Проблема функциональной асимметрии в нейропсихологии

С эволюционной точки зрения, асимметрия — это общая фундаментальная закономерность организации всех биологических систем и, в частности, деятельности мозга позвоночных. Асимметрии мозга человека и животных не могут рассматриваться вне связи с общей картиной мира и всеобщими закономерностями природы. Главнейшая из них — опосредованность пространством и временем,ей отводится фундаментальная роль в процессе приспособительной эволюции. Данное явление в своей основе имеет совершенствование форм адаптации активного живого существа к обитанию в трехмерном пространстве, гравитационном поле и временном континууме. В отношении живых организмов обычно рассматриваются два типа асимметрий — структурные (морфологические, для человека — антропологические) и функциональные, которые в свою очередь могут быть представлены неравномерностью или неравноценностью физиологической работы симметричных органов, несхожестью психического функционирования полушарий и периферических отделов парных анализаторов. Анатомические, экспериментальные и бытовые данные говорят о том, что кортикальная асимметрия проявляется главным образом в тех функциях, которые приобретаются в течение длительного периода в детстве и имеют социальную значимость. Морфологическими и функциональными предпосылками оценки пространственно-временной структуры является наличие минимум двух отражающих аппаратов, обеспечивающих количественные различия в приеме одних и тех же компонентов объективной реальности. Для любой локализации процесса и результата необходима, как известно, помимо источника раздражения еще и фиксация начала отсчета (нулевая координата), по отношению к которому и происходит оценивание (в отношении времени точкой отсчета становятся прошлое, настоящее или будущее). Для реализации этого принципа относительности в эволюции сформировались парные, специализированные, достаточно независимые, но модально однородные анализаторные системы с периферической и центральной частями. На их базе позднее, уже под влиянием социального фактора, возникают ВПФ, процессуально зависимые от возникших на более ранних этапах механизмов отражения. Отличительной чертой собственно человеческого поведения и его морфологических предпосылок является исключительная сложность и дифференцированность их реализации, невозможная без учета очевидной асимметрии предметной организации пространства и, по-видимому, времени. В анатомической структуре организма и его высшего управляющего органа — мозга — подобная реальная асимметрия, сопряженная с активным и целенаправленным поведением человека, не могла не отразиться в качественно новой по сравнению с более ранними этапами эволюции форме — асимметрии самих отражающих инструментов и их центрального представительства. При наличии одной и той же конечной задачи формируются различно ориентированные функциональные психофизиологические блоки ее реализации, относительно привязанные к одному из специализирующихся полушарий. Однако наиболее адекватное и полноценное решение задачи активного приспособления осуществляется лишь при скоординированном во времени взаимодействии этих механизмов, то есть при взаимосвязанной работе обоих полушарий. Полный баланс между парными органами и полушариями мозга человека нецелесообразен как в филогенетическом, так и в онтогенетическом аспекте. Регулярный успех тактики решения задачи ребенком в его конкретных жизненных условиях приводит к закреплению превалирующей роли тех или иных мозговых механизмов, функционально связанных с правым или левым полушарием. Исследования последних лет показали, что в раннем детстве между ролями двух полушарий в обеспечении доминирующих на данном сенситивном периоде функций существуют сложные динамические, возможно конкурентные отношения, развивающиеся во времени и приводящие в итоге ктому или иному типу функциональных взаимозависимостей, которые наблюдаются у конкретного взрослого человека. Вершиной психической проекции межполушарной асимметрии на ВПФ является тип личности, в котором одновременно реализуются и горизонтальные (право-левые, передне-задние) и вертикальные (корково-подкорковые) взаимодействия.

Эти исследования дают все основания для постановки вопроса о значении структурных различий правого и левого полушарий в феноменологии функциональной асимметрии. Среди эволюционно развившихся структурных асимметрий самого мозга наиболее заметно увеличение размеров борозд и площади коры в левом полушарии. В частности, было обнаружено, что длина и ориентация сильвиевой борозды на правом и левом полушарии неодинаковы, а ее задняя часть, входящая в зону Вернике, существенно больше на левой стороне. Клеточная организация этой области, весьма характерной именно для человека, различается справа и слева не только у взрослых людей, но и у человеческого плода. Протяженность этой области в левом полушарии взрослого человека в семь раз больше, чем в правом, причем у плода наблюдается ее преимущественное развитие также с левой стороны. Данные, полученные в пре- и постнатальном онтогенезе, позволяют поставить вопрос о соотношении приобретенных и врожденных лингвистических способностей человека на структурной основе. Полушария отличаются также по уровню кровотока, биохимическим показателям, по чувствительности к действию фармакологических препаратов. Левое полушарие у детей значительно в большей степени заинтересовано в специализации очага поражения. Правое полушарие в этом отношении менее дифференцировано.

Основная идея сегодняшнего дня — признание важности обоих полушарий, каждое из них является ведущим (доминантным) в функциях по обеспечению определенных психических процессов. С 1981 г. стал широко употребляться термин «функциональная специализация полушарий мозга».

Межполушарная асимметрия.Развитие представлений о функциональной асимметрии мозга человека в истории нейропсихологии связано с именем французского провинциального врача Дакса, который в 1836 г., выступая в медицинском обществе, привел наблюдения 40 больных с повреждениями мозга, сопровождавшимися снижением или потерей речи. Они вызывались только дефектами со стороны левого полушария. Значение этих наблюдений не было оценено по достоинству, и лишь почти 30 лет спустя интерес к ним был вновь инициирован исследованиями хирурга Брока, который в 1861 г. представил мозг умершего больного, страдавшего расстройством речи, также вызванным повреждением левого полушария. Это явилось серьезным аргументом в пользу того, что даже ВПФ в морфологическом пространстве мозга могут обусловливаться различной локализацией. Известный английский невролог Джексон так писал по этому поводу: «Два полушария не могут быть простыми копиями, если повреждения лишь одного из них приводят к потере речи». Позднее было показано, что наиболее дифференцированные формы поведения также связаны с левым полушарием. Концепция доминантности полушарий, согласно которой при решении всех гностических и интеллектуальных задач ведущим у правшей является левое полушарие, а правое оказывается относительно пассивным, существовало почти столетие. Постепенно накапливались сведения, что представление о правом полушарии, как второстепенном или зависимом, научно несостоятельны. После того, как для лечения больных эпилепсией с 1962 г. Сперри и др. начали осуществлять операции комиссуротомии (перерезку мозолистого тела). В результате исследований потерь от несогласованной работы половин мозга стало ясно, что правое полушарие обладает «собственными» высшими гностическими функциями. Иллюстрацией исключения из совместной работы мозга правого полушария стал появлявшийся в результате комиссуротомии синдром расщепленного мозга,включавший следующие симптомы: нарушение координации движений, в которых участвуют две конечности; игнорирование левой половины тела и половины зрительного поля; невозможность прочесть слова или назвать предметы, предъявляемые в правое полушарие (или одному правому глазу) — аномия;нарушение письма и конструктивной деятельности одной рукой, при которых письмо может осуществляться только правой, а рисование только левой рукой — дископия-дисграфия.При поражении мозолистого тела в детстве синдром расщепленного мозга не возникает, что объясняется морфологической и функциональной незрелостью структур, объединяющих левое и правое полушарие. Помимо исследований эффектов расщепленного мозга в клинической нейропсихологии для оценки неравноценности работы полушарий используют: наркоз одного из полушарий путем введения снотворного в соответствующую сонную артерию (проба Вада); угнетение одного из полушарий с помощью унилатерального применения электрического тока (с терапевтической целью вызывающего судорожный припадок); запись биотоков мозга (ЭЭГ); запись кровотока в полушариях, регионально увеличивающегося при усилении активности какого-либо участка мозга; функциональные пробы, оценивающие асимметрию в работе рук, анализаторных систем; клинические данные, полученные при анализе очаговой патологии; результаты нейропсихологического тестирования больных с односторонней нейромозговой патологией. Среди большого числа работ, посвященных проблемам межполушарной асимметрии, прослеживается два уровня анализа представляемых данных. В одной части случаев предметом исследования становятся собственно мозговые механизмы, предопределяющие те или иные асимметрии, а в другой части — рассматриваются хорошо идентифицируемые результаты и феномены этой асимметрии.

Сенсорные асимметрии. Зрение. Для зрительного анализатора асимметрия фиксируется приблизительно в 90% случаев. Преобладание правого глаза (по установлению оси зрения) встречается у 60% обследованных. Ведущим глазом цвет воспринимается сразу, а неведущим — с увеличенным латентным периодом. Прицеливание лучше обеспечивает правый глаз, у него же шире поле зрения. В связи с асимметрией зрения отмечаются так называемые эффекты живописи: восприятие диагонали как подъема или спуска в зависимости от угла картины, из которого она начинается, различия в субъективной оценке тяжести объекта (больше при локализации в правом верхнем углу). Эти феномены в целом объясняются различным субъективным значением полей зрения.

Слух. Острота слуха выше у левого уха, а более полноценное воспроизведение вербального материала и более точная пространственная локализация источника звука регистрируются справа. Это явление было названо эффектом правого уха.Он объясняется различиями в дистанции прохождения звукового сигнала, вначале направляющегося в контралатеральное полушарие с учетом левостороннего доминирования корковых полей, обрабатывающих фонематический ряд речи. В онтогенезе различие восприятия вербального материала правым и левым ухом выявляется у детей с 4-летнего возраста, причем раньше у девочек, чем у мальчиков. Особенно этот феномен выражен между 5 и 12 годами и зависим от интенсивности речевой стимуляции в раннем детстве. Есть многочисленные указания на слабую выраженность асимметрии слуха у леворуких.

Осязание. В отличие от бинокулярного и бинаурального восприятия, создание бигаптического (двуручного) единого образа затруднено. Испытуемые говорят о борьбе двух одновременно создающихся образов от правой и левой сторон ощупываемой фигуры, как бы раздваивании и распаде целостного представления на две плохо совместимые части. При ощупывании двумя руками 80% испытуемых отмечают субъективную трудность для левой руки. Правая рука характеризуется более высокой различительной чувствительностью в познании предметно-пространственных свойств ощупываемых объектов, но время опознания одной рукой лучше для левой. На левой руке болевая, вибрационная и температурная чувствительность выше. На правой лучше кинестетическая. Здоровые дети 10-11 лет правой рукой лучше распознают буквы, а левой — фигуры, глухие от рождения — наоборот.

Обоняние. Левая сторона носа более чувствительна к запахам приблизительно у 70% взрослых, а у детей половины носа примерно равны (возможно, это связано с возрастным искривлением носовой перегородки).

Вкус. Слева на языке чувствительность острее.

Функциональные асимметрии в обработке информации. ЭЭГ-исследования показали, что при интеллектуальной деятельности (чтении, решении арифметических задач) усиливается асимметрия за счет большей депрессии альфа-ритма в левом полушарии, что свидетельствует о его большей активности. Если деятельность носит преимущественно наглядно-образный (визуально-пространственный) характер, то альфа-депрессия наблюдается больше справа, а при вербальных задачах — левосторонне. В принципе любые виды активности усиливают межполушарную асимметрию. Получены данные в пользу различных принципов и стратегий обработки информации двумя полушариями. В частности, для зрительного анализатора левое полушарие реализует классификационно-дискриминантный метод функционирования — вырабатывает решающие правила, позволяющие относить изображение к тому или иному ожидаемому классу. Именно классификация образов в левом полушарии, давая более обобщенное и символьно-знаковое отражение объектов окружающего мира, создает базис формирования понятийной речи как высшей формы абстрагирования. Левое полушарие играет ведущую роль в задачах, которые связаны с опознанием хорошо знакомых изображений, к какому бы классу эти стимулы ни принадлежали (слова, буквы, простые геометрические фигуры, знакомые лица). Высокая степень знакомства ребенка с предъявляемыми стимулами, возникающая в ходе обучения, является необходимым условием для формирования в левом полушарии той системы значимых признаков, которая позволяет ему выйти на качественно новый уровень решения задач. Правое полушарие реализует структурный метод — описывает иерархически организованные в целостные структуры элементы изображения. Оно в перцептивном отношении ориентировано на трудноразличимые, малознакомые стимулы. Левое полушарие предположительно специализируется на последовательном восприятии информации, правое — на создании гештальта (одномоментного, целостного итога работы какого-либо психического процесса). Примером реализации этой формы асимметрии во взаимодействии двух полушарий является восприятие и осмысление речевого высказывания. Кроме того, в правом полушарии находится основная сенсорная память с «записанными» для каждого класса конкретными «виденными» объектами.

При исследовании процессов зрительного опознания было продемонстрировано, что правое полушарие дает вначале детальное описание изображения, и только затем переходит к его обобщению. Процесс опознания в левом полушарии направлен от общего к частностям: сначала производится самая общая классификация, затем она становится более дробной по мере включения новых разделительных признаков. Левое полушарие поэтому при сравнении двух изображений быстрее устанавливает сходство, а правое — различия.

Опыты, проведенные в психиатрической клинике на больных, проходивших курс лечения унилатеральными электросудорожными припадками, вызывающими временное угнетение функций одного полушария и одновременное облегчение функций противоположного, показали, что левое и правое полушария мозга по разному относятся к решению метафор (образных выражений типа «обвести вокруг пальца»), идиом (неразложимых словосочетаний, значение которых не совпадает со смыслом составляющих слов типа «заварить кашу») и силлогизмов (логических умозаключений типа «у каждого государства есть флаг, Замбия — государство, следовательно, у Замбии есть флаг»). Изолированно функционирующее правое полушарие понимает метафоры и особенно идиомы не только существенно лучше, чем левое, но и лучше, чем оба полушария вместе. Как указывал Джексон в конце прошлого века, и это подтвердилось в более поздних исследованиях, правое полушарие хранит готовые куски текста — штампы, фразеологизмы, ругательства. Идиомы относятся к подобного рода штампам, которые невозможно дешифровать, но можно только знать. Метафоры, оцениваемые правым полушарием целостно, гештальтно благодаря приросту конкретности, несколько лучше поддаются объяснению им, чем левым полушарием. При решении силлогизмов левое полушарие склонно использовать адекватный логико-теоретический подход, а правое — эмпирический (с привлечением собственного жизненного опыта), причем эффективность левого полушария в данном типе задач чрезвычайно высока. По мнению авторов этого исследования — Черниговской и Деглина, сферой правого полушария как участника творческого процесса является поэзия. Преимущественное участие левого полушария необходимо в случае повышенных требований к точности фонематической идентификации, например, при распознавании бессмысленных словосочетаний; при опознании лексем, играющих особо важную роль в синтаксическом оформлении высказываний; при опознании абстрактных слов (с малой степенью образности). Правое полушарие специализируется на опознании пространственных характеристик зрительных и звуковых стимулов, а также слов, имеющих высокий уровень конкретности.

Гипотетически правое полушарие функционирует в настоящем времени с опорой на прошлое, а левое — в настоящем с опорой на будущее время. Особенно это заметно при сопоставлении чувственного образа как законченного события и речи как способности познать непосредственно недосягаемое. Логика интерпретации этого обстоятельства близка к логике объяснения того факта, что отображение ближнего, более определенного пространства и его проекция в манипуляторную деятельность более связаны с правым полушарием, а вероятностные характеристики дальнего пространства — с левым. Эти же акценты могут быть описаны и такими смысловыми полюсами, как непосредственное и отсроченное выполнение действия.

Специального анализа требует оценочная сторона получаемой полушариями информации, выражаемая характером эмоционального реагирования на те или иные стимулы. Как указывалось выше, асимметрия эмоциональной сферы, регистрируемая с помощью различных проб и полученная как эффекты возникшей локальной патологии мозга, выражается в преимущественной ответственности за формирование положительных эмоций левого полушария, а за отрицательных — правого.

Последние экспериментальные данные показывают, что в любой задаче участвуют оба полушария — вне зависимости от вербального или невербального, аналитического или целостного способа обработки информации. Любая задача, требующая сенсорного или моторного решения достаточно высокого уровня, на разных стадиях и для обработки разных характеристик стимула непременно вовлекает структуры обоих полушарий. Усиление подобного взаимодействия обусловливается и перекрестом нервов, идущих от органов чувств, что позволяет периферической информации одновременно поступать как в ипси-, так и контралатеральное полушарие. Лишь специальная система методов латерального предъявления стимулов обеспечивает оценку специфических функций каждого полушария. Кроме того, в отличие от особенностей стимульного материала именно тип задачи играет роль основного фактора, избирательно активизирующего мозговые структуры того или иного полушария (обнаружение, узнавание, идентификация, сравнение). Для практических целей часто пользуются таким понятием, как индивидуальный латеральный профиль человека, или профиле-латеральная организация,где в качестве индикатора асимметрии выступают несколько ведущих систем (например, рука, зрительный и слуховой анализаторы).

Латеральные функциональные различия при патологии мозга.В ходе раздельного описания психопатологической симптоматики при очаговых поражениях мозга справа и слева в качестве наиболее значимых можно выделить два клинических факта.

I. Строгое различие нарушений психической деятельности правшей, наступающих при поражении правого и левого полушарий. Эта строгость в свою очередь проявляется в двух картинах психических нарушений. Одна — правополушарная — включает в себя расстройства психосенсорной сферы, восприятия или чувственного познания внешнего мира и самого себя в этом мире; искажаются или вовсе не формируются знания в виде чувственных образов событий, происходящих вокруг больного и в нем самом. Другая — левополушарная — включает в себя нарушения программирования и реализации двигательного поведения, речи или основанных на ней мышления и абстрактного познания; нарушается словесная память. В психопатологической симптоматике могут быть общие для поражения того или другого полушария симптомы, но они также имеют частные различая. Так, депрессия (F06.32) возможна при право- и (или) левополушарной патологии мозга, но в первом случае это — тоскливая депрессия, и она сопряжена с двигательной и общепсихической заторможенностью; в случае поражения левого полушария возникает обычно тревожная депрессия, наиболее характерная для поражения височных отделов левого полушария, сопровождаемая двигательным беспокойством. Слуховые галлюцинации при поражении правого полушария имеют невербальный характер, выражаются в слышании мнимой музыки, ритмических звуков, а при поражении левого полушария эти галлюцинации выражаются в слышании мнимых речевых высказываний.

II. Несоблюдение описанных закономерностей при очаговых поражениях у левшей. Оно сводится к меньшей зависимости или к независимости клинических особенностей психопатологической симптоматики от того, какое полушарие поражено. Есть левши, которые как бы повторяют правшей по психопатологической картине очагового поражения мозга. Но при этом нет левши, картина психических нарушений которого была бы противоположна таковой у правшей. Хорошо известна зависимость эмоциональной патологии от стороны поражения мозга. При повреждениях левого полушария обнаруживаются дисфорические реакции, приступы отчаяния, агрессивности, нетерпимости, тогда как правополушарные повреждения проявляются недифференцированными эйфорическими реакциями.

С точки зрения различного способа обработки информации, при патологии левого полушария у правшей в большей мере нарушаются: 1) оценка иерархии признаков образа — способность выделять значимые признаки стимульной информации и объединять их в единый (обобщенный) образ; 2) классификация стимулов — способность устанавливать принцип классификации с учетом тех или иных значимых признаков и адекватно использовать его в процессе классификации; 3) способность к приобретению нового опыта — способность к обучению; 4) память на обобщенные категориальные признаки сигналов; 5) возможность выделить признаки продолжительности сигналов и их последовательности.

При патологии правого полушария в большей мере нарушается: 1) оценка конкретных, специфических особенностей стимульного материала при более или менее сохранной способности к обобщению, а также возможность одновременно охватить и учесть ряд конкретных специфических признаков образа; 2) память на конкретные, сугубо индивидуализированные признаки стимулов; 3) оценка пространственных параметров стимулов и их пространственного взаимоотношения; 4) помехоустойчивость восприятия, что, по-видимому, связано с тем, что при помехах выделяется лишь ограниченное число признаков образа, значимость которых различна, тогда как больные с правосторонней патологией могут принять решение лишь при наличии полного или почти полного набора признаков.

Трудность интерпретации этих данных заключается в том, что повреждение коры одного из полушарий приводит не только к реципрокной (взаимной) активации другого, но и к растормаживанию подкорки этой же половины мозга.

Проблема левшества.Под левшеством понимается левая асимметрия — преобладание леворасположенных парных органов над правыми в их совместном функционировании. Левшество в широком смысле не сводится к леворукости. У лиц, нормально развивающихся по показателям психической деятельности, может быть симметрия или очень слабая асимметрия одного или двух парных органов при правшестве или левшестве других. При обследовании больших контрольных групп полные (по всем органам) правши обнаруживаются в 38-54%, а остальные имеют частичное левшество, между тем как чистые левши либо вообще не встречаются, либо их доля не превышает 2%. Среди здоровых наиболее часты лица только с одним признаком левшества. У мужчин в среднем чаще на 2-4% встречаются правши, что особенно заметно для зрения (в 2,2 раза). Больше всего левшей среди детей и коренного населения Севера и Юго-Восточной Азии. В отношении причин возникновения левшества как проявления особенностей межполушарной асимметрии существует несколько точек зрения. 1. Согласно генетической теории левшество передается по наследству и обусловлено хромосомными факторами, что обусловливает специфику морфологического строения мозга левшей. 2. Согласно социо-культурной теории формирование «рукости» связано с культурно-историческими условиями, с детства социально навязывающими преимущественное пользование и тренировку одной из рук. 3. В соответствии с патологической теорией,левшество — результат травмы на разных этапах пренатальной и постнатальной жизни. Чаще всего, это родовая травма из-за аномалии родовых путей, результат наложения щипцов при родовспоможении. Каждый конкретный случай левшества имеет свою обусловленность возникновения, которая может быть связана как с одной, так и комбинацией причин.