Связи между полушариями. Межполушарная асимметрия головного мозга человека. Объяснение с точки зрения этологии

Известно, что левое и правое полушария человека несут разные функции, которые, однако, являются взаимодополняющими. Асимметрия - это явление, которое присуще мозгу не только человека, но и животных. Причем левое полушарие не является зеркальным отражением правого и наоборот. То полушарие, в котором у каждого отдельно взятого индивидуума находится центр речи, является доминантным. В подавляющем большинстве случаев в этой роли выступает вербально-логическое левое полушарие.

Связи между полушариями

Есть несколько интересных фактов о взаимосвязях, которые существуют между двумя половинами мозга. Во-первых, всегда немного больше по размеру, чем правое. Во-вторых, в правом полушарии находятся длинные нервные волокна, которые связывают его с левым. А левое, наоборот, содержит большое количество коротких волокон, которые создают связи на ограниченных участках.
Асимметрия мозга - это процесс, формирование которого занимает в среднем от десяти до пятнадцати лет. Иногда его скорость может быть обусловлена генетическими особенностями. Он практически не наблюдается у младенцев. Асимметрия - это приобретенное качество. Кроме того, доказано, что у неграмотных людей оно выражено меньше. То есть в процессе обучения и приобретения новых знаний мозг становится все более асимметричным. Те же, кто не уделяет образованию должного внимания, замедляют развитие многих важных функций.

Открытие асимметрии

Асимметрия - это особенность, которая всегда интересовала ученых. Но до определенного момента она оставалась таинственным объектом, который мог вызывать лишь уйму предположений даже у самых светлых умов человечества. Началась история освоения этой области с открытия Полем Брока взаимосвязи между речью человека и использованием правой или левой руки. Это произошло в 1861 году, когда ученый обнаружил у своего больного, который страдал от потери речи, поражения в левом

Также связь между двумя частями осуществляется при помощи особого пучка нейронов - мозолистого тела. Благодаря ему они работают слаженно, как единое целое. Некоторым тяжелобольным проводилась операция по рассечению мозолистого тела. Это дало возможность более детально изучить особенности правого и левого полушарий.

Опыты с расщепленным мозгом

Функциональная асимметрия проявляется совершенно парадоксальным образом. Например, оказалось, что левое полушарие отвечает за построение логических связей, математические вычисления. Оно хорошо «понимает» любую сложную речь. наоборот, может опознать только самые общие связи. При предъявлении самых обычных предметов - ложки или клубка ниток - оно может отнести их к определенному классу. Преимуществом же правого полушария является превосходная ориентация в пространстве. Был поставлен эксперимент: пациентов с расщепленным по медицинским показаниям мозгом просили правой рукой собрать конструкцию по чертежу. При этом ими было допущено много ошибок. Это и было обусловлено тем фактом, что левое полушарие отвечает за правую сторону тела.

Опыты Сперри

Исследования расщепленного мозга также показали, что люди с повреждениями правого полушария очень плохо ориентируются в пространстве. Часто такие больные не могут найти дорогу до дома, в котором до этого они прожили не один десяток лет.
Р. Сперри доказал, что при рассечении происходит следующее: процессы в двух полушариях головного мозга начинают протекать самостоятельно. Это похоже на то, что действуют независимо друг от друга два разных человека. По мнению многих ученых, асимметрия - это явление, которое досталось человеку в ходе эволюции и является ее приобретением.

Агнозии при повреждениях мозга

Асимметрия мозга в действительности проявляется наиболее наглядно при повреждениях одного из полушарий. Например, травмы правого полушария могут повлечь различные типы так называемых агнозий. При этом расстройстве человек не способен воспринимать знакомую ранее информацию. Например, известна агнозия на лица, при которой больной не узнает лиц знакомых людей. И это несмотря на то, что память на другие предметы окружающего мира и ситуации остается абсолютно сохранной.

Два типа мышления

Итак, асимметрия головного мозга предполагает разделение на две большие сферы - пространственно-образное мышление и абстрактно-логическое. К этим понятиям существует немало синонимов. Например, аналогичными являются определения вербального и невербального мышления, а также дискретного и симультанного. Правое полушарие отвечает за симультанное мышление, поскольку воспринимает объект во всей целостности его свойств. Совокупность восприятия недоступна логически ориентированному левому полушарию. Оно анализирует и изучает каждый объект отдельно.

Функции анализа и синтеза

Асимметрия головного мозга отвечает за распределение функций между двумя полушариями. Левое полушарие отвечает за аналитическую обработку информации. Ему присуще мышление по типу «от частного к общему», то есть индукция. Оно обрабатывает весь поток информации от окружающего мира по логическому принципу. Правое же полушарие отвечает за такую как синтез. При этом части воспринимаемого объекта оказываются объединены в целое. Мышление осуществляется по дедуктивному принципу - от общего к частному. Правое полушарие отвечает за метафорическое, образное мышление.

Межполушарная асимметрия: другие отличия

Восприятие текущих событий в хронологическом порядке - это функция левого полушария. Для правого, наоборот, все события как бы происходят одновременно. Оно не ориентируется во времени: для него существует только «здесь и сейчас».
Левое полушарие ориентировано на прочтение схем, например информации на географических картах. Правое, напротив, ориентируется в конкретном пространстве, например в помещении.

Есть также разница между распределением функции контроля эмоций в полушариях головного мозга. Левое полушарие отвечает за положительные переживания, правое, напротив, за негативные.

Асимметрия в природе

Нужно отметить, что рассматриваемое явление свойственно многим объектам природы. Межполушарная асимметрия - прерогатива не только человека. Если симметрия представлена в строении молекул и кристаллов, то асимметрия - в расположении внутренних органов, строение спирали ДНК. Существует также асимметрия волос.

Исследования в этой сфере оставляют немало загадок. Но прогресс науки не стоит на месте. Возможно, те знания, которые сейчас кажутся очевидными, станут абсолютно устаревшими для ученых будущего. Возможно, ученые будущего смогут окончательно разгадать все тайны высшего продукта эволюции - головного мозга человека.

Функциональная асимметрия – это свойство нервной ткани, характеризующееся распределением психических функций между полушариями конечного мозга. Одним из главных свойств является не только специализация правого или левого полушария, а их тщательное и точное взаимодействие. Это явление рассматривается как фундаментальная закономерность работы высшей нервной системы. Латерализация присуща не только человеку, но и животному.

Во время, когда нейронауки были развиты недостаточно, исследователи считали, что две части мозга – идентичны. Однако дальнейшее изучение структуры показало, что наличествует множество анатомических различий.

Явление асимметрии объясняется одной генетической моделью, которая утверждает, что присутствует некий ген, являющийся фактором «правого сдвига ». Если данный ген находится в доминантном положении, то, скорее всего человек родится праворуким, и наоборот: рецессивное положение белка определяет леворукость индивида.

История возникновения

Первые предположения о том, что конечный мозг не является сплошной однородной массой, состоящей из нервных клеток, высказал немецкий ученый Ф. Галль на рубеже 18-19 веков. Анатом считал, что нервный аппарат речи расположен в передних долях мозга. Однако исследователя приняли за шарлатана, и все его предположения были отвергнуты. В дальнейшем похожие попытки предпринимали такие умы, как Буйоне, Буйо и Дакс, но их не воспринимали всерьез – различные исследования и доклады теоретиков и врачей не получали должного внимания научного сообщества.

Первым, кто получил признание, был французский невролог Брока. Врач предположил, что центр речи располагается в , а именно в левой (в последующем эта область мозга была названа в честь открывателя). Вторым важным шагом в изучении асимметрии была работа ученика Брока Вернике. Его доклад посвящался нарушению понимания речи при повреждении левых .

Тем временем российская неврологическая школа строила фундамент для изучения мозга. Первый московский научный неврологический институт был основан А.Я. Кожевниковым. Ученый ставил себе и своим сотрудникам задачу изучить билатеральную организацию психических функций мозга.

В дальнейшем научный вклад привнесла молодая наука – нейрохирургия. Ученые изучали функцию отдельных участков при их повреждении, а точнее: при поражении определенной области мозга, исследователи следили за тем, какая именно функция мозга выпадает.

К середине 20 века нейронаука накопила достаточно сведений и теорий, дающих возможность представлять взаимоотношение между полушариями и их специализацию. В дальнейшем проводились, и проводятся сейчас исследования на тему творчества. Ученых интересует то, какая именно область или какое полушарие отвечает за создание и созидание. В современном представлении функция творчества объясняется как результат совместной работы обоих полушарий.

Особенности асимметрии полушарий головного мозга

Свойство распределения функции коры мозга обусловлено генетически. Тем не менее, под воздействием социального окружения такая латерализация подвергается различным изменениями. Следует помнить, что специализация полушарий определяется не только психическими функциями, от того ученые выделяют три группы асимметрии:

• Анатомическая латерализация. Это явление заключается в гистологической и анатомической разнице полушарий.
• Биохимическая специализация. Суть определяется разницей протекания клеточных реакций и в содержании нейромедиаторов и гормонов.
• Психофизиологическая асимметрия.

Существует понятие доминантности полушария: люди, у которых левая рука главная – доминирует правое полушарие, и у людей, чья правая рука является главной – левое полушарие главенствует. Однако существует и усредненное понятие – амбидекстрия. Люди, обладающие таким типом взаимодействия, «управляют» своими полушарием равномерно.

Функциональная нагрузка на полушарии

Итак, в чем же заключается разница в работе гемисфер?

Левое полушарие

• Операция логическими понятиями. Преимущественно абстрактно-логическое мышление
• Отвечает за поочередную обработку данных – так называемое сукцессивное мышление
• Аналитический тип обработки информации. Люди с доминирующим левым полушарием раскладывают все полученные сведения по полочкам
• Индуктивные операции мышления – от конкретного к общему
• Легкость в чтении схематических изображений, топографических карт
• Рационализация – понимание смысла речи
• Аналитические способности к музыке: строение композиции, ритма, такта, пауз, соотношение нот друг к другу
• Вербальный интеллект. Он эффективен в точных науках

Правое полушарие

• Операция образами
• Одновременный анализ многих каналов. Параллельное мышление. Обрабатывает сразу несколько потоков
• Синтез информации. Объединяют отдельные объекты, явления и образуют общую картину мировосприятия
• Дедукция – от общего к частному
• Конкретное пространство
• Эмоциональное восприятие информации
• Композиторская функция. Эмоциональное ощущение музыки, эффективная работа с запоминанием мелодий и ее воспроизведением
• Образный (невербальный) интеллект. Легко приспосабливаемый в творчестве: дизайнерское дело, изобразительное искусство, музыка, литература

Взаимодействие полушарий при функциональной асимметрии

Специализация существует благодаря двум полушариями. Они соединены между собой – именно оно обеспечивает обмен информацией между левым и правым полушарием. Однако за «проводку» ответственны и другие . Они служат в роли каналов, благодаря которым гемисферы синхронизируются между собой. Исследователями было показано, что каждая структура занимается обменом конкретной информации:

• Передняя область мозолистого тела отвечает за обмен соматосенсорной информации.
• Задняя часть мозолистого тела переносит зрительную информацию.

У большинства людей - правшей - вопреки распространенному мнению активно левое полушарие головного мозга, которое управляет правой половиной тела. У левшей, наоборот, - правое.

Левое полушарие

3)рассуждения

4) агрессивность

5) последовательность

6) способность к обучению

Но функциональная асимметрия не исчерпывается лишь различиями в совершенстве мышечных функций правой и левой половин тела. Она отражается и на работе органов чувств. У человека есть доминирующие глаз и ухо, даже половина носа или языка могут по-разному чувствительными. У 62% людей ведущий глаз - правый, который в случае частичной потери зрения не теряет своего лидирующего положения. Выключение левого полушария (перестает обрабатываться информация) приводит к депрессии. Правого - к эйфории. То есть, левое полушарие улавливает негативные моменты, правое - позитивные. Не только изображения, но и слова с точки зрения эмоций воспринимаются по-разному. Правши зарекомендовали себя большими оптимистами, чем левши, наибольшую же склонность к пессимизму проявляют амбидекстры (одинаково хорошо владеющие обеими руками).

Давно установлено, что Вселенная асимметрична. В ней все - от спиралей ДНК до галактик - закручено в одну сторону. Однако, по заверениям физиков, существует и «зеркальная» Вселенная, которая в свою очередь, возможно, и объясняет появление леворуких людей. Большинство из нас считают «левизну» аномальной, хотя сама жизнь, по определению, морфологически - левая. Существует гипотеза, согласно которой праворукость - результат естественного отбора, потому что центральная нервная система левшей более подвержена воздействию ядов, отчего они и погибали в то время, когда человечество промышляло охотой и собирательством.

Можно сказать, что мозг состоит из двух одинаковых полусфер, связанных т.н. «корпус коллосум» - мостом, состоящим из нескольких миллионов нервных волокон. Для того чтобы работать в полную силу, каждое полушарие должно успевать анализировать полученную информацию, эти сведения передаются другому полушарию, когда большая часть полученного уже обработана. У левшей связи между полушариями не такие жесткие, как у правшей, поэтому у них информация в коре головного мозга обрабатывается, гораздо медленнее. Подтверждением особенностей функционирования и взаимодействия левого и правого полушария мозга могут служить многие документальные источники, согласно которым левшу-Эйнштейна в школьные годы считали туповатым. Однако у правшей эта связь оставляет мало пространства для свободы творчества. Вплоть до 1970-х гг. XX века в нашей стране левшей безжалостно переучивали, считая их патологией, в связи, с чем многие дети теряли свои незаурядные способности. В то же время есть исследования, доказывающие, что человек, вернувшийся к своей природе, вновь обретал «божественную искру».Если вы левша - значит, у вас гораздо больше работает правое полушарие коры головного мозга, а если вы правша - ваши мысли отвечают за взаимодействие работы левой коры головного мозга. Советуем вам по большей мере тренироваться, можно даже заниматься своеобразной тренировкой: решать ребусы, загадки, головоломки и другие кроссворды, помогающие думать.

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

Оперирует понятиями	Оперирует целостными конкретными образами
Центры Вернике и Брока позволяют понимать речь и говорить	Функция сформирована недостаточно
Происходит последовательная обработка поступающей информации	Осуществляется параллельная обработка данных
Позволяет детализировать и анализировать информацию, воспринимать ее локально, рассматривать от общего к частному	Определяет способности к синтезу, рассмотрению информации от частного к общему.
Осуществляет разграничение времени на прошлое, настоящее и будущее	Дает восприятие момента «здесь и сейчас»
Позволяет воспринимать и считывать карты и схемы	Дает оценить конкретное пространство
Отвечает за запоминание символов, цифр, имен, дат	Участвует в запоминании образов и событий
Дает понимание смысла	Дает понимать эмоциональные реакции
Позволяет воспринимать реальность детально	Осуществляет целостное восприятие
Определяет способности к оптимистичному восприятию окружающего	Определяет пессимистичное восприятие мира
Отвечает за восприятие ритма музыки	Отвечает за определение мелодии
Формирует вербальный интеллект	Отвечает за невербальный интеллект

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.