Функциональная межполушарная асимметрия

Головной мозг имеет два полушария, однако,  это не простое дублирование функций, как, например, в почках или легких. Оказалось, что полушария, выполняя одинаковые функции – прием информации, ее обработка и команда на периферию – делают это по-разному. Это явление получило название функциональной межполушарной асимметрии. Изучение функциональной асимметрии больших полушарий головного мозга началось в середине 19 века на пациентах с очаговыми поражениями головного мозга, обусловленными кровоизлияниями и черепно-мозговыми травмами. Было  установлено, что повреждение коры левого полушария в 85% случаев ведет к  нарушению речи (это впервые установил Брока); поражение правого полушария не приводило к нарушению речи. Дальнейшие исследования проводились на больных, которым по жизненным показаниям было проведено расщепление мозга – рассекалось мозолистое тело для ограничения распространения возбуждения. Таким больным можно было предъявлять вербальные раздражители (слова, формулы) или картинки в правое или левое полушарие. Понятно, что таких больных немного, поэтому были разработаны методы, позволяющие исследовать особенности функционирования полушарий на целом мозге. В экспериментах использованы, например, однополушарный наркоз, который позволяет на время выключить одно из полушарий, или предъявление зрительного стимула справа или слева. Это позволяет отправить информацию в правое или левое полушарие. Дело в том, что часть волокон зрительного нерва, идущая от наружного сегмента сетчатки не перекрещивается, и остается в своем полушарии, а другая часть волокон, идущая от внутреннего сегмента, уходит в противоположное полушарие (рисунок 20). Использование таких методов позволило исследователям продемонстрировать значительные различия в функционировании полушарий.

Рисунок  20. Возможность направления зрительного стимула

в правое или левое полушарие мозга.

Было обнаружено, что левое полушарие участвует в основном в аналитических процессах, оно – база для логического мышления. Левое полушарие обеспечивает речевую деятельность: понимание речи,  ее построение,  работу со словесными символами. Обработка входных сигналов обеспечивается в левом полушарии последовательно. Поэтому левое полушарие называют абстрактно-логическим.

Правое полушарие обеспечивает конкретно-образное мышление, выделяет из всего потока речевой информации его невербальную компоненту (интонация, тембр, громкость, эмоциональная окраска голоса). Поступающая в правое полушарие информация обрабатывается одномоментно и целостным способом. Поэтому правое полушарие называют конкретно-чувственным.

Характеристика полушарий

Предложена классификация функциональных асимметрий в соответствии с сенсорными и моторными функциями полушарий.

Асимметрия двигательной активности рук, ног, лица, правой и левой половины тела обозначается как моторная асимметрия.

Например, у правшей левая рука более вынослива, чем правая к статичному усилию; мышцы левой части лица сильнее правой, в результате левая половина  лица кажется более мужественной. Ранее предполагали, что в основе моторной асимметрии лежит анатомическая асимметрия моторных зон коры головного мозга, однако сейчас данное утверждение опровергается. Развитие моторной асимметрии детерминировано деятельностью периферии в ранние периоды онтогенеза, что ведет к микроструктурным перестройкам на уровне коры головного мозга. Моторная асимметрия появляется и нарастает в детские годы, достигает  максимального развития к зрелому возрасту, а в позднем возрасте нивелируется. Если в раннем детстве начать переучивать левшу, то у него остается характерная сенсорная и психическая асимметрия, отличная от правшей. Моторная асимметрия является неустойчивой и может изменяться  в период адаптации.

Асимметрия восприятия объектов обозначается как сенсорная асимметрия.

Сенсорная асимметрия является более четкой и постоянной характеристикой деятельности центральных систем. Этот вид асимметрии сохраняется и закрепляется в течение всей жизни. Различают асимметрию органов зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания. Информация, воспринимаемая сенсорными системами, поступает в правое и левое полушарие, причем в ведущее быстрее, а ее обработка и хранение происходит в полушарии, адаптированном к данному виду информации.  В опытах по изучению асимметрии осязания установлено, что болевой порог   выше на ведущей руке, а температурная чувствительность – у не ведущей  руки. Была обнаружена тактильная асимметрия.

 Наиболее выражена асимметрия функционирования органов зрения и слуха.  Известно, что ведущий глаз первый ловит предмет, поэтому быстрее происходит его аккомодация. Объект ведущим глазом воспринимается как  больший и контрастный. Однако более устойчивым видом сенсорной асимметрии считается слуховая асимметрия, так как зрительная асимметрия нивелируется после 30-35 лет, а слуховая – после 40-50 лет жизни.

Распределении высших нервных функций между полушариями (мышление, сознание, эмоции, восприятие пространства и времени, речь) – определяется  как психическая асимметрия. Известно, что в формировании отрицательных эмоций принимает участие правое полушарие: состояние отрицательного эмоционального напряжения проявляется активацией теменно-височной области правого полушария.

Физиология изучает преимущественно сенсорную и моторную асимметрию, поэтому определение профиля личности с целью оценки преобладания активности  правого или левого полушария фактически обозначает определение сенсомоторной функциональной асимметрии. Необходимо сразу же отметить, что сенсорная и моторная асимметрия совсем не обязательно совпадают. Человек может обладать правополушарным или смешанным сенсорным профилем и левополушарным моторным.  Тем не менее, попробуем дать общую характеристику людям с преобладанием правополушарных или левополушарных функций. Впервые такую характеристику дал И.П. Павлов, который выделил исключительно человеческий типы на основании преобладания первой или второй (речевой) сигнальных систем. Если по типам ВНД гениальное исследование Павлова подтверждается пока слабо, прямых корреляций между электрофизиологическими характеристиками нейронов и поведением не найдено (эти корреляции, скорее всего, и не будут найдены, потому что поведение – это сложное взаимодействие всех структур ЦНС), то его предвидение – выделение художников и мыслителей нашло блестящее подтверждение в процессе исследования функциональной межполушарной асимметрии.

"Мыслительный" тип по классификации И.П. Павлова, с преобладанием  второй сигнальной системы.

       1. Имеет большой словарный запас и активно им пользуется.

       2. Ему присуща двигательная активность.

       3. Тяготеет к теории, умеет прогнозировать события.

"Художественный" тип с преобладанием первой    сигнальной системы

       1. Неразговорчив.

       2. Медлителен

       3. Предпочитает конкретные виды деятельности.

       4. Способен тонко чувствовать и переживать.

       5. Склонен  к созерцательности.

По современным представлениям человек с превалированием левополушарных функций тяготеет к теории, имеет большой словарный запас и активно им пользуется, ему присуща двигательная активность, целеустремленность, способность прогнозировать события. «Правополушарный» - тяготеет к конкретным видам деятельности, медлителен, неразговорчив, но наделен способностью тонко чувствовать и переживать, склонен к созерцательности и воспоминаниям.

Исследование функциональной асимметрии мозга у детей показало, что первоначальная обработка речевых сигналов осуществляется обоими полушариями и доминантность левого формируется позже. Если у ребенка, научившегося говорить, возникает поражение речевой зоны левого полушария, то у него наступает афазия. Примерно через год речь восстанавливается, при этом центр речи перемещается в правое полушарие. Такая передача функций левого полушария правому возможна лишь до 10 лет.

Обратите внимание на лекцию "10. Частотные свойства импульсных систем".

Существуют принципиально различные точки зрения на причины межполушарной асимметрии. Приверженцы первой считают, что межполушарная асимметрия характерна исключительно для человека, а в ее основе лежат движения ведущей руки и развитие речи. Вторая точка зрения основывается на экспериментально доказанном существовании межполушарной асимметрии у животных. Поэтому межполушарная асимметрия рассматривается как общее свойство мозга. Возникновение центра речи именно в левом полушарии исходно связано с его способностью функционировать аналитически и оценивать внешний мир не в виде общей картины, а отдельными фрагментами. Таким фрагментом может стать звук и слово. Доказательством в пользу этой точки зрения является наличие асимметрии между правой и левой частями гипоталамуса и продолговатого мозга. Приведем лишь один пример, свидетельствующий о генетической, а не связанной с воспитанием межполушарной асимметрии.

Ученые японского Национального Центра неврологии и психиатрии провели магниторезонансное исследование активности участков головного мозга, задействованных в восприятии музыки. Во время эксперимента 28 человек, среди которых были профессиональные музыканты, слушали запись "Итальянского концерта" Баха. У всех участников приборы отметили возбуждение участков мозга, расположенных в височной доле. Но у музыкантов активность отмечалась в левой височной доле,  а у обычных слушателей - в правой. Магниторезонансное сканирование безошибочно отделило профессионалов от дилетантов.

Давно установлено, что в левой височной доле находится речевой центр мозга, отвечающий за вербальное поведение. Новейшее исследование показывает, что у профессиональных музыкантов область обработки музыкальной информации совпадает, по крайней мере частично, с речевым участком мозга. Это может означать, что для такого человека любая мелодия звучит как "речь", состоящая из значимых элементов и обладающая собственным смыслом. Аналитическое восприятие отличает музыкантов от простых смертных, которые воспринимают музыку на уровне эмоций. Профессионал, таким образом, не может "просто слушать" музыку и "наслаждаться звуками", так же, как обычный человек не может "просто читать" книгу, "наслаждаясь буквами". Так что "язык музыки", "музыкальный текст" - не метафоры, а безошибочные термины, отражающие специфику мышления музыкантов и композиторов.

Еще очень мало известно о причинах, которые привели к межполушарной асимметрии и специализации полушарий. Найдены анатомические отличия, но они настолько незначительны, что не могут объяснить той огромной разницы в методах обработки информации правым и левым полушарием. Пожалуй, на сегодня единственным убедительным основанием межполушарной асимметрии является обнаруженная у животных асимметрия в распределении медиаторов и биологически активных веществ.

Например, в левом бледном шаре, серотонина вырабатывается больше, чем в правом, а дофамина образуется больше в правой миндалине и левом полосатом теле, чем  в противоположных одноименных структурах. Вещества, которые характеризуются центральным активирующим эффектом, распределены в головном мозге так же асимметрично. У крыс норадреналина в миндалине и  черной субстанции может быть больше в правом или левом полушарии, что проявляется в индивидуальных особенностях поведения животных. Дофамина у крыс значительно больше вырабатывается в левом полушарии, D-рецепторов больше в том же полушарии. Уже у черепах, животных, стоящих очень низко в эволюционном ряду, обнаружена асимметрия в распределении опиатных рецепторов.

Не обнаружено никакой зависимости между уровнем способностей в целом, (не имеет значения мыслительных или художественных) и право- или левополушарностью. Установлено, что профиль асимметрии определяет только зону интересов. Успешность в любой деятельности, как оказалось, определяется той скоростью, с которой полушария обмениваются информацией.