Американцы Роджер Шепард и Линн Купер в экспериментах, построенных несколько по-другому, выяснили: скорость такого поворота – около шестидесяти градусов в секунду. Иными словами, нужно как минимум три секунды, чтобы узнать даже очень знакомую вещь, внезапно возникшую перед взором кверху ногами.
То, что мы отличаем верх от низа, – результат работы вестибулярного аппарата, находящегося в ухе любого позвоночного. Поэтому человек, висящий на турнике вниз головой, прекрасно видит, что перевернулся не мир, а он сам.
Но во время тренировочных полетов на самолете по кривой Кеплера, когда будущих космонавтов приучают к невесомости, у иного кандидата возникает ощущение, будто «самолет перевернулся и летит в перевернутом положении, а я завис в самолете вниз головой». В чем причина? Внезапно наступила невесомость, и вестибулярный аппарат перестал передавать в мозг сигналы о низе и верхе...
Что же случится, если при нормально работающем аппарате равновесия перевернуть не картинку, а весь мир перед взором? Профессор психологии Калифорнийского университета Джордж Стреттон в 1896 г. надел очки, которые поставили ему пол на место потолка, а потолок – на место пола, и почувствовал себя довольно неуверенно. Зрение оставалось четким, но предметы казались какими-то странными. «Создавалось впечатление, – писал ученый в дневнике, – что эти смещенные, фальшивые, иллюзорные образы находились между мною и объектами как таковыми... Вещи виделись одним образом, а мыслились совершенно другими».
Первые три дня ощущалась тошнота и другие признаки морской болезни. На четвертые сутки организм стал приходить в норму, остались только ошибки в определении правого и левого, а на пятый день и они исчезли. Человек освоился в необычном мире. А когда очки были сняты, переход в прежний, неперевернутый мир произошел удивительно быстро, в течение примерно двух часов: перестройка «переворачивающего механизма» не затронула прежних навыков мозга.
К сожалению, ценность эксперимента была значительно снижена и его краткостью, и тем, что переворачивающие очки были монокулярными, а другой глаз прикрывала заслонка. Можно было думать, что, опрокинув мир в обоих глазах, исследователь ощутит и более сильные эффекты.
Так оно и оказалось, когда 40 лет спустя после Стреттона его соотечественник Дж. Петерсон надел бинокулярно переворачивающие очки. «Я видел мою стопу, приближающуюся ко мне по коврику, который находился где-то передо мной. Я впервые столкнулся с таким странным зрительным впечатлением, как я сам, идущий к себе. Блюда на столе выворачивались так, что превращались в холмики, и было очень странно видеть, как ложка движется к верхушке жидкости, снимая ее, – и ничего не разливается. Когда я вошел в длинный коридор, я обнаружил, что пол выглядит мысом, по обеим сторонам которого опускаются вниз стены. Это было тем более странно, что я мог коснуться стен руками. Торцовая стена в конце коридора выглядела выдвинувшейся ко мне, а стены – удалившимися от нее, хотя я их трогал руками».
Как и в опыте Стреттона, неприятные ощущения кончились через несколько дней, а потом исследователь просто не замечал переворачивающих линз до конца опыта, словно родился с ними. И когда через восемь месяцев снова их надел, оказалось, что мозг не расстался за это время с приобретенными навыками: ученый чувствовал себя в обращенном мире вполне свободно, как если бы перерыва не было.
Что ж, все ясно, все решено? Экспериментаторы не были бы учеными, если бы не ставили опытов по множеству раз. Новые условия, новая техника эксперимента всегда вносят что-то такое, что освещает проблему с неожиданной стороны. Когда Фредерик Снайдер решил повторить опыты своих предшественников, он ходил в «переворачивающих» очках целый месяц, дольше их всех. Он уже совершенно не ощущал присутствия стекол и думал, что его мозг полностью перестроился на восприятие перевернутого мира.
И тут кто-то спросил его: «А все-таки, какими вы видите предметы: прямыми или перевернутыми?»
«Пока вы не задали этот вопрос, – после раздумья ответил Снайдер, – они казались мне стоящими нормально. Теперь же, когда я вспоминаю, как они выглядели до того, как я надел эти линзы, я вынужден сказать, что вижу их и сейчас перевернутыми. Но пока вы меня об этом не спрашивали, я этого абсолютно не сознавал».
Точно такой же эффект отметила студентка факультета психологии МГУ Лидия Иноземцева. Она носила инвертирующие очки в эксперименте, который проводили кандидаты психологических наук А.Д. Логвиненко и В.В. Столин. Когда перевернутый мир стал ей привычен, как мир нормальный, стоило «всмотреться», и пейзаж вдруг переворачивался вверх ногами, словно в первый день, когда были надеты очки.
Выходит, изображение на сетчатке может быть стоящим прямо или вверх ногами, – не в этом суть, а в том, что информация с сетчатки поступает в высшие отделы зрительной системы в обобщенном, инвариантном к поворотам виде. Причина инвариантности, вне всякого сомнения, – те Фурье-преобразования и преобразования Меллина, которые совершаются зрительными областями коры. Чтобы видеть и опознавать образы предметов квазиголографическим способом, нет препятствий, в какой бы ориентации ни находились их изображения на задней стенке глазного яблока. А вот перевернут наблюдатель или мир, – это сообщает восприятию вестибулярный механизм.
Это совершенно снимает древнюю проблему: видит ли ребенок в первые дни своей жизни родителей стоящими вниз или вверх головой? Он их просто видит, и все тут. Понятие верха и низа придет к нему много позже.
У взрослого же механизм «верх – низ» за годы жизненной практики выучился работать так, а не иначе. Но то, что научилось, способно переучиться. Способно подавить сигналы «мир перевернут», поступающие от зрительного аппарата и противоречащие направлению силы тяжести. Поэтому нет ничего таинственного в переворачивании образа, когда человек, давно привыкший к инвертирующей оптике, вдруг усилием воли воспринимает мир снова «кверху ногами». Фокус прост. Волевой стимул снимает подсознательный запрет, и сигналы «мир перевернут» опять начинают поступать в мозг от зрительного канала, напоминая, что очки-то по-прежнему действуют...
На такие сложные операции способен только человеческий мозг, что подтверждает его особо высокое развитие по сравнению с мозгом любых других существ. Когда инвертирующие очки надевают обезьяне, для нее это равносильно сокрушительному психологическому удару. Она, пошатываясь, делает несколько неверных движений и падает. Развивается классическая картина комы: угасают рефлексы, дыхание становится частым и поверхностным, падает кровяное давление. Впечатление, что животное при смерти... В этом тяжелейшем состоянии, характерном для острого поражения нервной системы, оно остается несколько дней. Медленно-медленно возвращается способность реагировать на внешние раздражители, да и то лишь на самые сильные. По большей части обезьяна лежит неподвижно, как бы выключась из окружающего мира. Все это «в точности напоминает состояние животного, ослепшего в результате перенесенной болезни».
А человек – он выдерживает и куда более мощные нагрузки. Продолжая свои опыты с оборачивающими очками, Логвиненко и Столин надели испытуемому оптику, которая нарушила соответствие между положением объекта на сетчатке и сигналами мышц, двигающих глазное яблоко.
Нормальное соотношение известно: чем ближе предмет, тем сильнее нужно сводить оптические оси глаз, чтобы отсутствовало двоение. Очки сделали эту зависимость обратной. Зрение говорило, что глаза надо свести, а сигналы от мозга к мышцам должны были поступать противоположными по знаку, т.е. на разведение.
К тому же и на мышцы, управляющие хрусталиком, требовалось подать обратные команды, чтобы изображение было в резкости.
Мозгу, как видите, задали крепкую задачку на сообразительность. И хотя ничего похожего на реакцию обезьяны отмечено не было, зрительная система оказалась в полном разладе.
Разрушились привычные представления, возникли новые, странные образы. Тени, например, перестали быть тенями: они могли «восприниматься то как цвет поверхности, то как прозрачный участок, за которым виднелась чернеющая пустота, то как особая полупрозрачная плоскость и т.п.». Неплохо, а? «Прозрачная тень», которую мозг конструирует только потому, что не в состоянии связать зрительные и мышечные сигналы!
