Межполушарная функциональная асимметрия мозга

Ряд исследований показал, что имеются различия функций  полушарий мозга в цветоощущении: полушария головного мозга асимметричны в восприятии и обозначении цветов.

Правое обеспечивает словесное кодирование основных цветов с помощью простых высокочастотных названий (синий, красный). Здесь характерны минимальные латентные периоды названия и точное соответствие названий физическим характеристикам основных цветов. В целом правое полушарие ответственно за формирование жестких связей между предметом и цветом, цветом и словом, словом и сложным цветным образом предметного мира.

Левое полушарие  обеспечивает словесное кодирование  цветов с помощью относительно редких в языке, специальных и предметно  соотнесенных названий. При угнетении  левого полушария из лексикона исчезают такие названия цветов, как оранжевый, терракотовый, вишневый, цвет морской волны.

Современные исследования показали, что правильнее говорить о функциональной асимметрии полушарий, то есть о функциональной неравнозначности левого и правого полушарий в отношении различных функций. Выключая временно правое или левое полушарие с помощью наркотического вещества, введенного в сонную артерию, можно наблюдать, как изменяются различные функции, в частности, речевая, реализация которой ранее целиком осуществлялась за счет левого полушария. Итак, временное выключение правого полушария превращает человека на короткое время в «левополушарного» человека, наблюдение за которым позволяет оценить тот вклад, который вносит выключенное правое полушарие в речевую функцию. Оказалось, что «левополушарный» человек становится очень разговорчивым, причем речь его более сложная за счет употребления литературных оборотов, газетных штампов, что несвойственно для этого человека в естественном состоянии. Вместе с тем, «левополушарного» человека отличает невыразительная речь, без тех интонаций, которые обогащают ее и делают индивидуальной и неповторимой. Кроме того, при выключении правого полушария у человека затруднено различение мужских и женских голосов и других звуков, нарушается восприятие музыки. У такого человека нарушается образная память - человек не удивляется, увидев на рисунке лошадь с ушами спаниеля. Человек теряет остроту восприятия предметов и образов внешнего мира, в силу чего становится равнодушным к красоте пейзажа, живописных полотен и др. У «правополушарного» человека наблюдаются иные нарушения речевой функции, что проявляется, прежде всего, в расстройствах восприятия речи и произношения звуков. Кроме того, нарушается память на слова, но вместе с тем, обостряется зрительная память. Преобладает зрительное восприятие мира и образное мышление. Не нарушается образная память - человек правильно ориентируется во времени и пространстве. «Правополушарный» человек становится более чувствительным к музыкальной стороне речи - он тоньше воспринимает интонации речи и ее эмоциональную окраску. Его музыкальный слух улучшается, человек легче различает близкородственные музыкальные фразы, лучше узнает мелодии.

Анализ результатов наблюдения за «правополушарными» и «левополушарными» людьми позволяет сделать вывод о том, что такая важная функция как речевая, обеспечивается работой обоих полушарий, каждое из которых вносит свой вклад в реализацию этой функции. Так, если левое полушарие отвечает за чисто вербальную сторону речи, то есть за произношение, восприятие и воспроизведение слов, то правое полушарие обогащает нашу речь интонациями и эмоциями, придавая ей неповторимую индивидуальность. Обеспечивая вербальную составляющую нашей речи, левое полушарие отвечает за чисто человеческую способность к абстрактно-логическому мышлению. Правое полушарие обеспечивает образное восприятие реальности и является субстратом конкретно-чувственного мышления, характерного не только для человека, но и для животных. Безусловно, у человека по сравнению даже с высшими животными конкретно-чувственное мышление значительно богаче и сложнее по форме и содержанию. Правое полушарие называют «музическим» в силу того, что оно имеет непосредственное отношение к различным видам искусства и творчества. Функциональная асимметрия - одно из проявлений парной работы больших полушарий. При наличии такой асимметрии, как было показано на примере речевой функции, оба полушария работают как единое целое, что обеспечивается морфологическими связями между ними, так называемыми комиссурами.

В речемыслительной деятельности комплементарность проявляется  в том, что каждое полушарие формирует  свои принципы организации речи:

1. правое полушарие формирует целостность смыслового содержания, обеспечивает эмпирическое и образное (метафорическое) мышление, создает ассоциации на основе наглядно-чувственных представлений о предмете; левое полушарие обеспечивает теоретическое мышление, грамматическое оформление высказывания и характеристику свойств предметов.

2. формирование структуры лексикона человека происходит за счет суммации разных слоев лексики: правое полушарие опирается на образное отображение предметного мира, левое — на слова-концепты.

Таким образом, межполушарное взаимодействие служит основой осуществления высших психических функций. Нарушение этого взаимодействия у взрослых может приводить к формированию синдрома «расщепленного мозга», проявляющегося в нарушении сенсорных, речевых, двигательных и конструктивно-пространственных функций. Нарушения, произошедшие в раннем возрасте, могут быть частично скомпенсированы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функциональные асимметрии в филогенезе

 

 

Асимметрия функций полушарий  обнаруживается и у животных. Известный исследователь В. П. Бианки первым издал монографию, в которой систематизировал данные о млекопитающих, птицах и даже рыбах и насекомых. Различается два вида асимметрий:

- индивидуальная (когда доминирует  одно из полушарий каждой особи,  но у целого вида специализация  отсутствует),

- видовая (специфическая латерализация  доминирующего полушария наблюдается у всего вида).

В.Бианки говорит о существовании  последнего вида асимметрии у животных. К примеру, у кошек обнаружено доминирование правого или левого полушария по величине вызванных  потенциалов. У крыс при обучении выявлена определенная закономерность динамизма латерализации, подчиняющаяся правилу лево-правого смещения: при непрочном условном рефлексе доминировало правое полушарие, а после его упрочения -левое. При исследовании эмоций оказалось, что более эмоциональным, как правило, оказывалось правое полушарие, в то время как левое полушарие преимущественно осуществляло моторный контроль. Бианки сделал вывод, что функциональная асимметрия является « общей фундаментальной закономерностью деятельности мозга позвоночных»

Бианки был первым, кто попытался сравнить асимметрии мозга животных и человека. Им были отмечены общие черты:

- формирование к моменту рождения;

- дальнейшее развитие;

Ученым подчеркивается «принципиальное  совпадение данных, полученных при  исследовании полового диморфизма межполушарной асимметрии у людей и животных» мозг мужчин и самцов более асимметричен. Также было обнаружено сходство между принципами обработки информации у человека и животных.

Пытаясь понять причину асимметрии мозга, Бианки предположил, что  «латеральная специализация» возникла в процессе эволюции и никак не связана с трудовой деятельностью.

Данная теория предполагает, что умеренная степень латерализации представляет собой видоспецифическую норму, при этом допускается, что полигенная гомозиготность ведет к дестабилици развития, которая проявляется в значительном числе нарушения развития, включая шизофрению, аутизм, некоторые физические аномалии, в том числе крайние сдвиги в ту и другую сторону от видоспецифически предопределенной умеренной праворукости. Однако с этих позиций трудно объяснить, каким образом в антропогенезе возникли генетически детерминированные механизмы латерализации. В контексте простых генетических моделей этот вопрос решается легче, поскольку можно допустить изменение или появление одного-двух новых генов в эволюции.

Признано, что функциональная асимметрия мозга, как и левополушарное доминирование, — уникальная, специфическая особенность  мозга человека, возникшая в антропогенезе  в связи с появлением речи и  праворукости. Можно говорить о преобладании левого полушария и осуществлении им контроля двигательных функций у животных. Однако латеральный контроль двигательных функций у животных динамичен, и его латерализация может смещаться в зависимости от обслуживаемой функции. По некоторым предположениям склонность к преимущественному использованию правой руки возникла в первобытных популяциях, когда их члены еще не имели генетически обусловленного превосходства в использовании той или иной руки. Эволюционные события, определившие появление ведущей руки, произошли, по-видимому, уже после отделения человека как вида от его ближайшего родственника — шимпанзе.

 

 

 

 

 

 

Функциональная асимметрия в онтогенезе

 

 

В середине 60-х гг. психолог из Корнеллского университета Э. Леннеберг сделал вывод, что латерализация функций в мозгу развивается постепенно и завершается в период полового созревания. Дальнейшие исследования, проведенные на основе клинических данных о последствиях одностороннего повреждения мозга у детей от 2 до 10 лег, накопленных невропатологом Бассером, позволили Леннебергу выдвинуть предположение, что латерализация начинается в период овладения языком, но не завершается до наступления половой зрелости.

Существуют  данные, свидетельствующие о наличии  асимметрии в раннем периоде жизни, полученные при анатомическом исследовании мозга плодов и новорожденных. Ф. Варга-Кхадем с соавторами произвели измерения 2107 экземпляров мозга плодов и новорожденных в возрасте от 10 до 44 недель после зачатия. В 54% случаев они обнаружили более длинную височную плоскость слева, в 18% —справа. В 28% существенных различий в величине височной плоскости между двумя сторонами мозга не наблюдалось.

В пренатальном периоде развития плод часто меняет свое положение в матке вплоть до последних недель вынашивания; нервная система получает стимулы от механорецепторов внутреннего уха и поверхности тела несимметрично до тех пор, пока голова плода не зафиксируется в родовом канале. Однако уже в этот момент обнаруживается двусторонняя поведенческая асимметрия: большинство детей рождаются в левом переднезатылочном предлежании — феномен, возможно обусловленный асимметричным статистическим распределением поворотных тенденций плода и небольшой анатомической асимметрией родовых путей.

Сенсорные сигналы, достигающие мозга, резко меняются после рождения. Безусловно, важная двусторонняя асимметрия в стимуляции сенсорных органов обусловлена взаимоотношениями ребенка и матери с первых же дней жизни. Данные, полученные в различных культурах, говорят о том, что в манере матери держать ребенка наблюдается явная левосторонняя тенденция, т.е. младенец находится чаще слева от материнской груди, а его голова и туловище лежат на ее левой руке. Когда мать хочет успокоить дитя, она бессознательно прижимает его к левой стороне своей грудной клетки. В результате ребенок получает возможность слышать удары ее сердца, которые оказывают на него успокаивающее действие. У европейских матерей такой «левый уклон» отмечен в 65-70% случаев. Сходные отношения наблюдаются и в других культурах США. Таким образом, можно согласиться с гипотезой, согласно которой значительная часть ранней социальной жизни ребенка характеризуется неодинаковой стимуляцией левых и правых рецепторов положения головы в его вестибулярном аппарате и более выраженным воздействием слуховых и осязательных сигналов на левое, а не на правое полушарие мозга. Как бы то ни было, такое левостороннее положение приводит к асимметричной стимуляции мозга ребенка. Звуки голоса или другие значимые сигналы, исходящие от матери, включая ритмичное биение ее сердца, передаются главным образом в его левое полушарие.

В настоящее  время известны работы по определению  пренатальных признаков функциональной асимметрии, которыми являются предпочтение поворота головы плода, сосание большого пальца «ведущей» в будущем руки, контакт лица с ладонью ипсилатеральной руки. Описаны ранние постнатальные признаки латеральности, проявляющиеся в асимметрии коленных рефлексов, «позе фехтовальщика», хватательных рефлексов, пальмарного рефлекса, рефлекса Моро, начальных шагательных движений для того чтобы ответить на вопрос, меняется ли с возрастом латерализация, следует количественно оценить ее у лиц разных возрастных групп и сравнить степень асимметрии в каждой из них. Такой подход очень широко применялся в исследованиях с дихотическим прослушиванием. Эта методика позволяет латерализовать слуховую информацию.

Д. Кимура, сотрудница Монреальского неврологического института, впервые обратила внимание на то, что при определенных условиях испытуемые более точно идентифицировали слова, предъявляемые на правое, а не на левое ухо. Кимура применяла методику дихотического прослушивания, следуя которой испытуемые слушали два различных сообщения, подаваемых одновременно так, что каждое ухо воспринимало только одно сообщение. Стимулы, которыми пользовалась Кимура, состояли из пар однозначных чисел, например «два» и «девять». Числа каждой пары записывались на отдельные дорожки магнитной ленты; начало их произнесения совпадало. Испытуемые прослушивали через наушники пробы, состоящие из трех пар чисел, быстро следующих одна за другой. После каждой пробы их просили воспроизвести в любом порядке как можно больше чисел из шести предъявлявшихся. Кимура обнаружила, что больные с повреждением левой височной доли выполняют задание значительно хуже, чем имеющие повреждение правой височной доли мозга.

Однако  независимо от локализации повреждения  испытуемые обычно более точно воспроизводили числа, подававшиеся на правое ухо. Такое  же преимущество правого уха было обнаружено и у здоровых испытуемых.

Для объяснения своих данных Кимура привлекла результаты исследований на животных, указывающие на то, что контралатеральные проекции от уха к мозгу значительно преобладают над ипсилатеральными. Она предположила также, что при одновременном предъявлении на оба уха двух различных стимулов разница в мощности передачи информации увеличивается настолько, что передача по ипсилатеральному пути подавляется. Приняв эти предположения, можно объяснить доминирование правого уха.

В условиях дихотического предъявления приложенный  к левому уху стимул может достигнуть левого полушария одним из двух способов — через ипсилатеральный путь, передача по которому ослаблена, или через контралатеральные пути к правому полушарию и затем через межполушарные комиссуры. У стимула, приложенного к правому уху, путь проще: он достигает левого полушария по контралатеральному пути. Поскольку стимул поступает в левое полушарие в «лучшем» состоянии, чем его партнер, предъявлявшийся на левое ухо, возникает небольшое преимущество правого уха. Такова модель слуховой асимметрии, предложенная Кимурой. Итак, для того, чтобы разобраться в вопросе об изменениях латерадизации с возрастом, использовалась методика дихотического прослушивания. Данные, полученные в подобных исследованиях, не согласуются друг с другом. В обзорной статье П. Сатса с соавторами, посвященной развитию латерализации, авторы насчитали четыре работы с дихотическим прослушиванием, показывающие увеличение асимметрии в 12—14-летнем возрасте, и пять работ, демонстрирующих либо слабое уменьшение, либо отсутствие изменений асимметрии после 3—5-летнего возраста.