Флойд Блум - Мозг, разум и поведение

Два мозговых полушария действительно обладают специализированными функциями, но в интактном мозге они работают вместе, обусловливая поразительную приспособляемость человека и его необыкновенные способности к решению задач. В связи с особым интересом к функциям разных полушарий у некоторых нейробиологов возник вопрос, нет ли каких-то анатомических или физиологических различий между полушариями, которые позволяли бы объяснить их специализацию. До недавнего времени считалось, что два полушария анатомически идентичны. Однако исследования, проведенные в последние два десятилетия, показали, что это не совсем так.

В 1968 году в результате детального посмертного исследования мозга у 100 человек Норман Гешвинд и Уолтер Левитски сообщили о заметных анатомических различиях между полушариями. В 65% случаев участок коры височной доли, перекрывающийся с зоной Вернике и называемый planum, был больше в левом полушарии и в 11% случаев — в правом полушарии. В 24% случаев различий между полушариями по этому признаку обнаружено не было. В последующие годы была изучена и измерена не одна сотня других препаратов мозга. Полученные данные в основном совпадают; приблизительно в 70% случаев planum temporale в левом полушарии крупнее (рис. 149). В других исследованиях был обнаружен еще ряд проявлений асимметрии, большая часть которых коррелирует с функциональной право- или леворукостью (табл. 8.3).

Таблица 8.3. Частота (в процентах) анатомических различий между полушариями среди праворуких и леворуких индивидуумов, а также людей, одинаково владеющих обеими руками (амбидекстров). (Corballis М. С. Human Laterality, Academic Press, 1983, p. 72.)

Подобная асимметрия может быть физической основой функциональных различий между двумя полушариями. Когда впервые появились данные о межполушарных различиях, некоторые ученые высказали предположение, что асимметрия в строении речевых зон может развиваться вследствие обучения языку. Однако такая же асимметрия свойственна и мозгу человеческого плода. Таким образом, анатомическое различие — скорее причина, нежели следствие. Еще одна асимметрия была обнаружена при ангиографии сонных артерий — рентгеновского исследования мозга после введения контрастного вещества в сонную артерию (Galaburda et al., 1978). Известно, что ход крупных сосудов мозга отражает анатомию окружающей ткани. Благодаря такому соответствию удалось установить, что сильвиева борозда (иногда ее называют латеральной бороздой) — глубокая щель в коре мозга, отделяющая височную долю от остальной коры, — в левом полушарии более длинная и более прямая, а в правом она сильнее изогнута вверх. Такая асимметрия выявилась и при изучении ископаемых черепов неандертальского человека; это позволяет предположить, что асимметрия полушарий, вероятно, составляет часть генетического наследия Homo sapiens .

Рис. 149. Анатомическая асимметрия полушарий мозга. Вверху: сильвиева борозда в правом полушарии отклоняется вверх под большим углом. Внизу: задняя часть planum temporale обычно гораздо больше в левом полушарии, связанном с речевыми функциями.

Данные о том, что асимметрия строения мозга у новорожденных детей отражает функциональные различия, получены при изучении вызванных потенциалов , возникающих при звуках человеческой речи у младенцев, которым едва исполнилась неделя. 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 нередко столь значительна, что ее могут зарегистрировать электроды, приложенные к коже головы. Поскольку электроды регистрируют также и случайную активность мозга, для точного измерения вызванного потенциала требуется неоднократное предъявление стимула, а также обработка полученных данных с помощью компьютера, усредняющего результаты и выдающего кривые наподобие изображенных на рис. 150 и 151.

Рис. 150. Вызванный потенциал отражает реакцию мозга на зрительные или слуховые стимулы. Компьютер усредняет отлеты на повторные стимулы, что позволяет выделить вызванную реакцию на фоне обычной электроэнцефалограммы. Усреднение 64 ответных реакций дает четкую картину.

Рис. 151. Реакция индивида на один и тот же раздражитель может быть разной. В каждой колонке представлены ответные реакции одного человека на четыре различных зрительных стимула.

Регистрация электрической активности мозга у младенцев при звуках человеческой речи показала, что 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 (Molfese et al., 1975).

Таким образом, наш мозг и анатомически, и физиологически, по-видимому, от рождения подготовлен к переработке словесных сигналов. У большинства из нас частью мозга, которая запрограммирована для этой функции, является кора левого полушария. В отличие от большинства сенсорных и двигательных функций процесс становления речевой функции обладает значительной пластичностью. Например, при повреждении речевых областей коры левого полушария в ранний период жизни выполнение их функций берут на себя корковые зоны правого полушария.

В редких случаях, когда, например, все полушарие мозга поражено раковой опухолью, хирургам приходится удалять корковое покрытие целого полушария. Эта процедура носит название гемисферэктомии . У взрослых после удаления правого полушария функция речи почти не нарушается. Те же, кто перенес операцию на левом полушарии, страдают тяжелой формой афазии практически без шансов на улучшение.