нам нужна система отсчета для определения расстояний и размеров, и земля у нас под ногами представляет собой очень информативную и стабильную (если не считать землетрясений) систему отсчета. На равнине человек ростом 180 сантиметров может увидеть объекты, расположенные примерно на расстоянии 4,8 километра от него. Поскольку горизонт в нашем восприятии находится на уровне глаз, все расположенные на земле объекты ближе этого уровня кажутся ниже в нашем поле зрения. Таким образом, расположение объектов в нашем поле зрения по вертикали указывает на их расстояние от нас: чем выше – тем дальше.

Когда я впервые встретилась с Лиамом в 2010 году, через пять лет после его операций, он указал на свой рюкзак, который лежал на полу в полуметре от того места, где он сидел. Он сказал, что ковер за рюкзаком казался ему выше, чем сам рюкзак. И в самом деле: ковер был дальше, и из-за этого он располагался выше в его поле зрения, однако для Лиама в тот момент рюкзак находился ниже ковра и, следовательно, под ним! Через четыре года, в 2014 году, когда мы с Лиамом отправились на прогулку, мы увидели кафе, перед которым стояло несколько рядов столиков. Лиам знал, что наиболее удаленные от него столики располагались за передними, но они по-прежнему выглядели для него так, как будто они стояли сверху, а не за ними. Чаще всего мы моментально и без всяких сознательных усилий интерпретируем зрительную информацию таким образом, что чем выше в нашем поле зрения располагается объект, тем дальше от нас он находится, однако Лиаму приходилось сознательно анализировать пространственную конфигурацию объектов.