На первый взгляд две половины человеческого мозга кажутся зеркальным отражением друг друга. Но при более внимательном рассмотрении открывается их асимметрия. Неоднократно предпринимались попытки после вскрытия измерить мозг. При этом почти всегда левое полушарие оказывалось больше правого. Кроме того, в правом полушарии содержится много длинных нервных волокон, соединяющих далеко расположенные друг от друга участки мозга, а в левом полушарии множество коротких волокон образуют большое количество связей в ограниченном участке.
В 1861 г. французский врач Поль Брока, исследуя мозг пациента, страдавшего потерей речи, обнаружил, что в левом полушарии поврежден участок коры в лобной доле как раз над латеральной бороздой. Эта область известна сейчас как зона Брока. Она ответственна за функцию речи. Разрушение аналогичного участка в правом полушарии обычно не приводит к нарушениям речи. Зоны, участвующие в понимании речи и обеспечивающие способность писать и понимать написанное, обычно расположены в левом полушарии. Лишь у очень немногих левшей речевые центры могут быть расположены в правом полушарии, но у подавляющего их большинства они находятся там же, где и у правшей, — в левом полушарии.
В норме мозг работает как единое целое; информация из одного полушария тут же передается в другое по называющемуся мозолистым телом широкому пучку соединяющих их нервных волокон. При некоторых формах эпилепсии этот соединительный мост может вызывать проблемы из-за того, что судорожная активность одного полушария распространяется на другое. Стремясь предотвратить такую генерализацию судорог для лечения больных эпилепсией, нейрохирурги стали применять хирургическое рассечение мозолистого тела. Для ряда пациентов такая операция оказывается удачной и уменьшает судороги. При этом отсутствуют нежелательные последствия: в повседневной жизни такие пациенты действуют не хуже людей с соединенными полушариями. Потребовались специальные тесты, чтобы выяснить, как разделение двух полушарий влияет на умственную деятельность.
Так, в 1981 г. была вручена нобелевская премия Роджеру Сперри, который одним из первых провел работы по изучению деятельности расщепленного мозга. В одном из его экспериментов испытуемый (подвергшийся операции по рассечению мозга) находился перед экраном, закрывавшим его руки. Испытуемый должен был фиксировать взгляд на пятне в центре экрана, а в левой части экрана на очень короткое время (всего 0,1 с) предъявлялось слово «орех».
Зрительный сигнал поступал в правую часть мозга, которая управляет левой стороной тела. Левой рукой испытуемый мог легко выбрать орех из кучи предметов, недоступных наблюдению. Но он не мог сказать экспериментатору, какое слово появлялось на экране, поскольку речью управляет левое полушарие, а зрительный образ слова «орех» в это полушарие не передавался. Более того, пациент с расщепленным мозгом, видимо, не осознавал, что делает его левая рука, когда его спрашивали об этом. Поскольку сенсорный сигнал от левой руки поступает в правое полушарие, левое полушарие не получало никакой информации о том, что чувствует или делает левая рука. Вся информация шла в правое полушарие, получившее исходный зрительный сигнал слова «орех».
В проведении этого эксперимента важным было то, чтобы слово появлялось на экране не более чем на 0,1 с. Если это продолжается дольше, пациент успевает перевести взгляд, и тогда информация попадает и в правое полушарие. Было установлено, что если испытуемый с расщепленным мозгом может свободно переводить взгляд, информация поступает в оба полушария, и это одна из причин, по которой рассечение мозолистого тепа практически не сказывается на повседневной деятельности такого пациента.
В истории науки можно выделить четыре основных подхода, которые по-разному отвечали на главный вопрос: как же связаны психические функции с мозгом.
· узкий локализационизм (или психоморфологическая концепция);
· антилокализационизм (или концепция эквипотенциальности);
· эклектическая концепция;
· теория системной динамической локализации высших психических функций.
| «…сложные способности человека интимно связаны с отдельными, строго ограниченными участками мозга, которые, разрастаясь, образуют соответствующие выпуклости на черепе, позволяющие определять индивидуальные различия в способностях человека». Ф. Галль считал, что существуют определенные соотношения между особенностями психического склада людей и формой их черепа. Эту зависимость он объяснял различиями в интенсивности роста разных областей коры. |
Сотрудник Галля Шпурцхейм распространял данные идеи под названием "френология" и добился их широкого признания. Френология была популярна не меньше, чем сто лет спустя - психоанализ. Увлекался этими идеями и А. С. Пушкин, анализируя по Галлю «милые черты» знакомых дам. И в 1825 г. предлагал в письме к Анне Керн бросить мужа и приехать к нему, поскольку у нее сильно развит "орган полета". Этот орган полета, любви к путешествиям значился в сочинении Галля под номером 13 и характеризовался двумя выпуклостями, расположенными от корня носа к середине лба. Людям, у которых выражены эти бугры, якобы свойственно стремление путешествовать или «летать». Разработанные Ф. Галлем френологические карты (1818) очень скоро были забыты. И в течение длительного периода идея связи отдельной функции с конкретным участком мозга считалась ошибочной. Представители данного подхода не могли объяснить хорошо известные клинические факты: почему при поражении отдельных участков мозга могли нарушаться одновременно несколько психических функций, и почему одна и та же функция страдала при поражении разных участков.
| Основные положения узкого локализационизма: · функция – это неразложимая на компоненты психическая способность, которая соотносится с определенным участком мозга; · мозг представляет собой совокупность различных "центров", каждый из которых целиком заведует определенной функцией; · локализация - непосредственное наложение психического на морфологическое. |
Антилокализационизм (эквипотенциальная концепция). Наиболее яркими представителями данного направления были физиологи М. Флуранц, К. Гольдштейн, Гольц, К. Лешли и психологи Вюрцбургской школы. Мишель Флуранц утверждал, что мозг неразделим на отдельные части, кора однородна и равноценна, как любая железа, например, печень. И мозг продуцирует психику так же, как печень - желчь. Результаты, полученные Флуранцом, противоречили опытам френологов. Он обнаружил, что частичное разрушение коры не влияет на поведение и что надо удалить весь конечный мозг, чтобы нарушить такие высшие психические процессы, как восприятие и регуляция произвольных движений. Исследования М. Флуранца продолжил К. Лешли, английский невролог, доказавший своими знаменитыми экспериментами на крысах, что степень нарушения психических функций зависит не от локализации очага поражения, а от массы пораженного мозга. Нарушение функции не зависит от места повреждения («закон эквипотенциальности»), но пропорционально величине повреждения («закон действия массы»)
| Основные положения антилокализационизма: · психическая функция есть неразложимая на компоненты психическая способность; · локализация функции представляет собой непосредственное соотнесение психического и морфологического; · мозг - это однородное целое, равноценное и равнозначное для всех психических функций во всех своих отделах; · психическая функция равномерно связана со всем мозгом. |
Эклектическая концепция. Английский невролог Дж. Хьюлингс Джексон, высказал предположение, что к мозговой организации сложных форм психических процессов следует подходить с позиции уровня их построения, и предложил иерархический подход к строению нервных центров. Эти положения были развиты позже (в первой половине XX в.) фон Монаковым (1914), Хэдом (1926) и Гольдштейном (1927). Они попытались объединить оба подхода, что привело к появлению эклектической концепции, согласно которой локализовать в определенных участках можно лишь относительно элементарные сенсорные или моторные функции. Однако высшие психические функции связаны со всем мозгом равномерно.
| Основные положения эклектической концепции · Локализованы в определенных участках мозга элементарные сенсорные и моторные функции · Высшие психические функции связаны со всем мозгом равномерно |
Теория системной динамической локализации психических функций А. Р. Лурия основана на понимании психических явлений как системных качеств физиологических функций. Основополагающим является принцип динамической организации психических функций, сформулированный И. П. Павловым и развитый А. Р. Лурия и Л. С. Выготским.
И. П. Павлов выделил в коре больших полушарий "ядерные зоны анализаторов" и "рассеянную периферию" и совместно с А. А. Ухтомским сформулировал принцип динамической локализации функций как сложного взаимодействия возбудительного и тормозного процессов на различных элементах системы анализатора, благодаря чему создается ответная деятельность организма.
А. А. Ухтомский придавал большое значение временным показателям работы разных элементов, входящих в динамическую систему. Эти идеи нашли подтверждение в работах Н. П. Бехтеревой и ее коллег. Проведенные ими исследования показали, что любая сложная психическая деятельность обеспечивается работой сложных констелляций мозговых зон, составляющих звенья единой системы. Некоторые из этих звеньев являются «жесткими», т. е. принимают постоянное участие в реализации психических функций, другие – «гибкими», которые включаются в работу лишь при определенных условиях. «Гибкие» звенья системы составляют подвижный динамический аппарат, благодаря которому достигается изменчивость функций.
А. Р. Лурия и Л. С. Выготский пересмотрели такие понятия, как «функция», «локализация» и «симптом». Центральное для нейропсихологии понятие "высшие психические функции" было введено Л. С. Выготским, а затем подробно разработано А. Р. Лурия.
| «Под высшими психическими функциями понимаются сложные формы сознательной психической деятельности, осуществляемые на основе соответствующих мотивов, регулируемые соответствующими целями и программами и подчиняющиеся всем закономерностям психической деятельности» |
Психическую функцию стали рассматривать как психологическую систему, обладающую сложным психологическим строением и включающую много психологических компонентов. С этой точки зрения локализация высших психических функций представляет собой системный процесс на основе многокомпонентного состава функциональной системы.
| Основные положения теории системной динамической локализации высших психических функций · высшие психические функции имеют опосредованный характер (опираются на исторически сложившиеся вспомогательные внешние средства, которые оказываются существенными факторами установления функциональной связи между отдельными участками мозга, объединяющимися в единую функциональную систему); · локализация высших психических функций не является устойчивой, а меняется в процессе развития человека · каждая психическая функция представляет собой сложную функциональную систему и обеспечивается мозгом как единым целым. При этом различные мозговые структуры вносят свой специфический вклад в реализацию этой функции; · различные элементы функциональной системы могут находиться в достаточно удаленных друг от друга участках мозга и при необходимости замещают друг друга; · при повреждении определенного участка мозга возникает "первичный" дефект - нарушение определенного физиологического принципа работы, свойственного данной мозговой структуре; · как результат поражения общего звена, входящего в разные функциональные системы, могут возникать "вторичные" дефекты. |
Любая психическая деятельность человека является сложной функциональной системой, обеспечиваемой целым комплексом совместно работающих аппаратов мозга. Эти функциональные системы формируются в онтогенезе и могут динамически перестраиваться в зависимости от конкретной задачи. Они имеют двойной принцип строения - вертикальный и горизонтальный. Таким образом, психическая функция любой степени сложности осуществляется при участии целого ряда корковых зон, подкорки, активизирующей системы мозга и, следовательно, не может быть локализована в каком-то одном участке коры. Один и тот же аппарат может перестраиваться для обеспечения разных видов деятельности. Мозг работает как системно организованное целое. При решении субъектом конкретной задачи задействованы разные участки коры. Но, если нарушается работа какого-либо звена этой системы, разлаживается работа всей системы, каждый раз по-разному в зависимости от характера поражения. Три блока мозга работают согласованно, каждый блок решает свои задачи.
1) Энергетический блок мозга - блок регуляции тонуса и бодрствования.
Отвечает за оптимальное состояние коры, необходимое для работы двух других блоков. В него входят образования верхних отделов ствола мозга (структуры гипоталамуса, зрительные бугры и ретикулярная формация, которые обеспечивают двустороннюю связь этих подкорковых образований с корой) и структуры древней, или лимбической, коры, связанные с вышеперечисленными отделами ствола (образования, входящие в так называемый гиппокампов круг, — гиппокамп, мамиллярные тела и др.).
2) Блок приема, переработки и хранения информации. Обеспечивает познавательную деятельность субъекта. В его состав входят мозговые структуры, расположенные в задних отделах головного мозга (теменной, височной и затылочной областях). Первоначально модально-специфическая информация поступает от рецепторов (соответственно кожных, слуховых и зрительных) в первичные (проекционные) зоны коры головного мозга. В них расположены высокоспециализированные нейроны, реагирующие лишь на отдельные признаки внешних раздражителей. Раздражение этих участков головного мозга (например, при операциях на мозге) в области «зрительной коры» (17-е поле) приводит к возникновению у человека отдельных зрительных ощущений — светящихся шаров или точек и т.п. При этом имеет место соматотопическая проекция отдельных рецепторных поверхностей на участки первичной коры. Так, корковое представительство кожного анализатора имеет четко различающиеся зоны клеток, перерабатывающих информацию, идущую от конкретных кожных рецепторов. Кожные рецепторы левой ноги имеют свою корковую проекцию в верхних отделах задней центральной извилины правого полушария (в силу перекреста волокон в стволе мозга), а кожные рецепторы правой ноги, напротив, «представлены» в соответствующих участках задней центральной извилины левого полушария. Кожные рецепторы рук имеют свое корковое представительство в средних отделах, а кожные рецепторы лица, языка и губ — в нижних частях этих же извилин. При этом площадь территории, занимаемой проекцией рецепторов тех или иных кожных зон, пропорциональна не размерам соответствующих частей тела, а их значимости для деятельности субъекта. Так, значительную часть площади занимают проекции рецепторов губ и языка, а также больших пальцев рук в силу их особой значимости для деятельности человека, в то время как проекция кожных рецепторов ног занимает не столь существенное место. Клетки первичных зон анализаторов выполняют функцию анализа поступающей в органы чувств информации.
Вторичные зоны осуществляют функцию синтеза полученной и проанализированной первичными участками коры информации. Соматотопическая проекция в этих зонах отсутствует. Раздражение клеток вторичных полей коры приводит к появлению образов предметов (цветов, бабочек, мелодий и пр.). Нарушения в работе этих зон приводят к нарушениям предметного восприятия, получившим название агнозий (когда больной с подобным поражением не узнает предмет, хотя и может его описать).
Третичные зоны коры головного мозга являются специфически человеческим образованием. Они расположены на границах корковых представительств трех анализаторов (кожного, зрительного и слухового), т.е. на границах теменной, затылочной и височной областей, и осуществляют синтез информации от разных анализаторов. Повреждение этих зон приводит к нарушению сложных форм пространственного восприятия субъектом мира, затруднению в определении положения стрелок часов на циферблате, перепутыванию левой и правой сторон и т. п.
3) Блок программирования, регуляции и контроля деятельности. Обеспечивающие его работу участки головного мозга расположены в передних отделах больших полушарий (в их лобных долях). Соответствующие этому блоку корковые структуры также могут быть рассмотрены с точки зрения выделения первичных, вторичных и третичных зон, только эти зоны, в отличие от рассмотренного выше блока переработки и хранения информации, включаются в выполнение задач своего блока в обратном порядке: первыми в организацию работы по планированию и осуществлению необходимых программ поведения вступают третичные зоны лобной коры — специфически человеческие образования, которые созревают в онтогенезе самыми последними и формирование которых определяется овладением человеком речью, усвоением им социального опыта, в том числе нравственных ценностей и правил поведения в обществе. По сути дела, эти зоны и составляют материальный субстрат произвольной и волевой регуляции человеком своей деятельности. Нарушения работы этого блока вызывают соответствующие расстройства поведения («полевое поведение»), которые можно наблюдать у так называемых лобных больных.
Необходимая для реализации функций данного блока информация поступает затем во вторичные поля — в премоторную область, подготавливающую непосредственную реализацию двигательных импульсов с помощью работы первичных двигательных зон коры и играющую главную роль в формировании навыков (двигательных привычек), выступающих, образно говоря, «кинетической мелодией», которая включает в себя в качестве составляющих отдельные движения. Выполнять эти последние предназначены уже первичные зоны двигательной коры. Первичные поля двигательной коры имеют такое же четкое соматртопическое строение, как и первичные зоны второго рассмотренного нами блока; при этом сохраняется тот же принцип не геометрического, а функционального представительства разных групп мышц в этих зонах: значительную площадь занимают корковые представительства не самых крупных мышц, а тех, которым в наибольшей степени необходимо управление.
Существуют также значимые различия между спецификой работы правого и левого полушарий мозга, которые в обычных условиях работают слаженно и согласованно, однако в отдельных случаях (при перерезке так называемого мозолистого тела, соединяющего полушария друг с другом) они начинают работать независимо друг от друга. При этом у человека (в отличие от животных) левое полушарие, являющееся «мозговым аппаратом» речи, доминирует у правшей (правое полушарие является у них подчиненным). У левшей доминирующую роль может играть правое полушарие.
Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что соотношение между психическим и физиологическим предстает в форме их диалектического единства — нет ни одного психического процесса, который не был бы каким-то образом (причем весьма специфическим образом) локализован в мозговых структурах, но в то же время психическое не сводимо к физиологическому. При конкретизации этого единства следует отметить, что поставленная субъектом та или иная психологическая задача определяет систему мозговых процессов, которые будут задействованы при решении данной задачи.
В настоящее время теория системной динамической локализации высших психических функций является основной теорией, объясняющей взаимосвязь психики и мозга.
Вопросы для самопроверки: