Типы и свойства межполушарной асимметрии головного мозга

Слово «асимметрия» в концепции функциональной асимметрии полушарий головного мозга обозначает отсутствие симметрии мозговых полушарий. В этом подразделе рассмотрены основные типы и свойства межполушарной асимметрии мозга.

Классифицировать межполушарную асимметрию возможно по признакам, в которых проявляется данный феномен. К ним относятся:

● Морфологическая асимметрия мозга и тела

● Биохимическая асимметрия

● Психофизиологическая

Наиболее заметным морфологическим функциональным феноменом является латерализация центров речи в полушариях, внимание исследователей было сосредоточено на изучении различий в височных областях. Гешвинд и Левитски описали заметные анатомические различия между выделенными ими участками правой и левой височной доли. Различия наблюдались также и в размерах цитоархитектонических полей, правда, не всегда латерализация этих различий одинакова для всех. В целом, асимметрия полей входящих в состав моторных и сенсорных речевых зон выше, примерно, в полтора раза, чем асимметрия в других областях мозга. При обследовании мозга 100 человек обнаружено, что у 87 — левый пирамидный тракт больше и пересекается раньше, чем аналогичный — правый пирамидный тракт. Асимметрию в системе двигательного анализатора обнаружила С.Б. Дзугаева. В исследованиях сотрудников Института мозга РАМН Е.П. Кононовой, И.Д. Станкевич, С.М. Блинкова, И.С. Преображенской еще в 30-е годы была показана морфологическая асимметрия в организации цитоархитектонических полей у человека, особенно стабильно проявляющаяся в речевых зонах коры. Кроме того, большой интерес и в настоящее время представляют данные о возрастной динамике цитоархитектонических различий, достигающих максимальной величины к 12 годам. Эти данные хорошо согласуются с нейропсихологическими наблюдениями о динамике различных видов функциональной межполушарной асимметрии у человека.

В настоящее время морфологическая асимметрия успешно исследуется в виду наименьшего понимания данного вопроса.

Леутин и Николаева так же отмечают о существовании связи между размером мозолистого тела и функциональной межполушарной асимметрией. Считается, что у людей с правополушарным доминированием размер задней части мозолистого тела на 11% больше, чем у людей с доминированием левого полушария, скорее всего, это связано с комиссурными связями между полушариями и их взаимной передачи информации. Так же отмечено, что в правом полушарии лобно-центральная область шире, правое полушарие выдается вперед относительно левого и тяжелее его. Наиболее существенные морфологические различия, прежде всего в структурах, ответственных за производство и передачу вербальной/невербальной информации. Выявлено неодинаковое строение борозд и извилин, различная форма и площадь корковых полей, в особенности речедвигательных полей 44 и 45. Поле 22 (часть зоны Вернике) больше в левом полушарии, т.к. оно является более новым образованием коры головного мозга, и связано с возникновением речи в филогенезе. [13]

Также существует такая часть мозга, planum temporale, которая может быть в 10 раз больше в левом полушарии, по сравнению с правым. Она обрабатывает коммуникативную информацию независимо от того, является ли она жестикуляционной, визуальной, голосовой, воспринимаемой на слух или любой другой формы. Обнаружено, что planum temporale отвечает за такие, присущие исключительно человеку способности, как восприятие музыки и доминирование одной из рук. Эта часть мозга влияет и на развитие болезней, относящихся к области коммуникации, такие, как, например, шизофрения и дислексия, у глухонемых она отвечает за формирования языка жестов. [27]

В.Ф. Фокин заговорил о том, что имеет место быть и асимметрия вегетативной нервной системы. Асимметрия проявляется в расположении волокон в обоих полушариях: в лобно-височной части левого полушария преимущественно находятся парасимпатические волокна, а в симметричной области правого полушария – симпатические волокна. Это говорит о динамических характеристиках асимметрии, проявляющихся при изменении функционального состояния человека.[5] Например, при стрессе, активизируется системы промежуточного мозга и симпатическая нервная система, которые приводят чаще всего к увеличению активности правого полушария, что, в свою очередь, может угнетать функции левого и приводить к нестабильной работе и взаимосвязи.

Биохимический аспект межполушарной асимметрии проявляется в особенностях наличия определенных нейромедиаторов и их распространения в полушариях. Далее в работе будет говориться о том, что правое полушарие связано с эмоционально-окрашенным и зрительно-пространственным поведением, а левое полушарие важно для ориентировочно-исследовательской деятельности. Этому как раз таки способствует распределение химических веществ. Есть предположение, что медиаторы (диацилглицерол, ацетилхолин, ГАМК), связанные с когнитивными функциями, преобладают в левом полушарии, а медиаторы (серотонин, норадреналин), более связанные с эмоционально-волевой сферой, расположены в правом полушарии, т.к. в правом вентролатеральном ядре таламуса наибольшая концентрация нейронов, чувствительных именно к норадреналину.

Установлена асимметрия в распределении пептидов, участвующих в регуляции двигательных функций. Г. Н. Крыжановский и соавт. (1984) полагают, что предпосылки к латерализации формируются на молекулярном уровне.

Существует предположение, что серотонин и норадреналин, характерные для правого полушария, запускают процесс гликолиза, что способствует активации и повышению возбудимости нервных центров. Часть высвобождаемой энергии расходуется на реализацию правополушарных функций, в то время как другая увеличивает энтропию, переходящую в левое полушарие, которое впоследствии гасит накопившуюся энергию.

В данном случае, можно говорить о связи морфологической и биохимической асимметрий.

По данным современной нейропсихологии и психофизиологии, левое полушарие мозга человека специализируется на выполнении вербальных символических функций, а правое на пространственных и образных функциях, что опосредует асимметрию психической деятельности человека. Установлено, что правое полушарие быстрее обрабатывает информацию, чем левое. Человек с преобладанием правого полушария предрасположен к созерцательности и воспоминаниям, он тонко и глубоко чувствует и переживает, но медлителен и малоразговорчив. Доминирование левого полушария ассоциируется у человека с большим словарным запасом, активным его использованием, с высокой двигательной активностью, целеустремленностью, рациональностью. В процессах обучения, познания правое полушарие реализует процессы дедуктивного мышления (вначале осуществляются процессы синтеза, а затем анализа). Левое полушарие преимущественно обеспечивает процессы индуктивного мышления (вначале осуществляется процесс анализа, а затем синтеза). Соответственно левое полушарие является ведущим в осуществлении абстрактной, символической интеллектуальной деятельности. Правое полушарие доминирует в реализации конкретно-образного мышления и эмоциональной деятельности.

Подобные данные были получены путем комиссуротомии, которую впервые применил Р. Сперри, разрушив связи между полушариями в виде мозолистого тела. Этот метод дал возможность изучить изолировано работу каждого полушария. Но следует учитывать, что в процессе жизни человека, полушария мозга всегда работают сообща, дополняя друг друга.

Одно из свойств функциональной асимметрии головного мозга это – билатеральность. Можно заметить, что не только мозга, но и всего тела. Многие важнейшие системы органов продублированы на правой и левой стороне тела (почки, легкие, репродуктивная система). Функция подобного двоения очевидна, это резервная система на случай, если один из парных органов откажет. С мозгом все более сложно, ибо в процессе филогенеза и возрастающей сложности поведения человека, билатеральность головного мозга приняла новое адаптивное значение, которое позволило размещать множество сложных нервных структур в минимальном объеме. В результате, если говорить грубо, левое полушарие специализируется на языковой функции и обработке логической информации, а правое втянуто в процессы обобщения и целостности. Билатерально-симметричные участки мозга во многих случаях демонстрируют асимметрию своей вовлеченности в контроль сенсорных, моторных, эмоциональных и когнитивных функций.

Если разъединить полушария мозга, каждое будет функционировать независимо и информация от одного полушария не сможет поступать в другое. Такую операцию – перерезку мозолистого тела, соединяющего большие полушария, – производят, чтобы облегчить симптомы некоторых расстройств, прежде всего тяжелой эпилепсии. Оказалось, что в дальнейшем больные с расщепленным мозгом испытывают трудности в обучении новым видам деятельности, требующим участия обеих сторон тела. Кроме того, поскольку центр речи находится в левом полушарии, они неспособны, например, назвать то, что находится в левой части их поля зрения или что они взяли, не глядя, в левую руку.

У пациентов с расщепленным мозгом полушария неравнозначные по своей функциональности работают изолировано друг от друга. Если испытуемому показать объект в правом поле зрения и попросить его обозначить, то будет быстрый и правильный ответ, но если же объект переместить в левое поле зрения, то ответ испытуемого будет "я не знаю" или "я ничего не вижу". Это говорит о том, что если зрительная импульсация от стимула в левом поле зрения поступает только в правое полушарие, а у лиц с «расщепленным мозгом» связь между полушариями отсутствует, осознание данного стимула и вербальное обозначение его не происходят. Для этого необходимо, чтобы информация о стимуле поступила в левое, так называемое речевое, полушарие. Однако, при изолированном поступлении сенсорной импульсации в правом полушарии создается зрительный образ объекта внешней среды, поэтому сохраняется способность исследуемого отбирать соответствующий предмет на ощупь, т.е. на основе кинестетического образа данного предмета. [12] Хоть связь с левым полушарием может поддерживаться напрямую, посредством речи, можно утверждать, что наличие сознания, демонстрируемое правым полушарием вопреки отсутствию способности к вербализации, существует. Эксперименты такого типа говорят о том, что у людей с расщепленным мозгом одновременно существуют два обособленных участка сознания.

Вторым свойством межполушарной асимметрии является мозаичность (парциальность). Мозаичность заключается в том, что, в доминирующем полушарии наравне с преобладающими по величине областями прямого доминирования всегда наблюдается вставка областей меньших по величине с обратным доминированием, т.е. небольшие участки, в котором доминирует противоположное полушарие. В зрительной области они располагались преимущественно в центре зрительной коры, а участки прямого доминирования на периферии. В слуховой и сенсомоторной коре мозаичность, так же, как и в зрительной, проявлялась на периферии. Это позволяет предполагать, что каждое из полушарий способно оказывать на противоположное как угнетающее, так и облегчающее влияние.

После комиссуротомии наблюдалось увеличение областей обратного доминирования и уменьшение областей прямого, что говорит об ослаблении асимметрии. Мозаичность функциональной межполушарной асимметрии лежит в основе дифференцирования полушариями контроля сложных форм поведения.

К третьему свойству межполушарной асимметрии относится стабильность при динамичности. Классическая концепция функциональной асимметрии базируется на структурных различиях в симметричных зонах левого и правого полушария и на известном факте пожизненного сохранения правшества и левшества. Основными характеристиками уникального механизма функциональной межполушарной асимметрии являются стабильность и доминантность одного полушария по отношению к другому. Нет однозначного преобладания представительства всех психических и физиологических функций только в одном левом полушарии. Существует ряд факторов, с одной стороны определяющих стабильность межполушарной асимметрии, с другой – ее динамику. Существенную роль в поддержании стабильности играет морфологическая асимметрия в обоих полушариях, а также различия биохимической природы, к которым можно отнести межполушарную разницу в содержании нейромедиаторов, ферментов, нейрогормонов, пептидов и других биологически активных веществ. Факторов, вызывающих динамичность характеристик функциональной межполушарной асимметрии, так же несколько. К ним относятся изменение окружающей среды и связанные с этим адаптационные процессы, влияющие на динамику функционального состояния, факторы эндокринной и биоритмической природы и другие. Отдельно стоят генетические влияния, под действием которых, хотя и в разной степени, находятся обе группы факторов. Динамичность функциональной асимметрии по большей мере связана с изменениями функциональных состояний человека.

Таким образом можно сделать вывод, что на выраженность определенных свойств межполушарной асимметрии влияют как эндогенные, так и экзогенные факторы. В зависимости от поставленной задачи, функциональность полушарий может варьироваться от доминантности до комплиментарности.