Говорят что глаза — зеркало души. Однако новое исследование предполагает, что они еще и окно в мозг.
Наши зрачки реагируют не только на свет. В них отмечается возбуждение, интерес или умственное истощение. По расширенным зрачкам ФБР даже определяет ложь и обман. Исследования в нашей лаборатории Технологического института Джорджии показывают, что исходный размер зрачка тесно связан с индивидуальными различиями в интеллекте. Чем больше зрачки, тем выше интеллект, который можно измерить тестами на логику, внимание и память. В ходе трех исследований мы даже обнаружили, что исходный размер зрачка у людей, набравших в когнитивных тестах больше всех баллов, и теми, кто набрал меньше всех, отличается настолько, что это заметно невооруженным глазом.
Эту удивительную взаимосвязь мы впервые обнаружили, изучая различия в количестве затраченных умственных усилий при выполнении задач на запоминание. Как показатель усилий мы использовали расширение зрачков, — этот метод в 1960-х и 1970-х годах популяризировал психолог Даниел Канеман (Daniel Kahneman). Когда мы только обнаружили взаимосвязь между исходным размером зрачка и интеллектом, мы усомнились в ее достоверности — и выводах.
Заинтригованные, мы провели ряд масштабных исследований с участием более 500 человек в возрасте от 18 до 35 лет из Атланты. Мы измерили размер зрачка участников благодаря датчику движения глаз, который фиксирует отражение света от зрачка и роговицы с помощью мощной камеры и компьютера. Мы измерили состояние их зрачков в состоянии покоя, пока они смотрели на пустой экран в течение четырех минут. Все это время датчик снимал показания. Затем мы рассчитали средний размер зрачка каждого участника.
Внесем ясность: под размером зрачка мы понимаем диаметр черного круглого отверстия в центре глаза, который обычно составляет от двух до восьми миллиметров. Зрачок окружен яркой областью — радужной оболочкой, — которая отвечает за размер зрачка. Кроме того, зрачки сужаются от яркого света, поэтому мы притушили свет в лаборатории для всех подопытных.
В одном из тестов на контроль внимания от участников требовалось не смотреть на жирную мигающую звездочку на одной стороне экрана и сосредоточиться на противоположной его половине, чтобы не пропустить загорающуюся там букву. Буква появлялась лишь на секунду, и ее можно было упустить, даже на миг отведя глаза на мигающую звездочку. Люди запрограммированы реагировать на объекты в периферийном зрении, — когда-то это умение позволяло заметить хищника или жертву, — но конкретно в этом задании надо было оторваться от мигающей звездочки и не пропустить букву.
Мы обнаружили, что более крупный размер зрачка коррелирует с более подвижным интеллектом, контролем внимания и, в меньшей степени, объемом рабочей памяти, — это указывает на увлекательную взаимосвязь между мозгом и глазом. Любопытно, что размер зрачка отрицательно коррелирует с возрастом: у участников постарше зрачки как правило меньше и сильнее сужены. Однако связь между размером зрачка и когнитивными способностями сохранилась даже после калибровки по возрасту.
Но откуда берется взаимосвязь между зрачком и интеллектом? Чтобы ответить на этот вопрос, надо разобраться в том, что происходит в мозгу. Размер зрачка связан с активностью голубого пятна — это расположенное в верхней части ствола ядро имеет далеко идущие нервные связи с остальной частью мозга. Голубое пятно высвобождает норэпинефрин, — он действует в мозгу и теле как гормональный нейропередатчик и регулирует такие процессы, как восприятие, внимание, обучение и память. Еще он поддерживает здоровую организацию мозговой деятельности, чтобы удаленные друг от друга области мозга могли работать вместе при выполнении сложных задач. Дисфункция голубого пятна — и, как следствие, нарушение организованной мозговой деятельности — связаны с рядом заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и синдром дефицита внимания с гиперактивностью. Эта организация деятельности настолько важна, что мозг тратит основную часть энергии на ее поддержание, даже когда мы вообще ничего не делаем, например смотрим несколько минут в пустой экран компьютера.
По одной из гипотез, у людей с большими зрачками в состоянии покоя активность голубого пятна лучше регулируется, и это улучшает их когнитивные способности и работу мозга в состоянии покоя. Чтобы изучить эту возможность и определить, почему большие зрачки связаны с более подвижным интеллектом и контролем внимания, необходимы дополнительные исследования. Но очевидно, что там происходят более глубокие процессы, не бросающиеся в глаза.
Джейсон Цукахара — аспирант факультета когнитивистики и изучения мозга Технологического института Джорджии, сотрудник лаборатории внимания и рабочей памяти.
Александр Бургойн — доктор когнитивной нейробиологии в Университете штата Мичиган, научный сотрудник лаборатории внимания и рабочей памяти Технологического института Джорджии
Рэндалл Энгл — профессор Технологического института Джорджии и член Национальной академии наук