Зрение, безусловно — основной источник информации об окружающем мире. В нормальном зрительном восприятии задействован целый ряд систем. В общем виде это можно представить следующим образом: свет, попадая на сетчатку, трансформируется в электрические импульсы, затем зрительный нерв передаёт эти импульсы в другие отделы ЦНС.
Дорога к картине мира
Учёные различают два пути передачи информации в кору головного мозга, так называемые старый и новый. Старый путь, проходя через «подушку» таламуса, позволяет ориентироваться среди различных объектов и отмечать их местонахождение.
Новый путь, хорошо развитый у приматов и людей в частности, делает возможным анализ сложных зрительных сцен. Этот поток идёт через латеральное коленчатое ядро к зрительной коре, а затем расщепляется на 2 потока: «как» и «что». Интересно, что поток «как» рассматривает отношения между объектами в пространстве, а поток «что» отмечает взаимоотношения признаков внутри конкретного предмета. Путь «что», при участии области Вернике и нижней теменной доли, проводит семантический анализ информации, вызывая в памяти ассоциации относительно объекта.
Но зрительное восприятие не ограничивается только осознаванием того, где и какие объекты расположены. Человеку свойственна ещё и эмоциональная обработка информации. Этот путь, третий, игнорирует ассоциации, передавая сигналы непосредственно к миндалевидному телу, которое позволяет оценить эмоциональную значимость информации.
Анатомически зрительный путь не менее сложен. Зрительный нерв, по сути — это не периферический нерв, а участок ЦНС, вынесенный на периферию. Волокна зрительного нерва в области средней мозговой ямки формируют частичный перекрёст-хиазму, от которой волокна продолжаются уже в составе зрительных трактов.
Расстройства и причины
Такое строение зрительного анализатора обуславливает множество разнообразных нарушений, возможных при повреждении того или иного отдела.
Это могут быть варианты выпадения определённых полей зрения: биназальная или битемпоральная гемианопсия — выпадение носовых или височных половин поля зрения, скотомы - выпадение участков зрения, туннельное зрение — отсутствие зрительного восприятия на периферии.
Некоторые из перечисленных вариантов могут наблюдаться и в норме: так, у каждого человека имеется физиологическая скотома, соответствующая месту выхода зрительного нерва и не отмечаемая сознательно. Мозг словно дорисовывает картину, не оставляя пробелов в поле зрения.
Существуют и более интересные нарушения, такие как агнозия. Термин «агнозия» ввёл Фрейд, он означает, что мозг больного как бы отрицает то, что он видит. Зрительные пути при таком расстройстве полностью сохранны, нарушена обработка поступающей информации. Рамачандран описывал пациента с «видящей слепотой» (blindsight), который видел окружающие предметы, мог скопировать рисунок, но не мог объяснить, что же он видит.
Часто встречается пространственная агнозия — игнорирование одной половины пространства. Больные могут пользоваться только одной рукой, съедать еду из одной половины тарелки, женщины наносят макияж только на одну половину лица.
Другие варианты нарушений тесно взаимосвязаны с распределениями функций в коре головного мозга. Например, при поражении средней височной области, распознающей движения, человек видит всё вокруг похожим на набор слайдов, словно быстро сменяющие друг друга фотографии. Нарушения в области веретёнообразной извилины приводят к агнозии на лица, либо к зрительным галлюцинациям в виде человеческих лиц.
Оливер Сакс описывал варианты нарушения стереоскопического зрения — мир представлялся пациентке совершенно плоским, двумерным. Это произошло в результате врождённого косоглазия, не прооперированного вовремя.
Чем раньше, тем лучше — как восстановить?
Хьюбел и Визел, Нобелевские лауреаты, установили, что развитие нормального, бинокулярного зрения, возможно только при условии получения раннего зрительного опыта. При врождённых дефектах, если они не были вовремя устранены, не происходит развития бинокулярных клеток зрительной коры, что неминуемо приводит к отсутствию, либо тяжелому нарушению бинокулярного, объёмного зрения.
В других исследованиях также отмечалось, что невозможно зрительное восстановление у слепых от рождения, так как связи, обеспечивающие зрение, не сформировались вовремя.
Сложность поражений зрительного аппарата неизбежно влечёт за собой и сложность восстановления функции. Исследование, недавно опубликованное в Nature Neuroscience, открывает новые горизонты в восстановлении зрительных нервов. Коллектив учёных из Университета штата Юта, Гарвардского, Стэнфордского университетов и Калифорнийского университета в Сан-Диего получили интересные результаты эксперимента. Они травмировали зрительные нервы мышей пережатием. Контрольная группа не получала никакой терапии, вследствие чего спустя три недели у этих мышей отмечалась гибель клеток сетчатки.
Другой группе демонстрировали сменяющиеся черно-белые изображения, стимулирующие сетчатку, что вызвало незначительную регенерацию нерва. Учёные отметили, что инъекция в глаз вирусного вектора, несущего ген, который несёт ответственность за продукцию белка сRheb1 (стимулирует сигнальный путь мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR), регулирующий клеточный рост), повышала эффективность восстановления.
Тщательный анализ показал, что комбинация этих методов ведёт к регенерации аксонов ганглионарных клеток сетчатки, причём, что наиболее примечательно, эта регенерация оказалась очень специфичной. Аксоны прорастали к правильным зрительным целям, как бы возвращаясь на привычные места, не возникало нарушения функции, как это часто бывает при восстановлении нерва.
Это исследование явно демонстрирует, насколько велик резерв восстановления нервной ткани, даже у взрослых особей.
Асват Валиева