Проблема межполушарной асимметрии мозга и межполушарного взаимодействия
Проблема межполушарной асимметрии мозга и межполушарного взаимодействия - одна из наиболее актуальных проблем естествознания. Данная проблема разрабатывается разными дисциплинами: нейропсихологией, нейроанатомией, нейробиологией, нейрофизиологией. Локальные поражения мозга как модель для изучения проблемы межполушарной асимметрии и межполушарного взаимодействия представляют собой уникальную возможность исследования данной проблемы на человеке.
Одним из основных принципов функционирования полушарий большого мозга является асимметрия. Первые представления о функциональной роли межполушарной асимметрии возникли лишь тогда, когда удалось установить локализацию нервных центров речи (моторного - центра Брока и сенсорного центра Вернике в левом полушарии). Как показывают результаты изучения расщепленного мозга, левое полушарие в основном ответственно за язык и речь, а правое управляет навыками, связанными со зрительным и пространственным опытом. В других исследованиях выявляются тонкие различия в способах переработки информации двумя полушариями. Как полагают, левое полушарие осуществляет ее переработку аналитически и .последовательно, а правое - одновременное целостно. Каждое полушарие, видимо, имеет свои слабые и сильные стороны и каждое вносит свой вклад в мышление и сознание. Процесс формирования межполушарной организации психических процессов, специфического вклада каждого полушария в осуществление психической деятельности имеет названиелатерализация функций.
Функциональная специализация полушарий медленно формируется в онтогенезе до 14—16 лет, достигает выраженности к зрелому возрасту (40-бОлет) и постепенно нивелируется к старости (после 60 лет). У детей до 12 лет поражения левого полушария мозга не сопровождаются характерными нарушениями речевых функций (как у взрослых), так как не произошло разделения на доминантное и субдоминантное полушария.
Процесс латерализации в онтогенезе идет нелинейно, с чередованием доминирования правого и левого полушарий, с постепенным переходом от дублирования функций к их полушарной специализации.
Два мозговых полушария обладают специализированными функциями, но в интактном мозге они работают вместе, обусловливая поразительную приспособляемость человека и его необыкновенные способности к решению задач. Человек с неповрежденными связями между двумя полушариями при необходимости решить какую-либо задачу выбирает определенную стратегию. Он может, например, сконцентрировать свое 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).
В связи с особым интересом к функциям разных полушарий возникал вопрос, нет ли каких-то анатомических или физиологических различий между полушариями, которые позволяли объяснить их специализацию. До недавнего времени считалось, что два полушария идентичны. Однако исследования, проведенные в последние два десятилетия, показали, что это не совсем так.
В настоящее время получено большое количество данных о неравнозначности левого и правого полушарий головного мозга. К ним относятся анатомические, физиологические данные, материалы наблюдений за больными, имеющими сходные поражения левого и правого полушарий.
Анатомические данные, полученные в Московском Институте мозга АМН, а также результаты зарубежных авторов свидетельствуют, что у животных (крыс, кошек, обезьян) имеются анатомические различия в строении левого и правого полушарий мозга. Наиболее отчетливые различия наблюдаются в височной области.
Сотрудниками этого же института (Е.П.Кононовой, И.А.Станкевич, С.М.Блинковым) еще в 30-40-е годы были обнаружены структурные различия полей левого и правого полушарий головного мозга человека. При оценке размеров и площадей полей новой коры левого и правого полушарий было установлено, что общая площадь нижней лобной извилины (45-е поле) у правшей слева больше, чем справа. В нижнетеменных областях коры (поля 39-е и 40-е) слева увеличены размеры коры в глубине борозд. Островковая область-слева больше, чем справа. Рядом авторов показано, что у правшей при очень высокой вариабельности борозд и извилин в левом и правом полушариях оперкулярная зона (или зона Вернике) в височной области в левом полушарии на одну треть больше, чем в правом.
Отмечается морфологическая асимметрия сосудов средней мозговой артерии в левом и правом полушариях. По данным И.Н.Боголеповой и сотрудников, более чем в 54% случаев длина левого полушария превышает длину правого. В других -исследованиях был обнаружен еще ряд проявлений асимметрии, большая часть которых коррелирует с функциональной право- или леворукостью (таблица).
Изучение структуры полей у человека на нейронном уровне выявило латеральные различия. Установлено, что размеры нейронов 3-го и 5-го слоев в полях 44-ом и 45-ом в левом полушарии больше, чем в правом, как и гигантские пирамидные клетки Беца в 5-ом слое 4-го моторного поля в левом полушарии превышают те же нейроны в правом полушарии.
Имеются данные о морфологическом различии в организации левого и правого таламуса, левого и правого хвостатого ядра в тех ядрах таламуса, которые связаны с речевыми функциями.
Таким образом, можно убедиться, что морфологические различия между полушариями являются структурной основой функциональных различий.
Межполушарная асимметрия мозга является объектом многочисленных физиологических исследований. Многими авторами изучаются ЭЭГ-проявления функциональной межполушарной асимметрии мозга, как в состоянии покоя, так и во время психической деятельности. При изучении межполушарных различий ЭЭГ в состоянии покоя одни исследователи отмечают большую выраженность депрессии альфа-ритма в левом полушарии по сравнению с правым, другие считают альфа-компоненты спектра ЭЭГ симметричными. Однако при интеллектуальной деятельности межполушарная асимметрия по показателям альфа-ритма усиливается. Во время интеллектуального напряжения выраженность альфа-ритма по амплитуде, индексу или суммарной энергии в левом полушарии ниже, чем в правом.
Видное место в физиологическом изучении межполушарной асимметрии мозга занимает метод регистрации вызванных потенциалов (ВП). Вызванные потенциалы - биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. 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 столь значительна, что ее могут зарегистрировать электроды, приложенные к коже головы. Поскольку электроды регистрируют также и случайную активность мозга, для точного измерения вызванного потенциала требуются неоднократное предъявление стимула и обработка полученных данных с помощью компьютера.
С помощью метода вызванных потенциалов, возникающих при звуках человеческой речи у младенцев, которым едва исполнилась неделя, получены данные о том, что асимметрия строения мозга у новорожденных отражает функциональные различия. 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.
При исследовании взрослых людей в ответ на зрительные стимулы ВП в задних отделах правого полушария опережает по времени ВП в левом полушарии, что расценивается как доказательство того, что в правом полушарии осуществляется первичный зрительно-пространственный анализ стимулов.
По другим данным, ВП в правой височной области в ответ на зрительное структурное изображение характеризуется более богатым составом ранних составляющих, чем в левом полушарии. Уровень межполушарной асимметрии ВП (при прочих равных условиях) зависит от характера стимула и области регистрации ответа: при предъявлении и вербальных, и пространственно-структурных стимулов асимметрия ВП максимально выражена в височных областях коры.
Эти и многие другие физиологические данные свидетельствуют о том, что лево-правая асимметрия биопотенциалов характерна для нормы и проявляется особенно четко в условиях психической деятельности. Асимметрия потенциалов носит региональный характер и зависит от характера выполняемой деятельности. Несомненна связь типа и степени асимметрии биопотенциалов с индивидуальным "профилем латеральности" испытуемого. Клинические наблюдения за больными с локальными поражениями левого и правого полушарий мозга дают богатый фактический материал о функциональной неравноценности полушарий.
Начиная с открытия П. Брока "моторного центра" слов в левой нижнелобной области и до настоящего времени клиника локальных поражений дает все новые разнообразные доказательства функциональной асимметрии полушарий. К ним относятся, прежде всего, многочисленные данные о появлении речевых нарушений (афазий) преимущественно при поражении левого полушария мозга; факты о ведущей роли левого полушария в осуществлении не только речевых, но и других, связанных с речью функций.
Результаты этих исследований обобщены в работах А.Р.Лурия, в которых на большом клиническом материале обосновывается функциональное значение различных отделов левого полушария головного мозга в организации высших психических функций. Специальному анализу подвергались клинические материалы о связи между доминантностью полушария по речи и ведущей рукой. Выяснилось, что далеко не во всех случаях эти функции совпадают и что возникновение афазии при поражении полушария, противоположного ведущей руке, наблюдается лишь у правшей, но не у левшей и не у амбидекстров.
Клинические наблюдения специфики нарушений психических функций при локальных поражениях левого и правого полушарий за последние годы подкрепляются и специальными исследованиями с использованием хирургических методов, направленных на "расщепление мозга", метода односторонней электрошоковой терапии, метода Вада (введение амитала натрия в одну из сонных артерий). Данные методы дают новые возможности для изучения функций левого и правого полушарий мозга и роли различных, объединяющих их комиссур.
Теория функциональной асимметрии мозга прошла несколько этапов развития.
На первом этапе многие ученые считали, что левое полушарие является полностью доминантным по речи, мануальным функциям, а также другим высшим психическим процессам. Правому полушарию отводилась второстепенная, подчиненная роль в реализации всех психических процессов. Концепция левополушарной доминантности была основана на положении об абсолютной противоположности функций левого и правого полушарий мозга, при этом сама доминантность понималась как исключительная роль левого полушария в обеспечении речи и других, связанных с речью высших психических функций.
Накопление фактов относительно участия правого полушария головного мозга в речевой деятельности, а левого - в невербальных, перцептивных формах психических процессов пошатнуло концепцию абсолютной доминантности левого полушария.На смену ей пришли представления об относительной доминантности левого полушария (у правшей) по отношению к речевым функциям и опосредованным речью психическим процессам и относительной доминантности правого полушария в реализации невербальных гностических функций.
Сейчас проблема функциональной асимметрии полушарий по отношению к вербальным и невербальным функциям изучается, прежде всего, как проблема функциональной специфичности полушарий, т.е. как проблема специфичности того вклада, который делает каждое полушарие в любую психическую функцию. Функциональная специфичность левого и правого полушарий по отношению к разным функциям изучена в разной степени.
История изучения функциональной асимметрии.
История изучения функциональной межполушарной асимметрии у человека началась более 100 лет тому назад. Доминантность полушарий по отношению к речевым функциям впервые была продемонстрирована французским хирургом и антропологом Брока. В 1861 г. он доложил об открытиях, сделанных им во время вскрытия двух больных страдавших моторной афазией – в обоих случаях поражения локализовались в лобной доле. Однако тогда он не акцентировал внимание на стороне повреждения. Только позднее в 1863 г. сообщая о результатах вскрытия уже восьми больных, он отметил, что все повреждения находились и левой лобной доле, и осторожно заметил: "Я не смею делать выводов и жду новых открытий". Отсюда видно, как колебался Брока, прежде чем принять революционную идею об асимметрии полушарий человека. Между тем новые открытия не заставили себя ждать, и в 1865 г. Брока произнес свой знаменитый афоризм: "Мы говорим левым полушарием".
Спустя десятилетие после открытий Брока, Вернике показал, что поражение задней трети первой височной извилины левого полушария человека приводит к нарушению понимания речи и больной начинает воспринимать речь как нечленораздельное шумы. Одновременно нарушается и экспрессивная речь, в речи больного появляются парафазии. Однако в этих случаях рецептивные нарушения речи остаются ведущими, что и дало Вернике основание обозначить весь этот синдром как синдром сенсорной афазии.
Правильность идеи Брока быстро подтвердилась и в результате родилась теория доминантности мозговых полушарий. Ряд экспериментаторов-клиницистов (в том числе и сам Брока) вскоре сделали важное дополнение, обнаружив, что левополушарность речи наблюдалась только у правшей, у левшей же доминантным по речи как будто бы оказывалось правое полушарие. Эти открытия привели к революции в физиологической и медицинской мысли. С точки зрения физиологии реальность церебральной латерализации была доказана. С точки зрения медицины афазия превратилась из курьезного феномена в важный симптом фокального поражения мозга.
Впоследствии концепция доминирования левого полушария (у правшей) стала применяться не только по отношению к языковым функциям, но была распространена и на другие аспекты поведения и познания. Липманн (Leipmann, 1900) определил апраксию (т.е. неспособность выполнять целесообразный моторный акт) как отдельную категорию дефицита поведения. Он соотнес выполнение этой функции с левым полушарием, что полностью подтвердилось дальнейшими исследованиями. Мари (Marie, 1906), Хед (Head, 1926), Гольдштейн (Goldstein, 1924) подчеркивали, что важными компонентами афазии являются интеллектуальные нарушения. Хед определял афазию как первопричину расстройства "символического формулирования и выражения", а не только как изолированное нарушение способности говорить, читать и писать. Гольдштейн полагал, что определенные формы афазии связаны с ухудшением абстрактного мышления. Эта точка зрения, которой придерживались и другие клиницисты (Trousseau, 1864; Jackson, 1874), приводила к заключению, что левое полушарие у человека является доминирующим не только для языка в узком смысле слова, но и для интеллектуальных функций высшего порядка. Расширению концепции доминантности левого полушария способствовало также обнаружение Герстманом (Gerstmann, 1924) "пальцевой агнозии", т.е. неспособности больного описать свои пальцы и пальцы экспериментатора. Объединяя этот весьма необычный дефект с тремя другими типами нарушения поведения (дефициты различения правого и левого, нарушения при счете и письме) в единый синдром, он утверждал, что последний возникает вследствие поражения левого полушария.
В результате проведенных исследований сформировалась концепция тотального доминирования левого полушария человека в высших психических функциях, или, как она еще может быть обозначена, "иерархическая теория полушарного доминирования". Левое полушарие признавалось доминирующим не только в отношении языка, но для концептуального мышления, определенных типов моторной деятельности и ориентации тела. Правое полушарие при этом третировалось как "субдоминантное", "малое", "немое", а иногда даже как "безграмотное" и "глухое". До 60-х гг. XX в. теория тотального доминирования левого полушария у человека почти безраздельно господствовала в неврологии.
Представление о доминировании левого полушария подразумевало, что правое полушарие является подчиненным, или субдоминантным, т.е. что оно не имеет каких-либо специфических свойств, как это отмечается по отношению к левому. Однако на протяжении всего периода возникновения и развития концепции тотального доминирования левого полушария несколько клиницистов, первым из которых нужно назвать английского невролога Джексон (Jаckson, 1864, 1874, 1876), отвергали эту одностороннюю формулировку природы доминантности мозговых полушарий и настаивали на том, что и правое полушарие имеет только ему одному присущие особенности.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему