Латеральная специализация больших полушарий головного мозга

Мозг всех животных и человека билатерально симметричен – его правая и левая половины построены однотипно как по составу и количеству отдельных элементов, так и по общей архитектуре. У человека второй половины ХIХ века была обнаружена функциональная неравнозначность полушарий головного мозга. Впервые доминантность левого полушария по отношению к речевым функциям была обнаружена французским хирургом и антропологом Броком (1865). У людей, страдающих моторной афазией, им были обнаружены повреждения в левой лобной доле. Спустя десятилетие после открытий Брока Вернике показал, что поражение задней трети левой височной извилины левого полушария приводит к нарушению понимания речи и больной начинает воспринимать речь как нечленораздельные шумы. В этих случаях ведущими нарушениями являлись рецептивные функции речи. Поэтому Вернике обозначил весь синдром как синдром сенсорной афазии. В последующие годы в неврологических клиниках велось интенсивное изучение тех дефектов сложной деятельности мозга, которые возникали при очаговых поражениях одного из полушарий. На основе полученных фактов неврологи связали с деятельностью левого полушария не только речь, но и все высшие функции нервной системы – интеллект, сложные формы восприятия и деятельности. В результате сформировалась концепция тотального доминирования левого полушария человека. Левое полушарие головного мозга признавалось доминирующим не только в отношении языка, но и для концептуального мышления, определенных типов моторной деятельности и ориентации тела. Правое полушарие при этом считалось «субдоминантным», «малым», «немым», второстепенным, подчиненным левому, обслуживающим его.

До 60-х годов ХХ века теория тотального доминирования левого полушария у человека почти безраздельно господствовала в неврологии. К началу 50-х годов были найдены функции, свойственные только правому полушарию. Стало очевидно, что правое полушарие вносит свой вклад в нервную деятельность. Сложилась новая концепция о функциональной специализации каждого из полушарий. К изучению функциональной асимметрии мозга подключились биологи, физиологи, биохимики и многие другие ученые. В результате на смену клиническим наблюдениям за больными стали разрабатываться новые методики исследований на здоровых людях и на животных. Бианки для исследований на животных предложил универсальный метод изучения – метод вызванных потенциалов. Этот метод позволил ему установить наличие функциональной асимметрии у разных видов животных. Он выявил моторную и сенсорную асимметрию, которая носила как видовой, так индивидуальный характер. Функциональная асимметрия перестала быть уникальной особенностью человеческого мозга. Бианки предположил, что деятельность правого и левого полушария строится на разных принципах: правое полушарие работает по принципу синтез – анализ, а левое – анализ – синтез. В основе функциональной асимметрии лежит принцип доминанты.

На современном этапе изучения функциональной асимметрии мозга у здоровых людей применяются дихотические тесты, которые базируются на учете особенностей строения мозга. Известно, что правое ухо и правое поле зрения связаны более мощными путями с левым полушарием, а левое ухо и левое поле зрения – с правым полушарием. Если одновременно предъявлять разный материал правым и левым органам чувств, то полушария вступают в конкурентные отношения, и по особенностям восприятия удается судить о полушарной специализации. Кроме того, хорошо зарекомендовал себя метод временного выключения одного из полушарий электросудорожным ударом тока. В.Л. Деглин (2006) показал, что односторонний электрошок угнетает не весь мозг, а только то полушарие, над которым располагались электроды. Второе полушарие остается активным. Электроэнцефалограммы, записанные после шока, показывают поразительную картину – одно полушарие «спит» (регистрируются высокоамплитудные низкочастотные волны), а другое – бодрствует (регистрируется высокочастотная низкоамплитудная активность).

В настоящее время накоплено достаточное количество фактов, которые дают возможность представить функциональные возможности каждого из полушарий.

Так, у «левополушарного» человека (человек с выключенным правым полушарием) сохранена речь. Он охотнее и легче вступает в беседу, захватывает инициативу при разговоре, его словарь становится богаче и разнообразнее, ответы более развернутыми и детализированными. «Левополушарный» человек излишне многословен. Наряду с этим у него улучшается восприятие чужой речи. У «левополушарного» человека снижается порог обнаружения речи. Он быстрее и точнее повторяет слышимые слова. Вместе с тем, его речь теряет интонационную выразительность. Она становится монотонной, бесцветной, тусклой. Сам голос также изменяется. Он приобретает носовой, гнусавый оттенок либо становится неестественным, лающим. Такой дефект речи называется диспросодией, поскольку интонационно-голосовые компоненты речи называются просодическими («просодия» – мелодия). Нарушается также возможность воспринимать просодические компоненты речи собеседника. Выяснилось также, что «левополушарный» человек теряет способность понимать значение речевых интонаций. Он внимательно вслушивается, пытается расшифровать бессмысленные слоги, очень точно их повторяет, но сказать, с каким выражением (вопросительным, гневным и т.д.) они произнесены, не может. Не может он и отличить мужской голос от женского. Таким образом, наряду с сохранностью формального богатства речи, словарного и грамматического, наряду с увеличением речевой активности, обострением словесного слуха «левополушарный» человек потерял образность и конкретность речи. У него нарушается восприятие сложных звуков, музыкальных и зрительных образов. Оказалось, что «левополушарный» человек оказывается беспомощным при выполнении заданий, требующих ориентировки в наглядной образной ситуации, учета конкретных признаков предмета, восприятия ситуации в целом. У «левополушарного» человека улучшается настроение, он становится мягче, приветливее, веселее. Таким образом, у «левополушарного» человека сохранились или даже усилились те виды психической деятельности, которые лежат в основе абстрактного, теоретического мышления. Наблюдается положительный эмоциональный тонус.

В отличие от «левополушарного», у «правополушарного» человека (у которого выключено левое полушарие) речевые возможности резко ограничены. Речь он понимает плохо. Порог обнаружения звуков речи у него повышен. В то же время голос «правополушарного» человека остается таким же. Не пострадал и слух на просодические компоненты речи, сохраняется ее интонационный рисунок. Такой человек даже лучше, чем обычно, различает мужские и женские голоса. Он хорошо узнает разнообразные несловесные звуки, мелодии песен, точно их воспроизводит. У «правополушарного» человека произошла перестройка восприятия – ухудшилось словесное восприятие и избирательно улучшились все виды образного мышления. У него произошел эмоциональный сдвиг в сторону отрицательных эмоций.

Таким образом, имеющиеся факты показывают, что каждое из полушарий обладает своими уникальными возможностями при организации высших форм деятельности. Нормальная деятельность протекает при совместной деятельности полушарий. На самом деле ясно – два полушария, но мозг один. Оба полушария не независимы друг от друга. Между ними складываются сложные и противоречивые отношения. Эти отношения носят реципрокный характер (конкурентный) или комплементарный (дружеский). При комплементарном характере взаимодействия оба полушария дружески участвуют в работе мозга, дополняя способности каждого. При реципрокном взаимодействии каждое полушарие испытывает тормозные влияния со стороны партнера. Это является необходимым, чтобы адекватно реагировать на изменчивые обстоятельства и разнообразные ситуации. При этом приходится то сочетать способности правого и левого полушарий, то максимально использовать способности одного из них. Реципрокное взаимодействие позволяет всегда иметь наготове резервы, очень тонко и точно балансировать активность полушарий и тем самым соблюдать наиболее выгодное в данный момент соотношение образного и абстрактного мышления. Объединение способностей двух полушарий происходит при помощи комплементарного взаимодействия. Благодаря комплементарному взаимодействию соблюдается баланс между способностями каждого полушария. Таким образом, полноценная психика человека предполагает согласованную и уравновешенную работу обоих полушарий.

К настоящему времени выяснено, что функциональная асимметрия мозга имеет под собой структурно-функциональную и биохимическую основу. Показано, что правое и левое полушария обладают разными связями со структурами ЦНС. Так, левое полушарие имеет более тесные связи с активирующими стволовыми структурами, а правое полушарие теснее связано с диэнцефалическим отделом, ответственным за вегетативную, гуморальную и эндокринную регуляцию.

Кроме того, на данный момент установлено существование биохимической асимметрии. Например, вещества, которые характеризуются центральным активирующим эффектом, распределены в головном мозге асимметрично. Правое полушарие содержит более развитые адренергические системы, более чувствительно к алкоголю. У крыс норадреналина в миндалине, черной субстанции выше в правом или левом полушарии, что зависит от индивидуальных особенностей животных. Обнаружилось также, что в левом бледном шаре, базальных ядрах серотонина вырабатывается больше, чем в структурах правого полушария, а дофамина образуется больше в правой миндалине и левом полосатом теле, чем в противоположных одноименных структурах. Распределение рецепторов к различным биологически активным веществам также оказалось асимметричным. Так, распределение D2-рецепторов в полосатом теле асимметрично: у крыс-самцов их больше слева, а у крыс-самок – справа. Уровень гормонов в левых ядрах гипоталамуса выше, чем в правых. Таким образом, на данный момент установлено существование функциональной асимметрии всей центральной нервной системы, а не только больших полушарий. Появляются данные о том, что функционально асимметрично работают структуры правой и левой половин ЦНС не только при организации высших функций, но и при регуляции и организации вегетативных систем. Например, есть сведения о функционально асимметричном влиянии поясной извилины, лимбических ядер таламуса и гиппокампа на паттерн дыхания.

Сегодня функциональная асимметрия мозга становится важнейшей проблемой науки о мозге.