Методы исследования функций отдельных полушарий.

К настоящему времени известно несколько методов, которые применяются для исследования функций и особенностей отдельных полушарий:

Метод 1. Исследование последствий локального поражения участков коры больших полушарий.

Научные исследования нарушений сложных психических процессов в клинике локальных поражений мозга начал Поль Брока описав мозга больного, который понимал устную речь, но не мог говорить. Брока первым показал, что двигательные координации, задействованные в произнесении слов, связаны с задней третью нижней лобной извилины левого полушария. Исследователь назвал этот центр «центром моторных образов слов».

Это было первое открытие, когда такая сложная психическая функция, как речь, была четко локализована на базе клинических наблюдений. Брок первым описал различия между функциями левого и правого полушарий мозга.

К. Вернике исследовал несколько случаев повреждения задней трети верхней височной извилины левого полушария и последовавшую за этим потерю способности понимать слышимую речь. Эта зона была названа «центром сенсорных образов слов», или центром понимания устной речи.

Позднее были  созданы «функциональные карты» коры головного мозга.

В нашей стране Лурия занимался исследованием больных имеющих локальные поражения головного мозга (в результате ранения в голову во время войны). В результате этих исследований была разработана теория о динамической локализации психических функций.

Метод 2. Морфологическое исследование головного мозга.

Гешвинд и Левинтски исследовали анатомические отличия полушарий. В большинстве случаев участок коры височной доли, перекрывающийся с зоной Вернике и называемый planum temporale, был больше в левом полушарии и только в 11% случаев - в правом полушарии. В последующие годы было изучено множество препаратов мозга. Полученные данные в основном совпадают: приблизительно в 70% случаев planum temporale в левом полушарии крупнее. Кроме того, сильвиева (латеральная) борозда, отделяющая височную долю от остальной коры, в левом полушарии в семь раз длиннее и более прямая, а в правом она сильнее изогнута вверх . Этот факт свидетельствует о том, что структурные межполушарные различия в известной степени являются врожденными. У взрослых людей структурные различия проявляются главным образом в большей величине площади зоны Вернике в височно-теменной области .

Метод 3. Исследование пациентов с расщепленным мозгом.

Основной вклад в исследование мозга людей и животных с изолированными полушариями внес Роджер Сперри. Он работал научным сотрудником в Гарвардском университете и совместно с Карлом Лэшли проводил исследования по изучению животных с оперированным головным мозгом (у них были хирургически пересечены пути, соединяющие левую и правую половины головного мозга). Эти пути идут в составе передней спайки и мозолистого тела. Операция по перерезке путей, связывающих два полушария, называется комиссуротомией. Исследования Сперри во многом помогли объяснить, каковы мозговые механизмы памяти, речи и восприятия пространственных взаимоотношений. Он также обнаружил, что после комиссуротомии «каждое из разъединенных полушарий вело себя таким образом, как если бы оно не осознавало, какие познавательные процессы происходят во втором полушарии» (Мозг, разум и поведение). Эти опыты показали, что нервные связи между полушариями играют важнейшую роль для целостного чувственного восприятия у экспериментальных животных. Продолжая свои работы по изучению расщепленного мозга, Сперри в 1961 г. начал сотрудничать с Д. Богеном и Ф. Вогелем, нейрохирургами из Лос-Анджелеса. Боген и Вогель осуществляли у больных с неизлечимой эпилепсией комиссуротомию, для того чтобы препятствовать распространению судорожной активности с одного полушария на другое. Сперри со своими коллегами подвергал таких больных психологическому тестированию спустя некоторое время после операции. Данные, которые они при этом получили, внесли существенный вклад в современное понимание специализированных функций левого и правого полушарий мозга.

Рис. 10.1 Методика исследования функций правого и левого полушарий (по: Щульговский В.В.).

Сперри со своими сотрудниками разработал новый способ тестирования, позволяющий оценить познавательные функции обоих полушарий независимо друг от друга. Для этого использовался тахистоскоп, при помощи которого на короткое время предъявлялись изображения, которые воспринимались поочередно правым и левым полями зрения (рис. 10.1). Поскольку же зрительные нервы в головном мозге частично перекрещиваются, информация от левого поля зрения обрабатывается корой правого полушария, а от правого поля зрения – корой левого полушария (рис.10.5.). Типичный тест для больных с «расщепленным» головным мозгом заключался в том, что изображение объекта (например, кольца) кратковременно предъявлялось для восприятия правым полем зрения, следовательно, оно поступало в кору левого полушария. Затем больного просили назвать предъявленный предмет. В случае если информация об изображении поступала в «доминирующее полушарие», пациент всегда отвечал правильно: «Это кольцо». Если же то же самое изображение воспринималось левым полем зрения и обрабатывалось «недоминирующим» полушарием, то больные либо не могли назвать предмет, либо утверждали, что не видели никакого изображения. Однако при этом больные вполне могли выбрать из предметов разной формы именно кольцо, что свидетельствовало о том, что они правильно восприняли изображение (рис.10.2.). Таким образом, в этих опытах было показано, что кора левого полушария отвечает за вербальные операции и речь, а кора правого полушария контролирует выполнение невербальных функций.

Рис.10.2 Исследование функций полушарий у людей с расщепленным мозгом (по: Физиология человека, Шмидт, Тевс).

Метод 4. Метод Вада

Метод Вада основан на избирательном наркозе полушарий. При этом в одну из сонных артерий на шее (слева или справа) вводят раствор снотворного (амитал-натрий). Каждая сонная артерия снабжает кровью лишь одно полушарие, поэтому с током крови снотворное попадает в соответствующее полушарие и оказывает на него свое действие. Во время теста испытуемый лежит на спине и считает вслух. При попадании препарата в речевое полушарие, наступает пауза, которая в зависимости от введенной дозы может длиться 3-5 минут. В противоположном случае задержка речи длится всего несколько секунд. Таким образом, этот метод позволяет на время "выключать" любое полушарие и исследовать изолированную работу оставшегося.

Метод 5. Метод дихотического прослушивания

Сущность метода дихотического прослушивания заключается в одновременном предъявлении различных акустических сигналов в правое и левое ухо и последующем сравнении эффектов восприятия. Например, испытуемому одновременно предъявляются пары цифр: одна цифра в одно ухо, вторая в другое, со скоростью две пары в секунду. После прослушивания трех пар цифр испытуемых просят назвать их. Оказалось, что испытуемые предпочитают сначала называть цифры, предъявленные в одно ухо, а затем в другое. Если их просили назвать цифры в порядке предъявления, то число правильных ответов значительно уменьшалось. На основании этого было сделано предположение о раздельном функционировании слуховых каналов и о большей мощности контралатерального (противоположного) слухового пути по сравнению с ипсилатеральным (принадлежащем той же стороне) (рис.10.4.).

Поскольку подавляющее большинство людей праворуки, центр речи у них, как правило, сосредоточен в левом полушарии, для них свойственно преобладание правого слухового канала. Это явление носит специальное название - эффект правого уха. Величина эффекта у разных людей может колебаться. Степень индивидуальной выраженности эффекта может быть оценена с помощью специального коэффициента, который вычисляется на основе различий в точности воспроизведения сигналов, подаваемых в левое и правое ухо.

Итак, в основе этого эффекта лежит раздельное функционирование слуховых каналов. При этом предполагается, что при дихотическом прослушивании передача по прямому пути тормозится. Это значит, что у праворуких людей информация от левого уха сначала поступает по перекрестному пути в правое полушарие, а потом через особые связующие пути (комиссуры) в левое, при этом часть информации теряется.

Метод 6. Униполярный электросудорожный припадок (УЭП)

Метод униполярного элктросудорожного припадка, предложенный в 70-х годах XX века В.Л. Деглиным, предполагает угнетение одного из полушарий с помощью одностороннего электросудорожного припадка. УЭП вызывается прохождением электрического тока через электроды, наложенные на одну половину головы (чаще на височную область). На 10-20 минуте после развития припадка функции полушария, на которое были наложены электроды, угнетены (по показателям ЭЭГ), а противоположного наоборот – облегчены. Электроды можно накладывать как на одно, так и на другое полушарие, вызывая правосторонние и левосторонние припадки, а затем сравнивать результаты. Этот метод используется психиатрами для лечения депрессий и некоторых форм шизофрении.