На приведенном здесь рисунке показаны изображения мозга пятерых людей (см. Gevins & Cutillo, 1993). На левом рисунке испытуемые ждут появления однозначного числа. На правом рисунке испытуемые должны помнить двузначное число, ожидая появления третьей цифры. Как видно, при более сложном задании имеет место гораздо большая коммуникация между различными областями мозга по сравнению с относительно простой ЭЭГ-активностью, связанной с выполнением несложного задания. Возможно, удержание чего-либо в сознании и одновременное наблюдение за другими событиями требует различных мыслительных операций.
Назначение контралатеральности все еще не понято до конца, однако было выдвинуто предположение, что два полушария выполняют совершенно разные функции. Существует большое количество научных (Kandel, Schwartz & Jessell, 1991; Kupferman, 1981; Sperry, 1982) и популярных (Ornstein, 1972) идей о функциях полушарий. (Предполагается даже, что свойственный Востоку мистицизм и западный рационализм связаны с правым и левым полушариями соответственно.)
Клинические подтверждения контралатеральности впервые были получены древними египтянами, но научное подтверждение противоположности функций возникло в XX веке, когда нейрохирурги обратили внимание на то, что опухоли и удаление частей левого полушария приводят к другим последствиям, чем аналогичная патология в правом полушарии. Повреждения левого полушария приводили к возникновению расстройств речи, в то время как пациенты с повреждениями правого полушария испытывали трудности при одевании. Дальнейшие признаки функциональной асимметрии были обнаружены в 1950-х годах, когда для лечения тяжелых форм эпилепсии был предложен метод, заключавшийся в пересечении мозолистого тела — массивного скопления нервов, соединяющего два полушария (Bogen & Vogel, 1962). Разрушая связь между двумя основными структурами мозга (такая операция называется церебральной комиссуротомией), хирурги надеялись ограничить эффекты эпилептического приступа одним полушарием. По-видимому, это работало. (Такие радикальные хирургические операции нечасто проводятся в наше время.)
Исследования расщепленного мозга. В 1950-х годах Роджер Сперри из Калифорнийского технологического института проводил на животных исследование, посвященное изучению последствий так называемой процедуры по расщеплению мозга. Главной целью этой работы было определение различных функций, связанных с каждым полушарием. Особенный интерес представляло обнаружение Майером и Сперри (Myers & Sperry, 1953) того факта, что перенесшие подобную операцию кошки вели себя так, как если бы у них было два мозга, каждый из которых способен действовать, обучаться и запоминать информацию независимо от другого.
Роджер Сперри (1924-1994), лауреат Нобелевской премии, автор работ по расщепленному мозгу, открывших новую многообещающую область исследований
Сперри с коллегами, из которых следует особо отметить Майкла Газзанигу, имели возможность изучать людей, перенесших комиссуротомию. В одном исследовании (Gazzaniga, Bogen & Sperry, 1965) они наблюдали, что пациенты, которым в правую руку давали обычный объект, например монету или расческу, могли определить его вербально, так как информация от правой стороны тела поступает в левое полушарие, где находится центр языковой обработки. Однако если им давали этот же объект в левую руку, пациенты не могли описать его вербально; они могли указать на объект, но только левой рукой.
Проводимые этой группой и другими учеными исследования показали, что левое полушарие связано с такими функциями, как язык, концептуализация, анализ и классификация. Правое полушарие связано с интеграцией информации во времени, как, например, в искусстве и музыке, пространственной обработкой, распознаванием лиц и форм и такими обыденными задачами, как определение пути в городе или одевание. Эти открытия подтверждают наличие локализации функций в мозге. Однако последующие работы показали, что правое полушарие связано с лингвистической обработкой, особенно письменного языка, сильнее, чем считалось ранее. К тому же у молодых пациентов наблюдается хорошее развитие функций обоих полушарий (Gazzaniga, 1983). В общем, эти наблюдения свидетельствуют о значительной гибкости развивающегося мозга человека, а также о том, что его функции обособлены не так четко, как считалось ранее, а выполняются различными областями обоих полушарий.
Значительная часть современных исследований в области специализации полушарий касается зрительного восприятия, которое имеет уникальную систему обработки контралатеральной информации. Рассмотрим анатомию зрительной системы в связи с полушариями мозга (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Схематическое изображение нервных путей между сетчатками глаз и правым и левым полушариями головного мозга. Обратите внимание на то, что часть идущих от каждого глаза нервных волокон переходит в зрительном перекресте на противоположную сторону и входит в противоположное полушарие, а часть — нет
Как показано, обработка зрительной информации, по крайней мере частично, подчиняется принципу перекрещивания. Световая информация (например, лучи света, отраженные от текста, который вы читаете), сначала воспринимается рецепторными нейронами сетчатки глаз. Система нервных путей, соединяющих каждый глаз с мозгом, более сложна, чем все остальные сенсорные системы. Примерно половина выходящих из каждого глаза нервных волокон подчиняется принципу контрлатеральности, но оставшаяся половина — нет; то есть половина волокон заканчивается в коре полушария, расположенного на той же стороне, что и глаз. Рассмотрим левый глаз, изображенный на рис. 2.12. Информация, регистрируемая правой стороной его сетчатки (чувствительная к свету оболочка, расположенная на задней стенке глаза; на рисунке она закрашена серым цветом), поступает в правое полушарие, а информация, регистрируемая Левой стороной сетчатки, поступает в левое полушарие. Это же справедливо и для правого глаза.
Если перерезать мозолистое тело, как при процедуре расщепления мозга, то информация, регистрируемая, скажем, правой стороной сетчатки правого глаза, будет поступать только в правое полушарие, так как именно мозолистое тело позволяет передавать информацию между полушариями. Аналогично обработка информации, регистрируемой левой стороной сетчатки левого глаза, будет ограничена левым полушарием. Эксперименты в этой области привели к удивительным результатам. Если испытуемому с расщепленным мозолистым телом завязывают глаза, дают обычный объект (например, мяч или ножницы) в одну руку, а затем просят выбрать этот объект, опираясь на ощущения прикосновения, испытуемый может сделать это, но только той рукой, которой он до этого ощупывал объект. Если его просят выбрать объект противоположной рукой, результаты показывают, что испытуемый может сделать это только случайно.
