Эволюция и сенсорная организация

Организмы различаются по тому, на какие стимулы они реагиру­ют; ведь сенсорная организация любого вида — это вид адаптации к сре­де обитания. Поэтому вовсе не удивительно, что необыкновенно острым зрением обладают орлы, нападающие на добычу из-за облаков, а у кро­та, живущего во мраке своей норы, оно сохранилось лишь в качестве рудимента. Многие животные имеют такие органы чувств, которые от­сутствуют у нас. Акулы чувствительны к электрическим разрядам, ис­ходящим от чешуи рыб, прячущихся в расщелинах, а голуби использу­ют магнитное поле Земли, чтобы найти дорогу домой в неясную ночную погоду, когда невозможно ориентироваться по звездам².

Еще один пример естественного отбора и формирования сенсорной системы вида можно позаимствовать у исследователей насекомых. Энтомо­логи долгое время считали, что богомолы не имеют слуха, поскольку у них не были найдены уши. Но электрофизиологические показатели свидетель­ствуют о том, что некоторые нервные пути насекомых реагируют на ульт­развук в диапазоне 25—50 кГц, который недоступен человеческому уху. Следовательно, богомол оказался не таким уж и глухим. Но где же нахо­дятся его уши? Чтобы выяснить это, ученые покрыли насекомое с ног до головы вазелином, после чего нерв уже не реагировал на ультразвук. За­тем они снимали вазелин с разных частей богомола, пока в конце концов

¹ См.: Green DM, An introduction to hearing. N. Y.: Academic Press, 1978; Goldstein E.B.
Sensation and perception. Belmont, Calif.: Wadsworth, 1989,

² См.: Wilischko R„ Nohr D„ Wiltschko W. Pigeons with a deficient sun compass use the
magnetic compass // Science. 1981, 214. P. 34-45; Dyer F.C., Gould J.L. Honey bee orientation:
A backup system for cloudy days // Science. 1983. 214. P. 1041-1042; Gould J., Gould С
The insect mind: Physics or metaphysics // R.R.Griffin (Ed,). Animal mind-human mind,
Berlin: Springer Verlag, 1988.

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

не обнаружили нужное углубление у него на груди. Когда вазелин удали­ли с этого участка, нерв снова стал реагировать на звуковые стимулы.

Ухо было обнаружено, но это только усложнило загадку. Нашли ведь только одно ухо, расположенное на средней линии этого животно­го. А в царстве животных уши существуют почти всегда лишь парами, и это очень важная предпосылка для обнаружения источника звука. Если звук приходит справа, стимул для правого уха будет более силь­ным и достигнет его раньше по сравнению с левым ухом. И наоборот, Подобного рода информация позволяет обладателю пары ушей опреде­лить, откуда донесся данный звук. С одним ухом у богомола вряд ли это получится. Для чего же тогда приспособлено его единственное ухо?

Ответ: для узнавания летучих мышей. Они испускают высокочас­тотные звуки, которые отражаются от тел летающих насекомых, позво­ляя летучим мышам определять местонахождение добычи. По-видимо­му, ухо богомола служит «детектором летучих мышей». Одно-единствен­ное ухо не может подсказать богомолу, откуда приближается хищник, но в этом нет большой беды, так как для него не очень важно знать, где находится атакующая мышь. В одном из исследований ученый, забрав­шись на лестницу, аккуратно выпустил из рук богомола. Затем, когда тот парил в вышине, экспериментатор при помощи специального устрой­ства сымитировал ультразвуковую «мелодию», характерную для охо­тящейся летучей мыши. Высокоскоростной фотоаппарат зафиксировал, что вне зависимости от времени появления «голоса летучей мыши» бо­гомол начинал свой мечущийся танец-полет, напоминающий полет ис­требителя — сумасшедшее, по спирали, пикирование ради того, чтобы избежать опасности, и вне зависимости от направления появления хищ­ника. Этот прием очень эффективен: дальнейшее исследование показа­ло, что при атаке настоящих летучих мышей все насекомые, вошедшие в спиралевидные пике, остались в живых, а тех, кто не воспользовался этим приемом, летучие мыши съели¹.

Обзор сенсорных модальностей

Мы вкратце описали все сенсорные модальности за исключением зрения <...>. Но <...> мы должны сказать несколько слов об ощущени­ях вообще.

При обсуждении различных видов ощущений мы встретили множе­ство вариантов их различий — между собой и даже между разными ви-

¹ См.: Yager D.D., Ноу R.R. The Cyclopean ear: A new sense for the Praying Mantis /7 Science. 1986. 231. P. 727-729; Yager D.D., May M.L. Ultrasound-triggered, flight-gated evasive maneuvers in the Praying Mantis Para-sphendale agrionina // Journal of Experi­mental Biology. 1990. 152. P. 41-58.

Глейтман Г., Фридлунд А., Райсберг Д. Исследование ощущений 139

дами животных. Но мы увидели и большое количество важных особен­ностей общего характера.

Во-первых, в большинстве сенсорных модальностей человека (и многих видов животных) обработка энергии внешнего стимула начина­ется на уровне различных структур доступа, которые аккумулируют эти физические энергетические потоки и формируют «лучший» ближний стимул, с которым будут работать рецепторы. Простым примером могут послужить аккумуляция и усиление звука, которые происходят в ухе млекопитающего.

Во-вторых, во всех сенсорных модальностях следующий шаг за­действует рецепторы, которые преобразуют физическую энергию стиму­ла в нервный импульс. В некоторых сенсорных системах — особенно это характерно для слуха и зрения — природа этого преобразовательного процесса достаточно легко объяснима. В других системах — таких, как обоняние, — остается еще много неизученного.

В-третьих, обработка входящей стимульной информации продол­жается в вышележащих нервных центрах, где стимульная информация кодируется (так сказать, переводится) в разнообразные характеристики ощущений, которые и переживаются нами. Одной из таких характерис­тик ощущений является интенсивность: для чувства вкуса характерно переживание более или менее горького; для слуха же — более или ме­нее громкого. Характеристиками ощущений являются и качественные различия. Пробуя что-то на вкус, мы можем ощутить разницу между горьким, сладким, кислым и соленым; слушая музыку, мы различаем высоту звуков.

В-четвертых, любая часть сенсорной системы представляет собой непрекращающееся взаимодействие со всем организмом. Мы рассмотре­ли некоторые примеры сенсорного взаимодействия в системе вкуса: фе­номен адаптации (непрерывно принимая хинин, мы меньше замечаем его горький вкус) и вкусовой контраст (адаптация к сахару делает для нас кислоту еще более кислой).

2. Восприятие пространства. Признаки удаленности и глубины: окуломоторные, монокулярные (изобра­зительные), трансформационные, бинокулярные. Механизмы стереозрения: диспаратностъ, теоре­тический и эмпирический гороптер, зона Панума, стереограммыЮлеша