Мозг, разум и поведение
Шрифт:
Два полушария — один мозг
Изучение специфических полушарных функций у больных с расщепленным мозгом позволяет кое-что узнать о роли каждого из полушарий в интактном мозге. Кроме того, проводятся экспериментальные исследования полушарных функций у здоровых людей. Как полагают, в экспериментах с тахистоскопом на здоровых испытуемых более быстрая реакция на сигналы, идущие от левой части зрительного поля, показывает, что правое полушарие лучше оснащено для переработки представленного материала, а более быстрая реакция на сигналы от правой части зрительного поля говорит о превосходстве левого полушария. Другой тест, которому часто подвергают здоровых испытуемых, — это бинауральный слуховой тест, когда в оба уха одновременно поступают различные слуховые раздражители, а испытуемых просят сообщить, что они слышат. Если более точное сообщение касается информации, поступившей в левое ухо, это считают признаком преобладания правого полушария в переработке
Результаты подобных исследований показывают, что левое полушарие, видимо, имеет некоторые преимущества при восприятии звуков речи, даже при предъявлении в перевернутой последовательности. Заключения о каких-либо преимуществах правого полушария менее определенны.
Однако надежность таких результатов вызывает сомнения: при повторном тестировании одного и того же испытуемого они не всегда получаются одинаковыми. Например, у людей с установленным ранее преимуществом правого уха при восприятии бинаурально предъявляемой речи спустя неделю может обнаружиться преимущество левого уха в таких же тестах.
Как можно объяснить подобную изменчивость? Джерри Леви, известный специалист в области полушарных функций, полагает, что «активация того или другого полушария зависит не от его реальных способностей или даже не от используемой им в данном случае стратегии переработки информации, а скорее от того, что, по его мнению, оно может сделать» (Levy, 1976). Иначе говоря, человек с неповрежденными связями между двумя полушариями при необходимости решить какую-то задачу выбирает определенную стратегию. Он может, например, сконцентрировать все внимание на звуках, поступающих в то или другое ухо, или избрать стратегию, опирающуюся на зрительные представления, а не просто на переработку вербальной информации. Например, чтобы запомнить пару слов «кабан-чемодан», можно несколько раз повторить их в уме (активация левого полушария), а можно мысленно представить себе свинью, несущую чемодан (активация правого полушария).
Два мозговых полушария действительно обладают специализированными функциями, но в интактном мозге они работают вместе, обусловливая поразительную приспособляемость человека и его необыкновенные способности к решению задач. В связи с особым интересом к функциям разных полушарий у некоторых нейробиологов возник вопрос, нет ли каких-то анатомических или физиологических различий между полушариями, которые позволяли бы объяснить их специализацию. До недавнего времени считалось, что два полушария анатомически идентичны. Однако исследования, проведенные в последние два десятилетия, показали, что это не совсем так.
Анатомия и физиология межполушарных различий
В 1968 году в результате детального посмертного исследования мозга у 100 человек Норман Гешвинд и Уолтер Левитски сообщили о заметных анатомических различиях между полушариями. В 65% случаев участок коры височной доли, перекрывающийся с зоной Вернике и называемый planum, был больше в левом полушарии и в 11% случаев — в правом полушарии. В 24% случаев различий между полушариями по этому признаку обнаружено не было. В последующие годы была изучена и измерена не одна сотня других препаратов мозга. Полученные данные в основном совпадают; приблизительно в 70% случаев planum temporale в левом полушарии крупнее (рис. 149). В других исследованиях был обнаружен еще ряд проявлений асимметрии, большая часть которых коррелирует с функциональной право- или леворукостью (табл. 8.3).
Таблица 8.3. Частота (в процентах) анатомических различий между полушариями среди праворуких и леворуких индивидуумов, а также людей, одинаково владеющих обеими руками (амбидекстров). (Corballis М. С. Human Laterality, Academic Press, 1983, p. 72.)
| Вид асимметрии | Праворукие | Леворукие и амбидекстры | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| да | нет | обратное соотношение | да | нет | обратное соотношение | |
| Сильвиева борозда выше справа (Galaburd, LeMay, Kemper, Geschwind, 1978) | 67 | 25 | 8 | 20 | 70 | 10 |
| Задний рог бокового желудочка длиннее слева (McRae, Branch, Milner, 1968) | 60 | 30 | 10 | 38 | 31 | 31 |
| Лобная доля шире справа (LeMay, 1977) | 61 | 20 | 19 | 40 | 33 | 27 |
| Затылочная доля шире слева (LeMay, 1977) | 66 | 24 | 10 | 36 | 48 | 26 |
| Лобная
| 66 | 20 | 14 | 35 | 30 | 35 |
| Затылочная доля выдается слева (LeMay, 1977) | 77 | 10,5 | 12,5 | 35 | 30 | 35 |
Подобная асимметрия может быть физической основой функциональных различий между двумя полушариями. Когда впервые появились данные о межполушарных различиях, некоторые ученые высказали предположение, что асимметрия в строении речевых зон может развиваться вследствие обучения языку. Однако такая же асимметрия свойственна и мозгу человеческого плода. Таким образом, анатомическое различие — скорее причина, нежели следствие. Еще одна асимметрия была обнаружена при ангиографии сонных артерий — рентгеновского исследования мозга после введения контрастного вещества в сонную артерию (Galaburda et al., 1978). Известно, что ход крупных сосудов мозга отражает анатомию окружающей ткани. Благодаря такому соответствию удалось установить, что сильвиева борозда (иногда ее называют латеральной бороздой) — глубокая щель в коре мозга, отделяющая височную долю от остальной коры, — в левом полушарии более длинная и более прямая, а в правом она сильнее изогнута вверх. Такая асимметрия выявилась и при изучении ископаемых черепов неандертальского человека; это позволяет предположить, что асимметрия полушарий, вероятно, составляет часть генетического наследия Homo sapiens.
Рис. 149. Анатомическая асимметрия полушарий мозга. Вверху: сильвиева борозда в правом полушарии отклоняется вверх под большим углом. Внизу: задняя часть planum temporale обычно гораздо больше в левом полушарии, связанном с речевыми функциями.
Данные о том, что асимметрия строения мозга у новорожденных детей отражает функциональные различия, получены при изучении вызванных потенциалов, возникающих при звуках человеческой речи у младенцев, которым едва исполнилась неделя. Этот метод позволяет измерять реакцию мозга на раздражители. Например, когда человек видит вспышку света, в зрительной области коры почти одновременно возбуждается большое число нейронов, что ведет к изменению мембранных потенциалов у миллионов нервных клеток. Величина этого вызванного потенциала нередко столь значительна, что ее могут зарегистрировать электроды, приложенные к коже головы. Поскольку электроды регистрируют также и случайную активность мозга, для точного измерения вызванного потенциала требуется неоднократное предъявление стимула, а также обработка полученных данных с помощью компьютера, усредняющего результаты и выдающего кривые наподобие изображенных на рис. 150 и 151.
Рис. 150. Вызванный потенциал отражает реакцию мозга на зрительные или слуховые стимулы. Компьютер усредняет отлеты на повторные стимулы, что позволяет выделить вызванную реакцию на фоне обычной электроэнцефалограммы. Усреднение 64 ответных реакций дает четкую картину.
Рис. 151. Реакция индивида на один и тот же раздражитель может быть разной. В каждой колонке представлены ответные реакции одного человека на четыре различных зрительных стимула.
Регистрация электрической активности мозга у младенцев при звуках человеческой речи показала, что у 9 из 10 детей амплитуда реакции в левом полушарии заметно больше, чем в правом. При неречевых звуках — шуме или музыкальных аккордах — у всех 10 младенцев амплитуда вызванных потенциалов была выше в правом полушарии (Molfese et al., 1975).
Таким образом, наш мозг и анатомически, и физиологически, по-видимому, от рождения подготовлен к переработке словесных сигналов. У большинства из нас частью мозга, которая запрограммирована для этой функции, является кора левого полушария. В отличие от большинства сенсорных и двигательных функций процесс становления речевой функции обладает значительной пластичностью. Например, при повреждении речевых областей коры левого полушария в ранний период жизни выполнение их функций берут на себя корковые зоны правого полушария.