Межполушарная асимметрия и межполушарное взаимодействие

Межполушарная асимметрия является фундаментальным свойством человеческого мозга, отражая сложную целостную систему взаимодействия множества его образований.

В последние десятилетия изучение этой проблемы является одной из популярнейших тем научных исследований как в нейропсихологии, так и в смежных отраслях науки — нейрофизиологии, психофизиологии, психологии спорта и др.

Следует различать межполушарную асимметрию и функциональную специализацию полушарий.  Межполушарная асимметрия рассматривается как временное доминирование активности структур одного полушария, связанное с типом предъявляемых задач.

Под функциональной специализацией полушарий понимается предпочтение каждым из них обработки информации определённого вида.

Первые работы в области изучения межполушарной асимметрии касались наблюдений за больными с локальными поражениями мозга. Анализируя различия в симптомах между пациентами, имеющими левосторонние и правосторонние поражения, специалисты стремились связать их с особенностями деятельности каждого из полушарий в норме.

В настоящее время проблема межполушарной асимметрии мозга по отношению к высшим психическим функциям изучается как проблема функциональной специфичности полушарий.

Главной задачей исследователей является определение того вклада, который вносит каждое полушарие в реализацию той или иной психической функции.

Основой межполушарной асимметрии является анатомическая неравноценность полушарий мозга.

Ниже приведены основные различия в строении правой и левой гемисфер, выявленные у праворуких людей:

• показано, что левая височная доля больше правой на одну треть как у большинства взрослых, так и у детей.
• корковые области, вовлечённые в осуществление речевых сигналов, имеют большую представленность в левом полушарии. Это особенно характерно для задней части постцентральных извилин, обеспечивающих кинестетическую афферентацию артикуляционного аппарата, а также для премоторной области.
• левый затылочный полюс длиннее и часто выходит за среднюю линию по сравнению с правым, в то время как правое полушарие шире левого в центральных и фронтальных отделах.
• задняя ассоциативная область имеет большие размеры в правом полушарии.
• первичные проекционные зоны представлены больше в левом полушарии, в то время как ассоциативные зоны более выражены в правом полушарии.
• серое вещество пропорционально больше по отношению к белому в левом полушарии, в то время как в правом полушарии это соотношение обратное.
• внутренняя сонная артерия больше слева и имеет более высокое артериальное давление.

Леворукие люди характеризуются меньшей анатомической асимметрией мозга. Так, обнаружено, что у 71% левшей расположение Сильвиевой борозды симметрично в обоих полушариях. В некоторых работах показано также, что у леворуких размеры мозолистого тела больше, чем у праворуких.

По данным МРТ, у них также меньше диаметр, но больше число волокон, соединяющих различные отделы коры. При этом наибольшие размеры мозолистого тела обнаружены у тех леворуких, для которых выявлено несовпадение ведущей руки и центра речи.

Выявленные особенности создают предпосылки для неравных функциональных возможностей полушарий.

В левом полушарии преобладают короткоаксонные связи — особенно в первичных проекционных областях коры, что обеспечивает доминирование этой гемисферы по отношению к унимодальным процессам.

Так, исследование младенцев показало более низкий порог аудиостимуляции для правого уха и более чёткие ответы на тактильные стимулы, адресованные к правой стороне тела, а также выраженную тенденцию к предпочтению восприятия зрительных стимулов правым зрительным полем.

Правое полушарие имеет структурные предпосылки для обработки сложной информации, проявляя более выраженную способность активировать всю кору в целом. Межполушарные различия, наблюдаемые при выполнении когнитивных функций, обеспечиваются не только за счёт различий корковых систем правого и левого полушарий, но и подкорковых структур.

Так, показано, что в правом полушарии обеспечение психических процессов осуществляется при активном участии диэнцефальных образований, имеющих с ним более тесные связи, в то время как левом полушарии более выражены связи со стволовыми структурами.

Таким образом, в картине нейроанатомической асимметрии мозга праворуких людей можно выделить две базисные черты:

1. более выраженная представленность сенсорных и моторных областей в левом полушарии, в то время как правое полушарие характеризуется более заметной репрезентацией ассоциативных зон;
2. в левом полушарии наблюдается преобладание вертикальных связей, а в правом — горизонтальных.

Психофизиологические основы асимметрии мозга. Психофизиологическая асимметрия реализуется в различии физиологических и психологических параметров, обусловленных своеобразием работы каждого полушария.

Её можно разделить на моторную, сенсорную, когнитивную и эмоционально-мотивационную.  Дифференцированная роль полушарий проявляется в использовании различных когнитивных стратегий, по-разному приспособленных к оценке тех или иных стимулов.

Согласно многочисленным литературным данным, левому полушарию принадлежит ведущая роль в решении вербальных задач, обеспечении осознаваемой психомоторной деятельности и памяти, в то время как правое полушарие доминирует в решении пространственных заданий, восприятии мира и себя в этом мире, запоминании событий в виде чувственных образов.

Асимметрия биопотенциалов полушарий характерна для нормы и особенно чётко проявляется в условиях произвольной психической деятельности. Показана связь типа и степени асимметрии биопотенциалов с индивидуальным профилем латеральной организации психических функций.

У здоровых испытуемых наблюдаются различные паттерны межполушарной асимметрии по показателям альфа— и бетаритмов при выполнении разных видов деятельности.

Так, при переходе от невербальных заданий к вербальным происходит уменьшение правополушарного доминирования реакции активации или смена правополушарного доминирования на левополушарное.

Вызванные потенциалы (ВП) в ответ на зрительно-пространственные стимулы в задних отделах правого полушария опережают по времени ВП в симметричных отделах левого полушария.

На примере исследования восприятия слов здоровыми испытуемыми было показано, что восприятие слов определяется соотношением множества факторов, определяющих участие каждого полушария в обработке слов.

К ним относятся осмысленность или бессмысленность, конкретность или абстрактность, непроизводность или производность, раннее или позднее появление в языке.

Первые члены этих оппозиций предполагают преимущественное участие в опознании слов правого полушария, вторые — левого. Например, правое полушарие играет ведущую роль при восприятии существительных, обозначающих конкретные предметы.

В то же время, доминирующее участие левого полушария обнаруживается при предъявлении жаргонных слов, представляющих собой вульгарные синонимы нормативных глаголов: «тяпнуть» в значении «выпить», «капнуть» в значении «написать донос». Эти слова являются поздними приобретениями человека в его лексиконе.

У младенцев в возрасте от 1 недели до 10 месяцев предъявление речевых звуков вызывало большую амплитуду ВП в левом полушарии, в то время как при предъявлении неречевых звуков (например, фортепианного аккорда) амплитуда ВП была выше в правом полушарии. Эти результаты сравнивались с данными, полученными от детей с 4 до 11 лет и у взрослых.

Оказалось, что амплитуда асимметрии была наибольшей у младенцев и снижалась с возрастом.

Во взаимодействии полушарий особую роль играют многочисленные комиссуры, особенно, мозолистое тело.

В исследованиях с использованием фМРТ показано, что у правшей межполушарное взаимодействие при участии мозолистого тела реализуется с элементами взаимного торможения.

Мозолистое тело новорожденного выглядит диспропорционально маленьким по сравнению с мозгом взрослого. В течение первых двух лет жизни ребёнка оно продолжает бурно расти, увеличиваясь примерно в 2 раза и достигая размеров, свойственных людям молодого возраста.

Мозолистое тело созревает постепенно к 5–10 годам, что сопровождается гибелью нейронов, которые не смогли образовать связи с нейронами, имеющими аналогичную функцию на противоположной стороне мозга.

Внутри мозолистого тела отмечается высокая специализация функций в зависимости от того, какие области соединяются волокнами. Так, в передней части мозолистого тела происходит обмен соматосенсорной информацией, а в задней его части — зрительной.

Максимального размера мозолистое тело достигает примерно к 25 годам, что демонстрируют исследования, выполненные методом ядерно-магнитного резонанса.