Синестезия - звучащие краски.

Синестезия (возникновение ощущений разной природы) проливает свет на организацию и функции головного мозга человека.

Когда Мэтью Блейксли ощупывает ру­кой гамбургер, у него во рту появляется горечь. Эсмеральда Джонс, услышав взятый на пианино до-диез, видит си­ний цвет (другие ноты окрашены у нее в иные цвета). А Джеффу Коулману циф­ры, напечатанные черным шрифтом, кажутся разноцветными. Мэтью, Эсме­ральда и Джефф (имена вымышлен­ные) — представители немногочислен­ной категории людей, обладающих синестезическими способностями. Они воспринимают окружающий мир не так, как все, и живут в особом измере­нии между реальностью и фантазией. Ощущения (осязательные, вкусовые, слуховые, зрительные и обонятельные) возникают у них не в чистом виде, а в сочетании с каким-нибудь иным, дополнительным чувством (ощущением).

Ученые задумались над природой си­нестезии еще в ХX веке. Статья Фрэнсиса Гальтона (двоюродного брата Чар­лза Дарвина), посвященная этому феномену, появилась в журнале Nature в 1880 г. Впрочем, большинство иссле­дователей отмахивались от синестезии, считая ее мошенничеством, артефак­том, связанным с употреблением нар­котиков (сходные эффекты вызывают ЛСД и мескалин), или любопытным, но не заслуживающим серьезного внима­ния явлением. Четыре года назад мы приступили к изучению нейрофизио­логических механизмов, ответствен­ных за синтез ощущений. Попутно нам удалось пролить свет и на некоторые другие таинственные аспекты челове­ческой психики — эволюцию абстракт­ного мышления, метафорических об­разов, а возможно, и языка в целом.

Обычно синестезия объясняется ак­тивизацией следов памяти и ассоциа­ций, образовавшихся в раннем воз­расте. Так, любимой детской забавой синестета могла быть игра в кубики с цифрами «5» на красных и «6» на зеле­ных гранях. В таком случае возникает закономерный вопрос, почему яркие следы сенсорной памяти сохраняются лишь у некоторых людей? Глядя на изо­бражение льдины, каждый из нас может представить себе холод, но далеко не все при этом его почувствуют.

Согласно расхожему мнению, синестеты, характеризуя ноту до-бемоль как красную, а вкус курятины как ост­роконечный, попросту прибегают к метафорам - точно так же, как обыч­ные люди говорят иногда о кричащем цвете или остром сыре. Обиходная речь вообще изобилует фигуральными выражениями, а синестеты - особые мастера их придумывать.

Действительно ли синестезия имеет сенсорную природу? Впервые мы об­ратились к этой проблеме в 1999 г. Казалось, вполне естественным начать с прямого вопроса: «Вы и вправду види­те цвет перед глазами или же это некая ассоциация?» Очень скоро такой под­ход завел нас в тупик. Некоторые испы­туемые давали четкий ответ: «Да, я явст­венно вижу перед глазами цвет». Но куда чаще раздавалось: «Вроде бы вижу, но не уверен...» или «Нет, это не совсем ассоциация. Я отчетливо вижу эту циф­ру красной, но я знаю также, что она не красная. Она черная. Значит, наверное, это все-таки ассоциация».

Для того чтобы выяснить, связан ли тот или иной феномен с восприятием, психологи прибегают к простому тес­ту, называемому сегрегацией. Если по­смотреть на несколько наклонных ли­ний, разбросанных среди леса из вертикальных прямых, наклонные ли­нии словно отступят на второй план. Их тут же можно мысленно отделить от фона и сгруппировать, например, в треугольную фигуру.

Если большин­ство элементов фона составляют зеле­ные точки, а вас попросят посмотреть на красные, вам покажется, что пос­ледние отступят на второй план. А вот черные «двойки», беспорядочно раз­бросанные среди «пятерок» такого же цвета, сольются с ними в однородную мешанину (см. рис. на с. 47). Для того чтобы отделить «двойки» от «пятерок», приходится внимательно пригляды­ваться к каждой цифре, хотя соседние цифры отличаются друг от друга ни­чуть не хуже, чем наклонные линии от прямых. Таким образом, основу для группировки элементов обеспечива­ют лишь некие примитивные призна­ки (например, цвет точек или ориен­тация линий), а не более сложные перцептивные качества (например, численное значение цифр).

А что произойдет, если мешанину из цифр показать синестетам, утверждающим, что видят «пятерки» в красном цвете, а «двойки» - в зеленом? Мы рас­положили «двойки» таким образом, чтобы они образовывали вершины тре­угольника. Если синестезия и в самом деле - сенсорный феномен, испытуе­мые без труда разглядят треугольник, т.к цифры видятся ими в разном цвете.

Когда мы предложили тест обычным людям, никаких чудес не произошло. Зато синестеты в 90% случаев правильно идентифицировали форму спрятанной фигуры. Таким образом, напраши­вается вывод, что индуцируемые цифрами цвета - не выдумка синестетов, а подлинно сенсорные ощущения. Приведем еще один поразительный пример. Синестет, у которого цифра «5» вызывала ощущение красного, смотрел на белое изображение «пятерки» на дисплее компьютера. Он не замечал ни­каких изменений, когда мы незаметно для него увеличивали интенсивность красного цвета в изображении до тех пор, пока она не становилась достаточ­но высокой для восприятия глазом. Но он сразу же замечал самое незначитель­ное увеличение интенсивности зелено­го цвета в изображении цифры.

Переработка зрительной информации

Если синестезия реально существует, уместно спросить: почему этот не­обычный феномен встречается лишь у некоторых людей? Результаты на­ших экспериментов подтверждают предположение, что причина кроется в особенностях нервных связей между различными отделами головного моз­га. Впервые эта гипотеза была выска­зана более века назад, но только те­перь мы можем говорить, в каких именно отделах мозга локализованы связи и как они функционируют.

Чтобы разобраться в нейрофизио­логических механизмах синестезии, необходимо в общих чертах ознако­миться с процессами переработки зрительной информации в головном мозге (см. рис. на с. 49). После того как отраженный от предмета свет попадает на палочки (светочувствительные ре­цепторы) и колбочки (рецепторы цве­та) в сетчатке глаза, он посылает нерв­ные сигналы в поле 17, расположенное в затылочной доле коры головного мозга. Здесь изображение предмета подвергается дальнейшему анализу, где мозг оценивает его элементарные при­знаки: цвет, параметры движения, фор­му, глубину и т.д. Эти сведения переда­ются затем в несколько обширных областей височных и теменных долей коры. Данные о цвете поступают в поле V4 веретенообразной извилины височной коры. Отсюда они направляются в центры переработки цветовой ин­формации более высокого иерархиче­ского уровня (в том числе в небольшой участок коры, расположенный по со­седству с зоной ТРО — областью на сты­ке височной, теменной и затылочной долей коры). Эти участки мозга ответ­венны за более сложные аспекты пе­реработки цветовой информации. Так, например, благодаря их деятельности листья в сумерках кажутся такими же зелеными, как и в полдень, хотя спект­ральный состав отражаемого ими све­та в это время суток совсем иной.

Переработка информации, связан­ная с численными расчетами, проте­кает тоже поэтапно. Она начинается в веретенообразной извилине, где распознается форма цифровых символов, а завершается в угловой извилине — части зоны ТРО, ответственной за фор­мирование таких представлений, как последовательность и количество. (При повреждении угловой извилины вследствие инсульта или опухоли больной может идентифицировать цифры, но не способен выполнять операции деления и вычитания). Исс­ледования, проведенные с помощью магнито-резонансной томографии, указывают и на то, что изображения букв или цифр (графемы) вызывают у людей активацию нейронов верете­нообразной извилины, а переработка звуков (фонем) протекает на более вы­соких уровнях, находящихся в непосредственнной близости от зоны ТРО.
Поскольку информация и о цвете, и о цифрах перерабатывается и в веретенообразной извилине и в области мозга расположенной вблизи угловой извилины, мы предположили, что цифро-цветовая синестезия возникает вследствие взаимосвязей между полем V4 и областью, ответственной за иден­тификацию цифр (обе находятся в ве­ретенообразной извилине), или меж­ду центром переработки цветовой информации более высокого уровня и областью, ответственной за форми­рование арифметических представле­ний (обе - в зоне ТРО). Другие, более экзотические виды синестезии могут быть результатом взаимосвязей между структурами мозга, отвечающими за переработку иных форм сенсорной информации. Так, звуки могут вызы­вать цветовые ощущения благодаря тому, что центр слуха в височных долях тоже расположен неподалеку от корковой области более высокого уровня, получающей цветовую инфор­мацию из поля V4. А тактильно-вкусо­вые ощущения Мэтью Блейксли могут быть опосредованы взаимосвязями между корковой областью, локализо­ванной в островковой доле коры (в островке) и отвечающей за вкусо­вую чувствительность, и соседней областью, ответственной за тактиль­ную чувствительность пальцев руки.

До сих пор феномен синестезии объ­яснялся существованием физических взаимосвязей между различными обла­стями коры. Однако полученные дан­ные указывают на то, что синестезия как ни может возникать и тогда, когда количе­ство физических (нервных) связей между областями мозга не отличается от нормы, но баланс между уровнем хи­мических веществ, которыми обмени­ваются эти структуры, нарушен. Поэто­му, сегодня мы предпочитаем говорить о кросс-активации корковых областей. Известно, что соседние участки мозга нередко подавляют активность друг друга. Нарушение химического равно­весия, ослабляющее это взаимное сдерживание (вызванное, например, блока­дой действия некоего тормозного нейротрансмитгера), приводит к акти­вации одной области, что, в свою очередь, влечет за собой повышение уровня активации соседнего участка. В принципе, такая взаимная активация может иметь место и между двумя удаленными областями мозга, что могло бы объяснить некоторые редко встре­чающиеся формы синестезии.

Но если цифру «5» поместить среди других цифр (на­пример, «троек»), ее идентификация будет затруднена. Она попросту исчез­нет из фокуса. Испытуемые с обычным восприятием узнают «пятерку» только по чистой случайности. Этот феномен объясняется не тем обстоятельством, что периферическое зрение дает расплывчатое изображение предметов, а ограниченностью ресурсов нашего внимания. «Тройки» отвлекают нас от расположенной в центре «пятерки» и мешают рассмотреть ее как следует.

Представьте наше удивление, когда этот тест был предложен синестету. Глядя на экран, он заявлял: «Я не могу рассмотреть центральную цифру. Она расплывчатая, но красная. Поэтому я утверждаю, что это - «пятерка». Хотя сознание испытуемого и не зарегист­рировало центральную цифру, связан­ная с ней информация подверглась переработке в одном из участков головного мозга. Таким образом, синестет логически идентифицировал циф­ру по цвету. Если наше предположение о кросс-активации верно, это означает, что цифровая информация преобразо­вывается в веретенообразной извилине и вызывает цветовое ощущение еще до того, как в мозгу начинается переработ­ка информации, связанная с дедуицированием цифр. Как ни парадоксально это звучит, синестезию может поро­дить даже невидимая цифра.

Этот вывод подтверждает и еще один факт. Когда мы уменьшали конт­раст между интенсивностью окраски цифры и фона, у испытуемых цвето­вые синестезические ощущения по­степенно ослабевали, а при низком контрасте исчезали вовсе. Это указы­вает на то, что зрительное восприятие цифр далеко не всегда порождает цветовые синестезические ощущения. Возможно, активация нейронов вере­тенообразной извилины, вызываемая низкоконтрастными цифрами, впол­не достаточна для осознанного восприятия цифр, но недостаточна для активации цветовых клеток поля V4.

И, наконец, было обнаружено, что изображения римских цифр у испытуемых-синестетов не вызвали никаких цветовых ощущений. Это свидетельст­вует о том, что цветовое ощущение вызывает не численное значение цифры, а зрительное восприятие гра­фемы. А это наводит на мысль, что «цифро-цветовая» синестезия может возникать в результате активации двух участков веретенообразной извили­ны, т.к эта структура участвует главным образом в анализе изображения, а не численного значения цифр.

Когда круг наших испытуемых-синестетов расширился, стало ясно, что все они расцвечивают окружающий мир по-разному. У некоторых из них даже дни недели и месяцы года вызывали цветовые ощущения. Понедельник иногда был зеленым, среда - розовой, а декабрь - желтым. Единственное, что объединяло в этом отношении дни не­дели, месяцы и цифры, - представле­ния испытуемого о числовой последо­вательности. Возможно, у некоторых синестетов цветовые ощущения вызы­вает не зрительное восприятие (внеш­ний вид) цифры, а скорее абстрактное понятие числовой последовательности. В таком случае не исключено, что кросс-активация у них происходит не между областями веретенообразной извилины, а между угловой извилиной и центром переработки цветовой информации более высокого уровня, рас положенным близ ТРО. Взаимодействием этих областей и можно было бы объяснить, почему цветовые ощущения у таких синестетов эффективно вызы­вают даже абстрактные представления о числах, связанные с днями неделями или месяцами года. Иными словами, следует говорить о разных формах си­нестезии: высшей, связанной с пред­ставлениями о числовой последова­тельности, и низшей, порождаемой изображениями символов.

В исследованиях, проведенных с по­мощью магнито-резонансной томо­графии совместно с Джеффом Бойн- тоном (Geoff Boynton) из Института биологических исследований Солка в Сан-Диего, нами были получены данные, подтверждающие локальную активацию поля V4, предсказанную кросс-активационной моделью сине­стезии. Когда перед синестетами появялись черные и белые цифры, актива­ция мозга возрастала не только в цифровом поле (что встречалось и у обычных испытуемых), но и в поле, ответственном за переработку цвето­вой информации. Отмечались также различия в характере этой активации у испытуемых с разными формами синестезии. У тех, у кого наблюдалась низшая форма - прослеживалась го­раздо более высокая, чем у контроль­ных испытуемых, активация этих зон на ранних стадиях переработки цвето­вой информации. У испытуемых с выс­шей формой - уровень активации этих зон на ранних стадиях был ниже.

 Синестезия и метафоры

 Разгадка нейробиологических меха­низмов синестезии проливает свет на природу некоторых творческих способностей художников, писателей и поэтов. Среди творческих личностей синестеты встречаются в 7 раз чаще, чем среди населения в целом. Одна из свойственных им особенностей — легкость, с которой они используют мета­форы. Ассоциации между предметами и явлениями, не имеющими между со­бой, казалось бы, ничего общего, слов­но сами собой рождаются в их головах. Синестезия предполагает формирова­ние произвольных связей между стиму­лами, не имеющими, на первый взгляд, между различными корковыми цент­рами — маленькими участками коры, ответственными за формирование тех или иных представлений (например, связанных с восприятием формы пред­метов или оттенков какого-либо цвета). В зависимости от того, в каком месте головного мозга и насколько широко в нем экспрессировался этот ген, человек может стать обладателем синестетических и творческих способностей. Это объясняет выживание совершенно, казалось бы, бесполезного гена сине­стезии в человеческой популяции.

Результаты наших исследований свидетельствуют также о том, что синестезические ощущения свойст­венны всем людям. Зона ТРО (и находя­щаяся в ее границах угловая извилина), играющая важную роль в возникнове­нии синестезических ощущений, в норме принимает участие в кросс-модальном синтезе ощущений . Ученые считают, что в эту область коры стека­ется тактильная, слуховая и зрительная информация для последующего фор­мирования перцептивных образов бо­лее высокого уровня. Так, например, воспоминание о кошке или звучание слова «кошка» порождают образ зверь­ка с мягким мехом (осязание), который умеет мяукать и урчать (слух), обладает характерной внешностью (зрение) и издает порой специфический запах (обоняние), - и все эти ассоциации возникают у нас одновременно.

У человека относительные размеры угловой извилины гораздо больше, чем у других приматов. Не могло ли случиться так, что эта структура моз­га, исходное предназначение кото­рой заключалось в образовании кросс-модальных ассоциаций, впос­ледствии стала выполнять более абст­рактные функции (например, изобретать метафоры)? Посмотрим на две фигуры, которые впервые использо­вал в своих экспериментах психолог Вольфганг Кёлер. Одна из них напо­минает чернильную кляксу, а другая — остроконечный осколок стекла. Если спросить: «Какая из этих фигур - буба, а какая — кики?», 98% опрошенных ответят, что клякса — буба, а осколок - кики. Возможно, это связано с тем, что мягкие очертания амебовидной фигуры метафорически имитируют плавные модуляции голоса и плавные изменения формы губ при произне­сении слова «бу-ба». Напротив, вол­нообразная структура звука «кики» и сильное изгибание прижимаемого к небу языка при его произнесении каким-то образом имитируют ломан­ные контуры остроконечной фигуры. Две формы «кики» (звуковую и зри­тельную) объединяет лишь одно об­щее качество - абстрактное свойство остроконечности, вычленяемое од­ним из участков головного мозга близ зоны ТРО, расположенным в уг­ловой извилине.

Таким образом, угловая извилина осуществляет самую элементарную форму абстракции - вычленение об­щих признаков в совокупности резко различающихся сущностей. Мы не знаем, как именно она выполняет эту функцию. Но коль скоро эта структура начала принимать участие в кросс-мо­дальной абстракции, была подготов­лена почва и для более сложных видов абстрактного мышления. Кросс-мо­дальная абстракция могла стать осно­вой не только для развития метафори­ческого и абстрактного мышления, но и языка в целом.

Приступив к изучению синестезии, мы не имели ни малейшего представ­ления о том, куда нас могут завести эти исследования. Не думали мы и о том, что этот таинственный феномен, долгое время считавшийся всего лишь любопытной особенностью воспри­ятия, может пролить свет на природу человеческого мышления.

ОБЗОР: СИНЕСТЕЗИЯ

•     Синестезия (от греческих слов syn - вместе и aisthesis - чувство) - одновременное возникновение ощущений разной природы (модальности) при воздей­ствии мономодального раздражителя.

•   Долгое время ученые считали синестезию уловкой мошенников или объясня­ли ее активацией следов памяти. Сегодня доказана реальность этого явления. Ее объясняют взаимной активацией определенных областей мозга, которые в норме функционально разобщены.

•    Изучая механизмы синестезии, исследователи попутно получают новые данные о переработке сенсорной информации в мозге и ее использовании для формирования абстрактных связей между, казалось бы, никак не связанными друг с другом объектами и представлениями.

•    Какие существуют формы сине­стезии?

Ученые различают около 50 форм си­нестезии. Синестезические способ­ности передаются по наследству и чаще встречаются у женщин и твор­ческих личностей. В среднем ими обладает один человек из 200. Наи­более распространенная форма си­нестезии - цветовые ощущения, вызы­ваемые звуками и изображениями цифр. Очень редкая форма синесте­зии - ассоциация букв с мужским или женским полом.

•   Если у синестета каждая буква или цифра вызывает определенные цветовые ощущения, как он будет реаги­ровать на предъявление пары букв или цифр (например, «еа» или 25)?

У него возникнут те цветовые ощуще­ния, которые эти буквы или цифры вызы­вают по отдельности. Но если буквы (цифры) будут расположены слишком близко, их эффекты могут «нейтрализо­вать» друг друга (т.е. цветовые ощуще­ния не возникнут) или, наоборот, уси­литься (в том случае, если оба символа порождают один и тот же цвет).

•   Одинаковые ли эффекты вызывают прописные и строчные буквы?

Да. Однако в ряде случаев синестеты сообщали, что строчные буквы имеют менее насыщенный цвет или кажутся им блеклыми и даже пятни­стыми.

•    Как синестеты воспринимают изо­бражение целого слова?

Нередко все слово окрашено в цвет той буквы, с которой оно начинается.

• Как воспринимают буквы синестеты, владеющие несколькими языками?

В одном языке графемы могут вызы­вать у них цветовые ощущения, а в другом оставаться бесцветными. При­чина кроется в том, что разные языки представлены у полиглотов в разных структурах мозга.

• Что происходит, когда синестет представляет себе букву (цифру) мысленно?

Воображаемые символы могут вызы­вать даже более сильные цветовые ощущения, чем реальные. Возможно, это «упражнение» активизирует те же самые области мозга, что и воспри­ятие реальных цветов; но, поскольку в этом случае из сетчатки в мозг не поступают конкурирующие сигналы, воображаемый символ порождает более интенсивный синестезический цвет, чем реальный символ.

 Об авторах

Видаянур Рамачандран (Vilayanur S. Ramachandran) и Эдвард Хаббард (Edward М. Hubbard) изучают феномен синестезии в течение нескольких лет. Рамачанд­ран - директор Центра мозга и познания при Калифорнийском университете в Сан-Диего и адъюнкт-профессор в Институте биологических исследований Солка. Удостоен звания члена совета Колледжа Соулсов Оксфордского универ­ситета и золотой медали им. Аренса Капперса в Королевской нидерландской академии. Хаббард заканчивает факультет психологии и когнитивных наук Кали­форнийского университета. Изучает нейрофизиологические механизмы мульти- сенсорных феноменов методом магнито-резонансной томографии. Член-учре­дитель Американской ассоциации синестезии.

Комментарий от руководителя проекта GO-RA: именно синестезция лежит в основе создания рабочих моделей (полимодальность, моделирование) при модельном восприятии в условиях неопределенности.