Сущность функциональной ассиметрии

«Пространственное»  правое и «временное» левое полушария  обладают способностями, позволяющими им вносить важный вклад в большинство  видов когнитивной деятельности. Комплементарностью специализированных функций двух полушарий определяется то, что модели действительности, конструируемые нормальным мозгом и качественно отличные от простого суммирования типов репрезентационных стратегий, свойственных каждому отдельному полушарию, дают человеку возможность видеть и воспринимать окружающий мир во всем его многообразии.

3. Функциональные асимметрии в  филогенезе

         Асимметрия функций полушарий обнаруживается и у животных. Известный исследователь В. П. Бианки первым издал монографию, в которой систематизировал данные о млекопитающих, птицах и даже рыбах и насекомых. Различается два вида асимметрий:

- индивидуальная (когда  доминирует одно из полушарий  каждой особи, но у целого  вида специализация отсутствует),

- видовая (специфическая латерализация доминирующего полушария наблюдается у всего вида).

В.Бианки говорит о существовании последнего вида асимметрии у животных. К примеру, у кошек обнаружено доминирование правого или левого полушария по величине вызванных потенциалов. У крыс при обучении выявлена определенная закономерность динамизма латерализации, подчиняющаяся правилу лево-правого смещения: при непрочном условном рефлексе доминировало правое полушарие, а после его упрочения -левое. При исследовании эмоций оказалось, что более эмоциональным, как правило, оказывалось правое полушарие, в то время как левое полушарие преимущественно осуществляло моторный контроль. Бианки сделал вывод, что функциональная асимметрия является « общей фундаментальной закономерностью деятельности мозга позвоночных»

Бианки был первым, кто попытался сравнить асимметрии мозга животных и человека. Им были отмечены общие черты:

- формирование к  моменту рождения;

- дальнейшее развитие;

Ученым подчеркивается «принципиальное совпадение данных, полученных при исследовании полового диморфизма межполушарной асимметрии у людей и животных» мозг мужчин и самцов более асимметричен. Также  было обнаружено сходство между принципами обработки информации у человека и животных.

Пытаясь понять причину  асимметрии мозга, Бианки предположил, что «латеральная специализация» возникла в процессе эволюции и никак не связана с трудовой деятельностью.

Данная теория предполагает, что умеренная степень латерализации представляет собой видоспецифическую норму, при этом допускается, что полигенная гомозиготность ведет к дестабилици развития, которая проявляется в значительном числе нарушения развития, включая шизофрению, аутизм, некоторые физические аномалии, в том числе крайние сдвиги в ту и другую сторону от видоспецифически предопределенной умеренной праворукости. Однако с этих позиций трудно объяснить, каким образом в антропогенезе возникли генетически детерминированные механизмы латерализации. В контексте простых генетических моделей этот вопрос решается легче, поскольку можно допустить изменение или появление одного-двух новых генов в эволюции.

Признано, что функциональная асимметрия мозга, как и левополушарное доминирование, — уникальная, специфическая  особенность мозга человека, возникшая  в антропогенезе в связи с  появлением речи и праворукости. Можно  говорить о преобладании левого полушария  и осуществлении им контроля двигательных функций у животных. Однако латеральный  контроль двигательных функций у  животных динамичен, и его латерализация может смещаться в зависимости от обслуживаемой функции. По некоторым предположениям склонность к преимущественному использованию правой руки возникла в первобытных популяциях, когда их члены еще не имели генетически обусловленного превосходства в использовании той или иной руки. Эволюционные события, определившие появление ведущей руки, произошли, по-видимому, уже после отделения человека как вида от его ближайшего родственника — шимпанзе.

4. Функциональная асимметрия в  онтогенезе

           В середине 60-х гг. психолог из Корнеллского университета Э. Леннеберг сделал вывод, что латерализация функций в мозгу развивается постепенно и завершается в период полового созревания. Дальнейшие исследования, проведенные на основе клинических данных о последствиях одностороннего повреждения мозга у детей от 2 до 10 лег, накопленных невропатологом Бассером, позволили Леннебергу выдвинуть предположение, что латерализация начинается в период овладения языком, но не завершается до наступления половой зрелости.

Существуют данные, свидетельствующие о наличии  асимметрии в раннем периоде жизни, полученные при анатомическом исследовании мозга плодов и новорожденных. Ф. Варга-Кхадем с соавторами произвели измерения 2107 экземпляров мозга плодов и новорожденных в возрасте от 10 до 44 недель после зачатия. В 54% случаев они обнаружили более длинную височную плоскость слева, в 18% —справа. В 28% существенных различий в величине височной плоскости между двумя сторонами мозга не наблюдалось.

В пренатальном периоде развития плод часто меняет свое положение в матке вплоть до последних недель вынашивания; нервная система получает стимулы от механорецепторов внутреннего уха и поверхности тела несимметрично до тех пор, пока голова плода не зафиксируется в родовом канале. Однако уже в этот момент обнаруживается двусторонняя поведенческая асимметрия: большинство детей рождаются в левом переднезатылочном предлежании — феномен, возможно обусловленный асимметричным статистическим распределением поворотных тенденций плода и небольшой анатомической асимметрией родовых путей.

Сенсорные сигналы, достигающие  мозга, резко меняются после рождения. Безусловно, важная двусторонняя асимметрия в стимуляции сенсорных органов  обусловлена взаимоотношениями  ребенка и матери с первых же дней жизни. Данные, полученные в различных  культурах, говорят о том, что  в манере матери держать ребенка  наблюдается явная левосторонняя  тенденция, т.е. младенец находится  чаще слева от материнской груди, а его голова и туловище лежат  на ее левой руке. Когда мать хочет  успокоить дитя, она бессознательно прижимает его к левой стороне  своей грудной клетки. В результате ребенок получает возможность слышать  удары ее сердца, которые оказывают  на него успокаивающее действие. У  европейских матерей такой «левый уклон» отмечен в 65-70% случаев. Сходные  отношения наблюдаются и в  других культурах США. Таким образом, можно согласиться с гипотезой, согласно которой значительная часть  ранней социальной жизни ребенка  характеризуется неодинаковой стимуляцией  левых и правых рецепторов положения  головы в его вестибулярном аппарате и более выраженным воздействием слуховых и осязательных сигналов на левое, а не на правое полушарие мозга. Как бы то ни было, такое левостороннее  положение приводит к асимметричной  стимуляции мозга ребенка. Звуки  голоса или другие значимые сигналы, исходящие от матери, включая ритмичное биение ее сердца, передаются главным образом в его левое полушарие.

В настоящее время  известны работы по определению пренатальных признаков функциональной асимметрии, которыми являются предпочтение поворота головы плода, сосание большого пальца «ведущей» в будущем руки, контакт лица с ладонью ипсилатеральной руки. Описаны ранние постнатальные признаки латеральности, проявляющиеся в асимметрии коленных рефлексов, «позе фехтовальщика», хватательных рефлексов, пальмарного рефлекса, рефлекса Моро, начальных шагательных движений для того чтобы ответить на вопрос, меняется ли с возрастом латерализация, следует количественно оценить ее у лиц разных возрастных групп и сравнить степень асимметрии в каждой из них. Такой подход очень широко применялся в исследованиях с дихотическим прослушиванием. Эта методика позволяет латерализовать слуховую информацию.

Д. Кимура, сотрудница Монреальского неврологического института, впервые обратила внимание на то, что при определенных условиях испытуемые более точно идентифицировали слова, предъявляемые на правое, а не на левое ухо. Кимура применяла методику дихотического прослушивания, следуя которой испытуемые слушали два различных сообщения, подаваемых одновременно так, что каждое ухо воспринимало только одно сообщение. Стимулы, которыми пользовалась Кимура, состояли из пар однозначных чисел, например «два» и «девять». Числа каждой пары записывались на отдельные дорожки магнитной ленты; начало их произнесения совпадало. Испытуемые прослушивали через наушники пробы, состоящие из трех пар чисел, быстро следующих одна за другой. После каждой пробы их просили воспроизвести в любом порядке как можно больше чисел из шести предъявлявшихся. Кимура обнаружила, что больные с повреждением левой височной доли выполняют задание значительно хуже, чем имеющие повреждение правой височной доли мозга.

Однако независимо от локализации повреждения испытуемые обычно более точно воспроизводили числа, подававшиеся на правое ухо. Такое  же преимущество правого уха было обнаружено и у здоровых испытуемых.

Для объяснения своих  данных Кимура привлекла результаты исследований на животных, указывающие на то, что контралатеральные проекции от уха к мозгу значительно преобладают над ипсилатеральными. Она предположила также, что при одновременном предъявлении на оба уха двух различных стимулов разница в мощности передачи информации увеличивается настолько, что передача по ипсилатеральному пути подавляется. Приняв эти предположения, можно объяснить доминирование правого уха.

В условиях дихотического предъявления приложенный к левому уху стимул может достигнуть левого полушария одним из двух способов — через ип-силатеральный путь, передача по которому ослаблена, или через контралатеральные пути к правому полушарию и затем через межполушарные комиссуры. У стимула, приложенного к правому уху, путь проще: он достигает левого полушария по контралатеральному пути. Поскольку стимул поступает в левое полушарие в «лучшем» состоянии, чем его партнер, предъявлявшийся на левое ухо, возникает небольшое преимущество правого уха. Такова модель слуховой асимметрии, предложенная Кимурой. Итак, для того, чтобы разобраться в вопросе об изменениях латерадизации с возрастом, использовалась методика дихотического прослушивания. Данные, полученные в подобных исследованиях, не согласуются друг с другом. В обзорной статье П. Сатса с соавторами, посвященной развитию латерализации, авторы насчитали четыре работы с дихотическим прослушиванием, показывающие увеличение асимметрии в 12—14-летнем возрасте, и пять работ, демонстрирующих либо слабое уменьшение, либо отсутствие изменений асимметрии после 3—5-летнего возраста.

Принимая во внимание вариабельность результатов исследований, делать заключения относительно изменения  асимметрии с возрастом пока преждевременно.

Анализируя развитие асимметрии в онтогенезе можно отметить первые проявления асимметрии уже в  периоде новорожденности: уже в  первые сутки у новорожденного, поддерживаемого  вертикально с сомкнутыми ножками, первый питательный рефлекс чаще всего осуществляется правой ножкой. В первые недели после рождения преобладают  повороты вправо (65%), у 15% преобладают  повороты влево, у остальных же не наблюдается преобладания. У новорожденных  и младенцев в ответ на звуки  отмечена большая активация левого, а в ответ на вспышки света - правого полушарий. При звучании музыки учащается сердцебиение у  новорожденных, и в восприятии музыки у них преобладает правое ухо.

В детском возрасте более отчетливо, чем зрелом, проявляется  асимметрия функций полушарий мозга. Вероятнее всего процессы полушарного  ваимодействия в детском возрасте имеют по сравнению с взрослыми другую направленность (справа налево) и другой знак. Однако постепенно у ребенка развиваются асимметрии, свойственные взрослым. К среднему возрасту у людей снижается тенденция к запаздыванию руки в моторной реакции, число праворуких в старшем возрасте достоверно увеличивается, амбидекстров - уменьшается, а леворуких остается без существенных изменений. Вообще, в зрелом возрасте асимметрия постепенно нивелируется.

Обобщая вышесказанное  можно предположить, что динамике асимметрий в онтогенезе сопутствует  становление и изменение структуры  психической деятельности человека, выражающей собой асимметрию функций  полушарий мозга. Правилом для всех асимметрий человека является дополнение проявлений асимметрии в начале жизни  более сложными.

Высказывания об изменениях функциональной асимметрии мозга в  позднем онтогенезе основаны на учете  особенностей психики пожилого человека: быстрое забывание, невозможность  держать в сознании намерения  и действия, подлежащие реализации и ярко выступающий «уход в  прошлое».

А. М. Полюховым была сформулирована «онтогенетическая  гипотеза межполушарной асимметрии мозга». Согласно этой гипотезе, происхождение  асимметрии и особенности ее проявления в процессе онтогенеза определяют пять факторов.

1. Латерализующий фактор негенетической природы, под влиянием которого левая половина тела, а значит и левое полушарие мозга имеет некоторое преимущество в скорости эмбрионального развития, что уже было доказано ранее.

2. Генетические механизмы,  формирующие билатеральный признак,  через который реализуется влияние  латерализующего фактора. Проявление генетической дисперсии асимметрии зависит от особенностей феногенеза каждого признака.

3 Пренатальные средовые влияния (стресс, инсульт и т.д.), вызывающие возникновение атипической (патологической) межполушарной организации, и в частности леворукости.

4 Средовые систематические  (культуральные) влияния, способствующие формированию церебральной организации и функциональной специализации полушарий (данный фактор значительно увеличивает частоту праворукости).

5. Средовые стохастические  влияния, которые увеличиваются  с возрастом и при возрастной  церебральной патологии проявляются  дестабилизацией межполушарных  отношений. Направленность асимметрии  существенно не меняется, но становится  трудноопределяемой; абсолютная величина асимметрии увеличивается.

В целом специфика  межполушарной асимметрии в значительной степени связана со сложностью церебральной организации и структурно-функциональными особенностями определяющих ее нейрофизиологических механизмов. Каждая церебральная функция характеризуется особыми проявлениями асимметрии, поэтому можно говорить о множестве асимметрий, хотя на самом деле речь идет об асимметрии множества функций.

Существует, однако, лишь одна причина (латерализующий фактор), способствующая приоритету левого полушария в отношении важнейших для человека функций речи, абстрактного мышления. Это обстоятельство позволяет вновь обратиться к забытой ныне концепции «доминантности полушарий», отдавая ей предпочтение перед получившей в последнее время распространение концепцией «полушарной специализации» Специализация полушарий существует, но является вторичным механизмом (результатом) с одной стороны - конкурентных внутриполушарных взаимодействий между речевым и неречевыми функциями, с другой - постоянных культуральных влияний.

5. Роль окружающей среды в  формировании функциональной асимметрии

          Становление формы, дифференцировка правого и левого полушарий в живых организмах и асимметризация функций половин мозга проходили в конкретных условиях планеты земли, поэтому здесь не могли не сказаться глобальные характеристики: гравитация, геомагнитные поля, смена дня и ночи и т.д.

На современном  этапе существования человека окружающая среда выступает не только как  имевшая важное значение в происхождении асимметрии функций полушарий мозга животных, но и как среда, которая должна способствовать сохранению уже достигнутой степени асимметрии функций полушарий мозга. Среда должна способствовать поддержанию факторов, включенных в обеспечение головным мозгом человека полноценной психической деятельности. Так внезапные изменения напряженности геомагнитных полей сопровождаются сглаживанием функциональных асимметрий человека, в частности, асимметрии рук.