Какие внутренние механизмы помогают нам ориентироваться во времени и пространстве

 

Все живые существа умеют находить дороги даже на самых запутанных маршрутах — птицы безошибочно определяют путь в теплые края и обратно, звери в лесу не плутают и так далее. При этом каждый вид пользуется своими «встроенными программами» — от чувствительности к магнитным полям до острого обоняния. Увы, люди такими уникальными способностями не обладают. Как же работает наша внутренняя «система GPS»?

 

Башковитость от природы

 

Система навигации животных, как правило, основывается на какой-то одной их сильной стороне. В частности, летучие мыши полагаются на эхолокацию, которой им вполне достаточно (а попробуйте вы так ювелирно передвигаться в темноте). Точно такие же примеры можно приводить и в отношении других представителей животного мира, в том числе насекомых. Но человек — существо гораздо более высокоорганизованное, его передвижения преследуют самые разнообразные цели — от простых прогулок на местности до горячего желания совершать географические открытия. При этом у нас нет никаких суперспособностей, так что приходится задействовать, образно выражаясь, все извилины сразу.

Впервые мысль о том, что в мозге есть сложная система, отвечающая за ориентацию в пространстве и времени (причем эти категории тесно взаимосвязаны), высказал еще Иммануил Кант. Однако в то время ученый не нашел поддержки у коллег. Исследованиями мозга даже не пахло, а по поводу того, что мы целенаправленно куда-то идем, существовал вполне простой алгоритм: человек что-то видит и в ответ на сенсорный раздражитель начинают двигаться руки и ноги. Как говорится, примитивно, но доступно. Вполне в стиле XVIII века.

 

Сам себе картограф

 

В 1950-х годах идея немецкого философа заинтересовала американского психолога Эдварда Толмена, который, проведя серию экспериментов на крысах, сформулировал концепцию когнитивных карт (после изучения окружающего пространства в мозге формируется алгоритм, помогающий выбрать оптимальный маршрут). В 1970-х годах специалисты Университетского колледжа Лондона открыли клетки места, активирующиеся в знакомой обстановке, а также определили роль гиппокампа. Со временем были обнаружены и другие элементы внутренней системы ориентации: клетки направления (определяют наклон головы и работают фактически как компас), краевые клетки (отмечают расположение границ территории), а также различные клетки со смешанной активностью, такие как нейроны решетки, участвующие в создании специальной клеточной координатной сети. Грубо говоря, летучие мыши со своей эхолокацией могут отдыхать — человек хоть и не умеет пищать на ультразвуке, зато даже для элементарных передвижений в магазин за хлебом создает в голове подробные карты местности. Правда, сам об этом не подозревает.

 

Обратная перемотка

 

В 2014 году, спустя три века после того, как Кант высказал свою крамольную мысль, Нобелевская премия в области физиологии и медицины была присуждена за открытие системы «внутренней GPS» головного мозга. При этом процесс изучения феномена идет семимильными шагами. 

Около 10 лет назад ученые обнаружили клетки времени, помогающие мозгу записывать порядок совершаемых действий в эпизодическую память. При этом выяснилось, что работа навигационной ­системы напоминает перемотку пленки: например, когда вы идете на работу, мозг ­прокручивает в памяти стандартный маршрут в одном направлении, на пути с работы — в обратной последовательности. 

Все, что выпадает из сценария, включая запахи и звуки, тут же вносится в реестр как дополнительный ориентир. По сути, именно взаимодействие клеток времени и клеток места с постоянным переключением вперед-назад и является нашей навигационной системой. 

Простой пример того, как это работает, можно увидеть, когда вы куда-то идете с определенной целью и вдруг обнаруживаете, что забыли зачем. Выручает, казалось бы, лишенное смысла действие — нужно развернуться и пройти назад (в квартире советуют возвратиться в комнату, откуда вы пришли). И ведь помогает! Просто карта глючит, а затем перенастраивается.

 

Считается, что решающими факторами восприятия времени для теплокровных животных являются размер организма и сердечный ритм. Например, у кошек сердце бьется чаще, чем у людей, поэтому события для них идут быстрее. А у слонов пульс равняется в среднем 25 ударам в минуту, оттого (если судить с нашей точки зрения) их время ну о-о-очень медленно движется. Может, потому они никуда особо и не спешат?

 

КСТАТИ

Довольно часто люди, оказавшись в новом месте, вдруг открывают в себе «дар предвидения». Например, вы прилетели на другой континент, выходите погулять на улицы города, где никогда не были, и обнаруживаете, что точно знаете, куда вам следует идти и каким путем возвращаться. Или на экскурсии среди античных развалин «спиной чувствуете», что впереди непременно должен быть амфитеатр либо набережная. Разочаруем мистиков: подозревать себя в суперспособностях или реинкарнации (якобы вы тут были в прошлой жизни) самонадеянно, потому что ничего удивительного тут нет. А вот к нейронам мозга и «внутреннему GPS» это имеет самое непосредственное отношение. 

Для начала скажем, что чудеса такого рода никогда не произойдут с вами в пустыне или чистом поле. А только в месте, где есть ориентиры в виде жилых домов, кафе, улиц, достопримечательностей и так далее. Логическая цепочка объяснения тут прослеживается довольно четко. Во-первых, все населенные пункты в мире построены людьми, и к логике их застройки мы в большинстве случаев привычны. Даже если сами этого не осознаем. Во-вторых, сейчас все курорты и крупные туристические центры описаны в литературе и растиражированы на фотографиях в интернете, поэтому сказать, что местность вам совсем незнакома, уже нельзя. Зафиксировав даже минимально похожие картинки, мозг вполне способен прикинуть если не подробную, то во всяком случае приблизительную карту местности. 

И, естественно, подсказать вам направление движения. Вот и все чудеса ориентирования.

В ТЕМУ

 

 
На большинстве часов, где используются римские цифры, четвертый час обозначен символом IIII вместо IV. Любопытно, что вменяемого ответа на вопрос, кто и зачем придумал эту неправильную четверку, не существует — авторство затерялось в веках. Есть довольно простое предположение, что дело в дизайне. С заменой IV на IIII в первой трети циферблата используется только цифра I, во второй только I и V, а в третьей только I и Х. Так циферблат выглядит понятнее.
 
 

Это подтверждается и историческими данными. Например, в римском письменном счете четверка изначально изображалась как четыре палочки. А девятка — как V с четырьмя палочками. Практика отнимать одну цифру слева для уменьшения числа появилась уже в позднеантичный период. Однако считается, что для малограмотных крестьян Средневековья (и не только для них, кстати) такая логика оказалась слишком сложной. Да и монахи не всегда могли объяснить, чем IV отличается от VI, если там одни и те же символы. Именно поэтому на часах, установленных на церквях и ратушах, в конце концов стали использовать такое вот максимально простое визуальное изображение четверки — IIII. Оттуда и пошла традиция.

Хотя, справедливости ради, в классической схеме и образованному человеку немудрено запутаться. Поскольку числа располагаются по кругу циферблата, VI оказывается перевернутой, и ее читать интуитивно неудобно, потому что легко перепутать с IV, которая тоже стоит вверх ногами. Сейчас мы уже так привыкли к упрощенному дизайну, что в большинстве случаев никакого противоречия просто не замечаем.

 

СБ

 
Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзен, Telegram и Viber!