Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация

Голдберг Элхонон

Изучение пациентов с повреждениями мозга позволяет предположить, что кортикальная топография языка определённо распределена. Нарушение наименования является обычно не глобальным, а частичным. Потеря предметных слов (или «аномия на существительные») вызывается повреждением части височной доли, смежной со зрительной затылочной долей. В этих случаях слова действия относительно сохранны. В противоположность этому, потеря слов действия (или «аномия на глаголы») вызывается повреждением лобной доли, прямо перед моторной корой. Это позволяет предположить, что корковое представление объектных слов тесно связано с корковым представлением самих объектов и что корковое представление слов действия тесно связано с корковым представлением самих действий 41 .

В пользу этого

заключения свидетельствуют новейшие исследования здоровых испытуемых с использованием методов функциональной нейровизуализации. Алекс Мартин и его коллеги из Национального института психического здоровья рассмотрели большое число таких исследований и пришли к выводу, что как корковое представление предметов, так и корковое представление словесных значений, обозначающих предметы, являются в высшей степени распределёнными 42 . Различные компоненты этих лексических представлений локализованы близко к сенсорным и моторным зонам, которые участвовали в получении информации о соответствующих предметах. Например, именование животных активизировало левые затылочные зоны, тогда как именование инструментов активизировало левые премоторные области, ответственные за движения правой руки 43 . Это изображено на рисунке 5.4.

a) ЖИВОТНЫЕ

b) ИНСТРУМЕНТЫ

Рис 5.4. Распределённое корковое представление языка. Корковое представление значений слов, обозначающих предметы, является в высшей степени рассредоточенным. Различные свойства этих представлений хранятся близко к тем сенсорным и моторным зонам, которые участвовали в получении информации об этих предметах:

a — зона усиленного кровотока, когда испытуемые называют рисунки животных, по сравнению с называнием инструментов;

b — зона усиленного кровотока, когда испытуемые называют рисунки инструментов, по сравнению с называнием рисунков животных.

(Адаптировано из: Martin A. et al. Neural correlates of category-specific knowledge // Nature. 1996. Vol. 379, № 6566. P. 649-652.)

И опять возникает явно не модулярная, а распределённая и непрерывная картина корковой функциональной организации, соответствующая градиентной модели. Знание значения слова не хранится в мозге в виде отдельного, компактного модуля. Различные аспекты значения слова распределены в тесной связи с теми аспектами физической реальности, которые они обозначают.

Парадоксально, но многие открытия, на которые обычно ссылаются сторонники модулярности, более естественно вписываются в градиентную теорию коры. Вследствие повреждения мозга с большей вероятностью может быть утрачена способность именовать живые существа, чем способность именовать неживые предметы 44 . Из всех фактов, упоминавшихся в пользу модулярного взгляда на мозг, этот является одним из наиболее хорошо установленных. Но простой здравый смысл позволяет предположить другое объяснение.

Большая часть неживых предметов, с которыми мы контактируем, сделана человеком. Сделанные человеком предметы созданы с определённой целью; мы делаем нечто с их помощью. В большинстве случаев из этого следует, что умственные представления неживых предметов имеют дополнительный аспект: представление действий, связанных с этими предметами. Этот аспект большей частью отсутствует в умственных представлениях живых существ. В результате, умственные представления неживых предметов распределены более широко, вовлекают больше частей мозга и поэтому менее подвержены влиянию повреждения мозга.

Подобно умственным представлениям самого физического мира,

умственное представление языка, обозначающего физический мир, является распределённым. Тесное взаимоотношение, тесный параллелизм существует между этими двумя нейронными репрезентациями. Они, видимо, являются парными, одно приложено к другому. Это имеет как эволюционный, так и (прошу прошения за телеологический порыв) эстетический смысл. Нейронная организация является и экономной, и элегантной.

6. Дирижёр: более детальный взгляд на лобные доли

Новизна и лобные доли

Репертуар каждого оркестра или труппы состоит из произведений, которые составляют его основу на протяжении многих лет, а также из относительно новых добавлений. Подобным же образом, продукты, произведенные компанией, состоят из старых линий продуктов и относительно новых. Какие произведения (или продукты) требуют более пристального, непрекращающегося внимания дирижёра/директора (или главного управляющего)? Здравый смысл подсказывает, что чем менее отлажена и отрепетирована деятельность, тем менее вероятно, что она будут успешно выполняться «на автопилоте». Поэтому менее отрепетированные, более новые виды деятельности требуют более строгого управления со стороны лидера.

Эксперименты по функциональной нейровизуализации Райкла и его коллег очень ярко и выразительно раскрывают отношение между лобными долями и новизной 1 . Эти исследователи использовали позитронно-эмиссионную томографию (PET) для изучения отношения между уровнями локального мозгового кровотока и новизной задачи. Когда задача (назвать глагол, подходящий к визуально предъявленному существительному) была дана впервые, кровоток в лобных долях достиг высшего уровня. По мере знакомства испытуемых с задачей участие лобных долей почти сходило на нет. Когда предъявлялась новая задача, имеющая в целом сходство с первой, но не тождественная ей, кровоток в лобных долях несколько усиливался, но не вполне достигал своего начального уровня (рис. 6.1). Такое впечатление, что имеется строгое соотношение между новизной задачи и уровнем кровотока в лобных долях: он является самым высоким, когда задача является новой, самым низким, когда задача знакома, и промежуточным, когда задача является частично новой. В той степени, в какой уровни кровотока коррелируют с нейронной активностью (в чем убеждено большинство ученых), эти эксперименты предоставляют строгое и прямое свидетельство роли лобных долей в работе с когнитивной новизной.

а) НАИВНЫЕ b) ТРЕНИРОВАННЫЕ с) НОВАЯ ЗАДАЧА

Рис. 6.1. Лобные доли и новизна: а — префронтальная кора активна, когда когнитивная задача является новой; b — лобная активация снижается по мере знакомства с задачей; с — префронтальная кора снова частично активируется, если предъявляется несколько отличная задача, подобная первой, но не идентичная ей. (Адаптировано из: Raichle. M. Е. et al. Practice-related changes in human brain functional anatomy during nonmotor learning // Cereb. Cortex. 1994. Vol. 4, № 1. P. 8-26.)