Занятие 4. Функциональная асимметрия мозга и её роль в реализации функций коры
Вопросы для самоподготовки.
1. Проблема межполушарной асимметрии.
2. Ведущее полушарие и его роль в обеспечении сенсорных и двигательных функций.
3. Межполушарные взаимодействия.
4. Особенности восприятия информации людьми с различными ведущими сенсорными каналами.
5. Доминирующий фактор и его определение
6. Латеральные профили коры больших полушарий
Базовая информация.
Взаимоотношение полушарий большого мозга определяется как функция, обеспечивающая специализацию полушарий, облегчение выполнения регуляторных процессов, повышение надежности управления деятельностью органов, систем органов и организма в целом.
Роль взаимоотношений полушарий большого мозга наиболее четко проявляется при анализе функциональной межполушарной асимметрии. Асимметрия в функциях полушарий впервые была обнаружена в XIX в., когда обратили внимание на различные последствия повреждения левой и правой половины мозга. В 1836 г. французский врач Марк Дакс сообщил о результатах наблюдения за людьми страдающими потерей речи – состояния, известного специалистам под названием афазии. Дакс заметил связь между потерей речи и поврежденной стороной мозга, во всех случаях имелись признаки повреждения левого полушария и ни одного случая афазии при повреждении только правого полушария. Суммировав эти наблюдения, Дакс сделал следующее заключение: каждая половина мозга контролирует свои, специфические функции; речь контролируется левым полушарием. Его доклад не имел успеха.
Позже, другой исследователь мозга – Брока при посмертном исследовании мозга больных, страдавших потерей речи и односторонним параличом, отчетливо выявил в обоих случаях очаги повреждения, захватившие части левой лобной доли. С тех пор эта зона стала известна как зона Брока; она была им определена, как область в задних отделах нижней лобной извилины. Проанализировав связь между предпочтением одной из двух рук и речью, он предположил, что речь, большая ловкость в движениях правой руки связаны с превосходством левого полушария у праворуких. Через 10 лет после публикации наблюдений Брока концепция, известная теперь как концепция доминантности полушарий, стала основной точкой зрения на взаимоотношения двух полушарий мозга.
К 1870 г. и другие исследователи стали понимать, что многие типы расстройств речи могут быть вызваны повреждением левого полушария. К. Вернике нашел, что больные при повреждении задней части височной доли левого полушария часто испытывали затруднения уже в понимании речи. У некоторых больных при повреждении левого, обнаруживались затруднения при чтении и письме. Совокупность этих данных стала основой представления о взаимоотношении двух полушарий. Одно полушарие (у праворуких обычно левое) рассматривалось как ведущее для речи и других высших психических функций, другое (правое), или «второстепенное», считали находящимся под контролем «доминантного» левого.
Концепция доминантности полушарий, согласно которой во всех гностических и интеллектуальных функциях ведущим у «правшей» является левое полушарие, а правое оказывается «глухим и немым», просуществовала почти столетие. Однако, постепенно накапливались свидетельства того, что представление о правом полушарии как о второстепенном, зависимом, не соответствует действительности.
Если повреждение левого полушария приводило, как правило, к низким показателям по тестам на вербальные способности, то при повреждении правого полушария обычно плохо выполнялись невербальные тесты, включающие манипуляции с геометрическими фигурами, сборку головоломок, восполнение недостающих частей рисунков или фигур и другие задачи, связанные с оценкой формы, расстояния и пространственных отношений. Было обнаружено, что повреждение правого полушария часто сопровождалось глубокими нарушениями ориентации и сознания. С повреждением правого полушария были связаны также определенные виды агнозий, т.е. нарушений в узнавании или восприятии знакомой информации, восприятии глубины и пространственных взаимоотношений. Одной из самых интересных форм агнозии является агнозия на лица. Человек с такой агнозией не способен узнать знакомого лица, а иногда вообще не может отличать людей друг от друга. Узнавание других ситуаций и объектов может быть при этом не нарушено. Кроме того, в клинических сообщениях содержались данные о том, что повреждение правой половины мозга может привести к утрате музыкальных способностей, не затронув речевых. Это расстройство, называемое амузией, чаще всего отмечалось у профессиональных музыкантов, перенесших инсульт или другие повреждения мозга.
К концу в XX века в результате применения различных методических подходов, особенно при исследовании больных с расщепленным мозгом (перерезка мозолистого тела), стало ясно, что правое полушарие обладает собственными высшими гностическими функциями. Возникла концепция частичного доминирования полушарий (Сперри Р., 1981).
Выявленная первой речевая асимметрия полушарий мозга предопределила представление об эквипотенциальности (равнозначности) полушарий большого мозга детей до появления речи. Считается, что дальнейшая асимметрия формируется при созревании мозолистого тела и в решающей мере определяется функциональным уровнем переработки информации. То есть, решающее значение придается не характеру стимула, а особенностям гностической задачи, стоящей перед наблюдателем. Принято считать, что правое полушарие специализировано в переработке информации на образном функциональном уровне, а левое – на категориальном функциональном уровне. Другими словами полушария отличаются не тем, с какой информацией они работают, а тем, каким способом они обрабатывают одну и ту же информацию. Левое полушарие обрабатывает информацию, последовательно кодируя, сопоставляя детали; правое воспринимает и обрабатывает объект как целостную единицу. Разницу можно представить таким образом: две фотографии можно сравнить двумя способами: наложить одну на другую или сравнивать отдельные детали по словесному описанию. Первый случай, способ действия правого, второй – левого полушария.
Следовательно, правое полушарие работает в аналоговом режиме, сравнивает объекты параллельно по многим параметрам, поэтому и скорость его работы по распознаванию велика и в процессе мыслительной деятельности оно обладает большой помехоустойчивостью. Однако, знание, полученное правым полушарием, индивидуально и чтобы передать это знание, его нужно систематизировать, преобразовать, перекодировать в речь или письмо. Это под силу только левому полушарию. (Надо полагать, студент, не понимающий смысла изучаемого материала, вероятнее всего имеет проблемы с правым полушарием, а понимающий, но не способный рассказать что понял – с левым).
При оценке межполушарных взаимодействий выделяют психическую, сенсорную и моторную межполушарные функциональные асимметрии мозга.
В сфере психических функций было показано, что словесный информационный канал контролируется левым полушарием, а несловесный канал (интонация) – правым. Абстрактное мышление и сознание связаны, преимущественно, с левым полушарием. При выработке условного рефлекса в начальной фазе доминирует правое полушарие, а во время упрочения рефлекса – левое. Правое полушарие осуществляет обработку информации одновременно, синтетически, по принципу дедукции, при этом лучше воспринимаются пространственные и относительные признаки предметов. Левое полушарие производит обработку информации последовательно, аналитически, по принципу индукции, лучше воспринимает абсолютные признаки предметов и временные отношения. В эмоциональной сфере правое полушарие обусловливает преимущественно более древние, отрицательные эмоции, контролирует проявления сильных эмоций, в целом оно более «эмоционально». Левое полушарие обусловливает в основном положительные эмоции, контролирует проявление более слабых эмоций.
В сенсорной сфере роль правого и левого полушарий лучше всего проявляется при зрительном восприятии. Правое полушарие воспринимает зрительный образ целостно, сразу во всех подробностях, легче решает задачу различения предметов и опознания бессмысленных предметов, которые трудно описать словами, создает предпосылки конкретно-чувственного мышления. Левое полушарие оценивает зрительный образ расчлененно, аналитически, при этом каждый признак (форма, величина и др.) анализируется отдельно, легче опознаются знакомые предметы и решаются задачи сходства предметов; зрительные образы лишены конкретных подробностей и имеют высокую степень абстракции; создаются предпосылки логического мышления.
Моторная асимметрия связана с тем, что мышцы конечностей и туловища одной стороны тела контролируются моторной корой противоположного полушария (мышцы лица контролируются обоими полушариями).
Функциональная асимметрия больших полушарий, обеспечивая новый, более высокий уровень регуляции сложных функций мозга, вместе с тем повышает требования к совмещению деятельности двух полушарий. Парность в деятельности больших полушарий обеспечивается наличием комиссуральной системы – мозолистого тела, передней, задней, гиппокампальной и хабенулярной комиссур, межбугрового сращения, которые анатомически соединяют два полушария головного мозга. Результаты, свидетельствующие о переносе возбуждения из одного полушария в другое, получены преимущественно с использованием электрофизиологических методик и метода условных рефлексов.
Основные факты, полученные с помощью электрофизиологических методик, показали, что возбуждение из участка раздражения одного полушария передается через комиссуральную систему не только в симметричный участок другого полушария, но также и в несимметричные участки коры (например, из зрительной коры одного полушария в моторную кору противоположного полушария). Морфологические исследования также показали, что, кроме поперечных волокон мозолистого тела, связывающих симметричные участки коры, есть продольные и вертикальные волокна, связывающие несимметричные корковые поля.
Использование метода условных рефлексов показало, что если рефлекс вырабатывается, например, на тактильное раздражение кожи одной стороны тела, то он легко воспроизводится при таком же раздражении симметричных участков кожи другой стороны тела, т.е. в процессе выработки рефлекса происходит «перенос» временной связи в другое полушарие. Предварительная перерезка мозолистого тела прекращала (или сильно затрудняла) «перенос» условного рефлекса. Вместе с тем с помощью метода условных рефлексов было показано, что перерезка всех комиссур больших полушарий полностью не исключает возможности межполушарного взаимодействия при выработке временной связи. Эти результаты свидетельствуют о том, что элементарные формы взаимодействия двух полушарий могут осуществляться через подкорковые и стволовые структуры.
Таким образом, в случаях латерального предъявления информации можно выделить три способа межполушарных взаимодействий, проявляющихся в процессах опознания.
· Параллельная деятельность. Каждое полушарие перерабатывает информацию с использованием присущих ему механизмов.
· Избирательная деятельность. Информация перерабатывается в «компетентном» полушарии.
· Совместная деятельность. Оба полушария участвуют в переработке информации, последовательно играя ведущую роль на тех или иных этапах этого процесса.