Зрительная система новорожденных котят и обезьян

Изменения в функционировании зрительной системы во время развития порождают ряд вопросов. Каковы удельные доли генетических факторов и приобретаемого опыта в данном процессе? До какой степени те нейронные сети, которые необходимы для зрения, уже сформировались и готовы к работе к моменту рождения? Какое значение в их развитии имеет свет, падающий на сетчатку? В чем причина того, что котенок, выращенный в темноте, слепой: связано ли это с тем, что не сформировались какие-то связи в коре, или произошло разрушение каких-то ранее сформированных связей? Все эти концепции можно охарактеризовать одной фразой: «природа и воспитание». С накоплением знаний это выражение трансформировалось в «природа или воспитание» или даже более строго: «природа против воспитания». В этой главе будет показано, что оба эти фактора (как и следовало ожидать) являются необходимыми.

Зрительная система является удобным объектом для прямого изучения вопросов, связанных с развитием, потому что пункты переключения сигнала в коре (relay stations) легко достижимы и количество света, а также естественные стимулы можно легко варьировать. В пределах зрительной системы мы опять отдельно выделяем эксперименты, выполненные на обезьянах и кошках. Для достижения цели более удобно начать эту главу с подробного рассмотрения работ, результаты которых логически следуют из материалов. Работы, выполненные на незрелой зрительной системе, дают основу для анализа других сенсорных систем, в частности слуховой системы амбарной совы (barn owl). Они также дают возможность предполагать, какие механизмы играют роль в модификации корковых связей в начальный период жизни.

Имеется много данных об организации корковых связей, которые лежат в основе восприятия зрительной информации у взрослых кошек и обезьян. Простая клетка в коре избирательно «узнает» один строго определенный тип зрительных стимулов, такой как движение узкой вертикально ориентированной полоски света, расположенной в определенном месте зрительного поля обоих глаз. Подобного рода ответы возможны благодаря точным и определенным образом организованным связям между клетками коры, сетчатки и латерального коленчатого тела. Естественным является любопытство: присутствуют ли эти клетки и связи уже в мозгу новорожденного животного, или они развиваются как результат приобретенного зрительного опыта, когда зрительные образы в раннем периоде жизни каким-то образом переориентируют случайный набор существующих связей, модифицируя его под определенную задачу.

Для изучения обезьян, не имеющих зрительного опыта, новорожденных обезьян отбирали сразу после рождения (или кесарева сечения), после чего за ними ухаживали таким образом, чтобы исключить зрительные стимулы. Для предотвращения формирования зрения до того периода, когда обезьяны станут достаточно взрослыми для изучения, проводили сшивание век или на роговицу накладывали полупрозрачный материал, который пропускал свет, однако изображение воспринималось очень размыто. Подобным же образом в течение первых недель жизни исследовались не имеющие зрительного опыта котята и хорьки.