Теория когнитивных режимов базируется на организации мозга в виде двух «этажей» — верхнего и нижнего.

Эти процессы начинаются в относительной близости от тех областей, куда нейронные связи доставляют информацию от глаз и ушей, но обработка тем не заканчивается. Информация об объекте и его расположении передается в другие области мозга, которые по-своему обрабатывают ее. Исследователи показали, что верхний и нижний отделы мозга играют неодинаковые роли в таких разнообразных функциях, как память, внимание, принятие решений, планирование и эмоции.

Например, Фрейзер Уилсон, Сеамас Скаладе и Патрисия Голдман-Ракич, работающие в Йельском университете, сообщили о результатах своих новаторских исследований в 1993 году в журнале Science. Как Мишкин и Ангерлейдер, они обучали обезьян выполнять задания, но вместо удаления части их мозга эти исследователи помещали в него микроэлектроды. Это позволяло контролировать активность отдельных нейронов, в то время как обезьяна пытается ненадолго удержать в памяти местоположение на экране объектов разных форм и принять относительно них некоторое решение. Решения о местоположении объектов были всегда связаны с активностью нейронов в верхнем мозге (в частности, в верхней части лобных долей), а решения относительно самих объектов сопровождались активацией нейронов в нижнем мозге (в нижней части лобных долей).

На рисунке ниже отражены результаты экспериментов, проведенных как на обезьянах, так и на людях, которые показали, что нервные пути, ведущие от затылочной доли, не останавливаются в теменной или височной доле, а идут к верхней и нижней частям лобной доли соответственно.

.[3].

Кроме этого — и это особенно важно для защищаемой нами теории, — обсуждаемые исследования показали, что системы верхнего и нижнего мозга имеют свою специфическую внутреннюю организацию, что позволяет составляющим их зонам быстрее взаимодействовать и работать вместе.

Системы двух частей мозга

Не забывая о системах, давайте для начала вкратце рассмотрим функции четырех долей коры мозга и их взаимодействие в рамках нижней и верхней систем. Углубимся же мы в этот вопрос позже, описывая научный фундамент нашей теории.

Затылочные доли (часть нижнего мозга) занимаются исключительно обработкой поступающей от глаз зрительной информации, а ключевые части височных долей (тоже отнесенные к нижнему мозгу) обрабатывают слуховую информацию. Эти отделы коры организуют сигналы, несущие информацию от органов чувств, отфильтровывают шум от сигналов, а затем передают эти сигналы дальше в мозг.

Как показали Ангерлейдер и Мишкин, а кроме них и множество других исследователей, некоторые части височных долей связаны с памятью на формы и звуки. Таким образом, сигналы, поступающие от глаз и ушей, в конечном счете получают доступ к соответствующим представлениям об объектах, как ключ к замку. Эта информация от глаз и ушей, кроме того, передается в нижние части лобных долей, которые с помощью многочисленных нейронных связей тесно взаимодействуют с височными и затылочными долями. Нижние части лобных долей обрабатывают эмоциональные воспоминания.

В общем, нижняя часть коры занимается в основном обработкой информации, поступающей от органов чувств, и ее использованием для активации воспоминаний о соответствующих сенсорному входу объектах и событиях. Например, когда вы видите лицо подруги в море чужих лиц, вы узнаете его, потому что зрительная информация действует как ключ, открывающий ячейку памяти о вашей подруге. Благодаря активации данных памяти вы узнаете о вещах, не данных непосредственно в опыте, например, что она любит капучино, имеет большой опыт работы в вашей отрасли и часто дает хорошие советы.

Знание о том, что вы видите или слышите, лишь иногда является самоцелью (например, когда вы смотрите телевизор), но это отнюдь не частая ситуация. Обычно мы хотим знать, что происходит вокруг нас, потому что это помогает постановке и достижению целей. Например, вы можете попросить свою подругу встретиться с вами в любимом кафе, чтобы выпить чашку капучино, и попробовать спросить у нее совет по поводу имеющейся у вас на работе проблемы.

Откуда берутся подобные планы и как они реализуются?

Разработка и реализация планов — это прерогатива системы верхнего мозга. В частности, эти функции реализуют верхние отделы лобных долей. Но как верхние части мозга узнают, что воспринимается в данный момент? Информация о том, где объекты расположены в пространстве, настолько важна при планировании, что она обрабатывается непосредственно в верхних частях мозга. Ведь мы должны знать, где находятся предметы, для того, чтобы успешно перемещаться в пространстве и управлять своим телом. (В нашем примере без такой информации вы не могли бы знать, как пробраться сквозь толпу к своей подруге и поговорить с ней.) Однако надо учитывать не только расположение объектов — нам также необходимо знать, что это за объекты. Такая информация из нижнего мозга идет в верхний мозг, позволяя последнему использовать и знания о природе воспринимаемых объектов.

Работа верхней и нижней частей мозга координируется через множество путей. Например, когда области зрительного и слухового восприятия (в затылочных и височных долях) посылают сигналы следующим структурам нижних частей коры, они одновременно посылают сигналы вверх — теменным долям. Как мы отмечали ранее, теменные доли, помимо прочего, регистрируют местоположение объектов (ваша подруга в толпе). Затем эта информация передается в верхние части лобных долей. На самом деле теменные доли и верхние части лобных долей очень тесно соединены множеством нервных связей; эти соединения настолько многочисленны и так узкоспециализорованны, что кажется очевидным, что теменные доли и лобные работают вместе, в тесной связи друг с другом.

Верхняя часть лобных долей также содержит многочисленные области, которые управляют движениями. Поскольку наши движения происходят непосредственно в окружающей нас среде, необходимо знать местоположение объектов для программирования движения, чтобы дотянуться до них, перешагнуть через них, убежать от них и так далее. Желая подойти к своей подруге, вы должны знать, где она находится по отношению к вам; чтобы поговорить с ней, следует учесть, куда она смотрит, а еще вам нужно оказаться достаточно близко к ней (но не чересчур близко!), чтобы она могла легко вас услышать.

Разработка и реализация планов — прерогатива системы верхнего мозга.

Многие из верхних участков лобных долей занимают промежуточное положение после получения информации (сенсорные сигналы) и до результатов на выходе (действия), так что эти области задействованы в принятии решений и разработке планов. Они получают информацию не только от нижних частей мозга об объектах, которые мы воспринимаем, и от теменных долей о том, где эти объекты находятся, но также информацию от нижних отделов лобных долей, которые участвуют в формировании эмоций.

Следовательно, верхние отделы лобных долей могут соотносить информацию о том, что перед нами наши эмоциональные реакции на воспринимаемые объекты и наши цели. Кроме того, они играют главную роль в формулировании планов, принятии решений и направлении нашего внимания (отчасти благодаря связям с теменными долями); эти отделы мозга позволяют нам определиться с тем, как себя вести, учитывая наши цели и эмоциональную реакцию на разворачивающиеся события.

Разделительной линией между лобными и теменными долями служит центральная борозда (бороздами называют складки коры, а эта очень глубокая борозда носит название «Сильвиева щель»). Сразу перед этой почти вертикальной складкой, спереди от центральной борозды, в лобных долях, находится особая зона моторной коры, контролирующая точные движения. А прямо позади центральной борозды, в теменных долях, располагается соматосенсорная зона, обрабатывающая поступающие от тела ощущения.