Функциональная асимметрия мозга и речь Слова скучны, как дождь за окнами. Я чувствую их холод гладкий. И чудится – червями мокрыми Сползают капли вдоль лопатки. Зануда – дождь, хоть горло режь ему, Он льет и будет лить всегда. В ушах звучит: «С тебя по-прежнему как с

Головной мозг является главным регулятором всех функций человеческого организма. Структурные особенности полушарий отличаются друг от друга, как и набор функций, которые они выполняют. В этом проявляется межполушарная асимметрия мозга.

Процесс ее формирования носит название латерализации и длится примерно 10–15 лет. Таким образом, эта характеристика мозга не является врожденной, а приобретается в ходе жизни человека, хотя некоторые предпосылки могут передаваться генетически. Психические функции обусловлены деятельностью коры больших полушарий (так как эта структура является самым поздним образованием), поэтому межполушарная асимметрия формируется именно в этой области.

Классическая теория фокусируется, в основном, на речевых и моторных зонах больших полушарий, а также говорит о том, что признаки асимметрии не изменяются на протяжении жизни человека (в основном, благодаря опоре на то знание, что праворукость и леворукость остаются неизменными на протяжении всего жизненного цикла). Современные представления об этом феномене несколько отличны от традиционных.

Функциональная асимметрия основывается на различиях в типах мышления . В книгах и публикациях по популярной психологии кратко даются характеристики, которые сводятся к выделению логического мышления (у левого полушария) и творчества (у правого). Но на самом деле оба полушария в равной мере участвуют в творческом и логическом мышлении, способны воспринимать слова и образы, перерабатывать их, но эти процессы протекают различно.

Вопрос о разделении функций между двумя половинами конечного мозга впервые поднялся в 1836 г. М. Даксом, который обнаружил повреждение левого полушария у больных с нарушениями речи. Впоследствии ученые находили все новые подтверждения теории: П. Брока, К. Вернике, Дж. Джексон.

Латерализация

Межполушарная асимметрия формируется с чередованием доминирования правого и левого полушарий, переходом к функциональной специализации от дублирования, то есть имеет нелинейный характер. Это процесс, на который существенное воздействие оказывает среда.

Первой начинает проявляться асимметрия головного мозга по биоэлектрическим показателям: в моторных и сенсорных зонах коры (далее – в префронтальных и теменно-височных).

У новорожденных детей отмечаются некоторые анатомические различия правого и левого полушария – так, сильвиева борозда в левом больше по размеру, чем в правом . У взрослых людей такие различия могут проявляться в большей по масштабу площади речевого центра Вернике.

Данные о том, что асимметрия полушарий головного мозга у новорожденных детей действительно может отражать функциональные различия, были получены при изучении реакций детей первого года жизни на речевые звуки. Амплитуда, зарегистрированная с помощью электроэнцефалографии, в левом полушарии была больше, чем правом. Неречевые звуки, такие как музыка или шум, показывали большую амплитуду в правом полушарии.

В раннем детстве оба полушария одинаково участвуют в осуществлении речевых функций (то есть являются эквипотенциальны друг другу). Развитие речи начинается с овладения правополушарными способами обработки информации (используются квази-слова, звукоизобразительные элементы, которые являются эмоциональным выражением ситуации, а не переносчиком информации). Левополушарное овладение способами информации начинается с процесса фонематического восприятия – способности определять фонему, звуковой состав слова, и к 3 годам у ребенка развивается фонематический слух. Впоследствии ему становятся доступны категории числа, падежа и степени сравнения речи. Осмысление значения также является прерогативой коры левого полушария, а понимание метафоры и переносного значения слова – правого.

Свойства мозговой асимметрии

Исходя из этого примера, можно предположить, что другие функции также имеют парциальный характер: доминантность одного из полушарий проявляется при развитии слуха, манипулятивной функции рук (предпочтение правой или левой руки) и т. д. Но так происходит не всегда. Например, зрительное восприятие не требует столь выраженной латерализации коры больших полушарий.

Функциональная асимметрия мозга (ФАМ) способствует лучшей адаптации человека к реальности: поражение одного полушария может быть скомпенсировано за счет другого.

По современным данным, механизмы ФАМ оказывают влияние не только на психические функции, но и работу вегетативной нервной системы: так, раздражение конкретных участков левого полушария вызывают брадикардию и падение кровяного давления, а правого – тахикардию и повышение давления.

Вместе с тем такая активация симпатической и парасимпатической нервной системы в естественных условиях (например, под воздействием стресса) направлена на то, чтобы оптимизировать когнитивные процессы. Например, энергетический метаболизм, необходимый для определенной познавательной деятельности должен поддерживаться на определенном уровне за счет выброса в кровь катехоламинов, повышения артериального давления и частоты сердечных сокращений.

Исходя из вышесказанного, можно выделить три основных свойства, которыми обладает функциональная асимметрия полушарий:

1. Доминирование одного полушария. Предполагается активация зон одного во время какого-либо типа деятельности. Это устойчивая характеристика – особенно в отношении речевых и моторных функций.
2. Переключаемость. Подразумевает смену активации полушария при изменениях состояния организма (болезнь, стресс).
3. Пластичность. Когнитивные способности, обусловленные асимметрией, могут изменяться и закрепляться во время обучения или под воздействием других различных факторов.

Современные представления также позволяют выделить:

• стационарность – в некоторых сферах деятельности асимметрия коры больших полушарий неизменна на протяжении жизни;
• динамичность – предполагает, что латерализация может происходить на протяжении долгого времени и измеряться поведенческими, физиологическими и биохимическими методами.

В настоящее время актуальной задачей исследования такого явления, как функциональная асимметрия мозга, является определение стационарных и динамических характеристик, их взаимодействие в норме и условиях дизонтогенеза (нервно-психической патологии).

Основные различия

Их удобнее представить в виде таблицы.

Таблица 1. Функциональные различия левого и правого полушария

Считается, что межполушарная асимметрия мозга также выражается в том, что левое полушарие поддерживает связь с объективной реальностью и сознательными действиями, а правое – с измененным состоянием сознания, так как поддерживает бессознательную мозговую деятельность.

Взаимодействие между двумя частями мозга происходит благодаря мозолистому телу, которое представляет собой переплетение нервных волокон и соединяет полушария. В условиях старения – нормального и патологического – эта структура уменьшается в размерах из-за нарушения деятельности миелина и снижения кровообращения мозга, что сказывается на том, что память и внимание ослабляются с разной степенью выраженности. Атрофия мозолистого тела также грозит больным, страдающим психическими заболеваниями, что может вести к недостаточной активности левого (как правило) или правого полушарий.

Нарушенное взаимодействие между двумя частям мозга в условиях старения или заболевания не просто сказывается на мозговой асимметрии, но и на продолжительности жизни человека.

Итак, функциональная асимметрия мозга – основополагающая характеристика организации полушарий, которая проявляется в различном строении и отличных друг от друга функциях. Представления о ней продолжают корректироваться по настоящее время. В соответствии с современными исследованиями выделены такие свойства, как доминантность, переключаемость и пластичность, а также стационарность и динамичность. Это позволяет прояснить становление, нарушение и угасание психических функций в норме, при расстройствах психики и старении.

Межполушарное взаимодействие

Межполушарная асимметрия и межполушарное взаимодействие - фундаментальные закономерности работы мозга как парного органа. М. а. является частным случаем М. в. На современно этапе изучения работы мозга как парного органа в большей степени изучены закономерности М. а.

Межполушарная асимметрия - одна из фундаментальных закономерностей организации мозга не только человека, но и животных. Проявляется не только в морфологии мозга, но и в межполушарной асимметрии психических процессов.

В рамках проводимых исследований основное внимание уделяется вопросам связи межполушарной асимметрии с психическими познавательными процессами и влиянию поражений отдельных структур и областей мозга на протекание этих процессов.

С функциями левого и правого полушария у человека связаны два типа мышления - абстрактно-логическое и пространственно-образное .

Было показано, что правополушарное мышление, создающее специфический пространственно-образный контекст, имеет решающее значение для творчества. Так, при органическом поражении левого полушария мозга у художников и музыкантов практически не страдают их артистические способности, а иногда даже повышается уровень эстетической выразительности творчества, но поражения правого полушария способны привести к полной утрате способности к творчеству.

Вместе с этим всё ещё не выясненными остаются вопросы соотношения ведущей руки и ведущего речевого полушария, связи межполушарной асимметрии с эмоциональной сферой и такими психическими познавательными процессами, как память и воображение.

Понятие межполушарной асимметрии

Межполушарная асимметрия психических процессов - функциональная специализированность полушарий головного мозга: при осуществлении одних психических функций ведущим является левое полушарие, других - правое. Более чем вековая история анатомических, морфофункциональных, биохимических, нейрофизиологических и психофизиологических исследований асимметрии больших полушарий головного мозга у человека свидетельствует о существовании особого принципа построения и реализации таких важнейших функций мозга, как восприятие, внимание, память, мышление и речь.

В настоящее время считается, что левое полушарие у правшей играет преимущественную роль в экспрессивной и импрессивной речи, в чтении, письме, вербальной памяти и вербальном мышлении. Правое же полушарие выступает ведущим для неречевого, например, музыкального слуха, зрительно-пространственной ориентации, невербальной памяти, критичности.

В левом полушарии сконцентрированы механизмы абстрактного, а в правом - конкретного образного мышления. Также было показано, что левое полушарие в большей степени ориентировано на прогнозирование будущих состояний, а правое - на взаимодействие с опытом и с актуально протекающими событиями.

В процессе индивидуального развития выраженность межполушарной асимметрии меняется - происходит латерализация функций головного мозга. Последние исследования свидетельствуют о том, что межполушарная асимметрия вносит существенный вклад в проявление высокого интеллекта человека. При этом в известных пределах существует взаимозаменяемость полушарий головного мозга.

Важно отметить, что конкретный тип полушарного реагирования не формируется при рождении. На ранних этапах онтогенеза у большинства детей выявляется образный, правополушарный тип реагирования, и только в определенном возрасте (как правило, от 10-ти до 14-ти лет) закрепляется тот или иной фенотип, преимущественно характерный для данной популяции (Аршавский В.). Это подтверждается и данными о том, что у неграмотных людей функциональная асимметрия головного мозга меньше, чем у грамотных.

Асимметрия усиливается и в процессе обучения: левое полушарие специализируется в знаковых операциях, и правое полушарие - в образных.

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, обусловленных кровоизлияниями и черепно-мозговыми травмами. Было установлено, что повреждение коры левого полушария в 85% случаев ведет к нарушению речи, что впервые установил Брока, поражение правого полушария не приводило к нарушению речи. Дальнейшие исследования проводились на больных, которым по жизненным показаниям было проведено расщепление мозга. 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). Использование таких методов позволило исследователям продемонстрировать значительные различия в функционировании полушарий.

Рисунок 12Возможность 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 для 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 – выделениехудожников 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 превалирование 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.

Существует 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, над ушным каналом. Но у музыкантов активность отмечалась в левой височной доле (на рисунке - желтый участок), 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, базальных ядрах серотонина вырабатывается больше, чем в правых, 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.