19. Функціональна асиметрія півкуль головного мозку
Учені
вже давно дійшли висновку, що при
виконанні певних функцій переважає або
права, або ліва півкуля. Це пов’язано з
особливостями анатомічної будови
великих півкуль кінцевого мозку.
Які
особливості лівої і правої півкуль?
В
лівій півкулі розташовані три центри
мови:
1)
руховий центр мови, який забезпечує
можливість писати;
2) слуховий центр,
який забезпечує можливість чути і
розуміти мову іншої людини;
3) зоровий центр
мови, або центр читання і розуміння
письмової мови; лічби (математичні
здібності, логіка, наука).
Отже,
ліва півкуля більше пристосована до
аналітичної діяльності і відповідає
за логічне мислення людини, тобто за
формулювання понять, побудову узагальнень,
висновків, складання прогнозів тощо.
У
правій півкулі містяться центри
керування: орієнтацією в просторі
(здатність до танців, гімнастики), центри,
що визначають музикальність
(сприйняття музики),
просторове уявлення (скульптура,
сприйняття художніх творів, живопису,
фантазія). Отже, права півкуля
спеціалізується на забезпеченні
образного сприйняття навколишнього
середовища на основі минулого досвіду,
на формуванні особистісного емоційного
ставлення до себе, інших людей і до
предметів; є базою конкретного образного
мислення, емоційного сприйняття оточення.
Утім, центри нюху, слуху,
зору містяться в обох півкулях.
До
особливостей півкуль належить розміщення
центрів проекції руху правої і лівої
руки. У лівій півкулі розташовані центри
проекції руху правої руки, а в правій
півкулі, навпаки, — центри проекції руху
лівої руки. Ця функціональна особливість
й поділяє людей на правшів і лівшів. Є
наукове припущення, що це, можливо,
пов’язано з розташуванням у правшів
основних центрів мови (слуховий, руховий,
зоровий) у лівій півкулі, а в лівшів,
навпаки, — у правій півкулі.
Чи
узгоджена робота двох півкуль?
Діяльність
мозку в нормі в цілому відбувається при
одночасній узгодженій участі двох
півкуль. У результаті такої роботи
забезпечується функціональна повнота
і збалансованість психічних процесів.
Однак спостерігається і певне переважання
(домінування) однієї з півкуль, яке
виявляється характерними психофізіологічними
рисами.
Найяскравіше
це виявляється у стилі мислення. Виходячи
з функціональної спеціалізації, ліва
півкуля забезпечує логічне мислення,
права — конкретне образне мислення. Це
означає, що кожна півкуля може самостійно
забезпечити аналіз інформації,
але тільки певної спрямованості.
Словесні
(мовні) сигнали (звукові та письмові)
сприймають слухові нервові центри,
розташовані у скроневій частці кори, і
зорові нервові центри, що містяться у
тім’яній частці кори. Завдяки
внутрішньокірковим зв’язкам ці нервові
центри утворюють єдину функціональну
систему, яка забезпечує сприйняття і
аналіз різних форм мовних сигналів та
їхнє звукове відтворення.
Функціональна
спеціалізація півкуль великого мозку
є фундаментальною основою психофізіологічної
індивідуальності людини. У будь-якому
психічному процесі беруть участь обидві
півкулі одночасно та узгоджено. Проте
спостерігається і функціональна перевага
роботи однієї з півкуль, що й позначається
на індивідуальних особливостях конкретної
людини.
20.
Основні типи темпераменту. Характеристика
наявних класифікацій темпераменту +
Функціональна асиметрія мозку людини (ФАМ)
Дослідження функцій півкуль мозку. Функції правої півкулі. Функції лівої півкулі. Особливості функціонування мозку у лівшів. Причини функціональної асиметрії мозку. Дві півкулі – спільне мислення.
Функціональна спеціалізація півкуль великого мозку є фундаментальною основою психофізіологічної індивідуальності людини.
Систематичні дослідження функціональних особливостей мозку показали, що домінуюча ліва півкуля мозку у праворуких осіб бере участь у здійсненні абстрактно-логічного, а права – чуттєво-образного мислення.
Поряд з «горизонтальним» діє «вертикальний» принцип функцій головного мозку. Йдеться про явище функціональної асиметрії (від гр. – невідповідність) – спеціалізованої активності півкуль. Вона має широкий спектр проявів: починається з рухової і закінчується психічною асиметрією – розподілом психічних (психофізіологічних) функцій між правою і лівою півкулями. Так, ліва півкуля здебільшого оперує інформацією, яка існує у словесній або знаковій формі, та забезпечує читання і лічбу, права – наочною інформацією та забезпечує орієнтацію людини у просторі, розрізнення музичних тонів, мелодій, розпізнавання складних об’єктів, продукування сновидінь, емоційне ставлення до оточення.
Проте головні відмінності між півкулями полягають у характері переробки інформації. Ліва півкуля здійснює аналіз даних сприймання та словесно-логічної пам’яті і формує образ світу, ознаки якого можна передати словом. Права півкуля забезпечує миттєве та цілісне оперування інформацією різного, не завжди усвідомлюваного, змісту, що робить образ багатим, різноплановим і різнорівневим явищем.
Психічна асиметрія тісно пов’язана з руховою. При цьому складніші психічні процеси потребують більшої участі лівої півкулі, а простіші – правої. Наприклад, у разі довільного оперування словами збуджуються рухові центри у лівій півкулі мозку, а при їх автоматичному використанні – у правій. Вертикальний принцип роботи мозку діє на рівні вторинних і третинних зон кори. Саме тому їх будова у правій і лівій півкулях відрізняється, а їх ушкодження викликає різні симптоми. Загалом обидві півкулі діють як єдине ціле, що дає підставу говорити про білатеральну (від лат. bis – двічі і lateralis – бічний) регуляцію як цілісний механізм функціонування мозку.
Психічна асиметрія притаманна лише людині, а передумови її становлення передаються генетично. Проте характер цієї асиметрії (домінування лівої чи правої півкулі при функціонуванні психічних процесів) формується впродовж раннього онтогенезу.
Дослідження функцій півкуль мозку.
Характерною рисою людського мозку є чіткий розподіл функцій між півкулями. Ця функціональна асиметрія мозку певною мірою пов’язана з його анатомічною асиметрією. Так, задня частина вискової пластинки, яка входить до складу зони Верніке, звичайно більша в лівій півкулі, причому ця асиметрія помітна уже у людського ембріона, тобто можна припустити, що «лінгвістична зверхність» лівої півкулі є в людини природженою. Крім того, ліва вискова пластинка вирізняється і за клітинною організацією, а не лише за своєю величиною.
За допомогою методу комп’ютерної томографії та тесту Векслера встановлено, що у людей об’єм лівої півкулі більший, ніж правої, і вона має велике значення у вербальному інтелекті. Цитоархітектонічні дослідження свідчать, що у сучасної людини в лівій півкулі мозку маса сірої речовини (тіл нейронів) більша, ніж у правій, особливо в лобній і прецентральній зонах кори. Тому вважається, що організація лівої півкулі складніша і там знаходиться більше нейронів, ніж у правій, що відображає посилену переробку та передачу сигналів у відповідних зонах мозку [63].
Вивчення пізнавальних здібностей і асиметрії мозку в чоловіків і жінок показало перевагу жінок над чоловіками у вербальних тестах і чоловіків над жінками в тестах, пов’язаних з розв’язанням просторових завдань. Сама асиметрія мозку неоднаково виявлена в чоловіків і жінок – у жінок у лівій півкулі краще розвинуті центри мови [80].
Функціональну асиметрію мозку вивчали на людях з мозковими травмами та у хворих з перерізкою мозолистого тіла, де проходить основна маса волокон, що з’єднують обидві півкулі. Систематичні дослідження функціональних особливостей півкуль у людей з «розщепленим» мозком, виконані Р. Сперрі, свідчать, що ліва півкуля мозку у правшів бере участь у здійсненні переважно логічної діяльності, а права – емоційної [93].
Одним із способів визначення функціональної асиметрії мозку людини є також метод однобічного електрошоку, який застосовується під час лікування психічних хворих. Такий шок на 30-40 хв пригнічує діяльність лише тієї півкулі, над якою розташовані електроди, а друга півкуля (судячи з характеру ЕЕГ) залишається активною. За допомогою цього методу можна спостерігати ефекти виключення однієї з півкуль у тієї самої людини та порівнювати її поведінку в «однопівкульному» стані з поведінкою, під час якої функціонують обидві півкулі.
Функції правої півкулі.
Виключення лівої півкулі чітко виявляє функціональне значення центру мови Брока. Одразу ж після такого заходу хворі неспроможні говорити. Пізніше, через 5-10 хв хворий, намагаючись відповісти на запитання, виголошує лише нерозбірливі звуки. Такий стан «оглушеності» спостерігається до 20-30 хв, після чого хворі починають відгукуватися на своє ім’я, розуміти звертання до них, називати спочатку прості, а. потім і складніші предмети.
«Правопівкульна» людина втрачає цікавість до живої людської мови, вона часто не реагує на звертання. Спілкуючись з такою людиною, необхідно безперервно привертати її увагу, постійно повторювати запитання, хоча багато слів вона пізнає й відповідає на запитання повільно, поступово збираючись з думками.
Проте, не завжди розуміючи сенс слів, хворий намагається за інтонацією визначити, чи це було запитання, інструкція чи якесь побажання. Він безпомилково розрізняє голоси знайомих людей, відрізняє чоловічий голос
Емоції і функціональна асиметрія мозку
Груба класифікація всіх наукових пропозицій в області психофізіології емоцій дозволяє виділити дві основні гіпотези – правополушарную і гіпотезу валентності (Borod, 1993). Правопівкульне пов’язана з уявленням про те, що весь або майже весь (різні автори по-різному трактують цей момент) спектр емоційних явищ визначається структурами правої півкулі мозку (Buck, 1984; Heilman, Bowers, 1990; Borod, 1992).
В експерименті зі зоровим уявленням емоційних станів, таких, як радість, смуток і т. Д., Знижувалася амплітуда ЕЕГ в діапазонах тета, альфа-і бета1-, зменшувалася локальна когерентність по всіх діапазонах в обох півкулях, переважно в передніх відділах. Локальна когерентність наростала в діапазоні бета2- в лобно-центральних і передніх відділах правої півкулі. Спостерігали наростання межполушарной когерентності по всьому бета-діапазону.
При словесної інтерпретації картини відомого художника також знижувалася амплітуда по всіх діапазонах, але переважно в лівій півкулі по бета1- і в задніх відділах – по бета3-. Локальна когерентність знижувалася в передніх відділах правої півкулі в альфа-діапазоні і в задніх відділах – в бета-діапазоні. У лівій півкулі локальна когерентність була збільшена у всіх діапазонах. Межполушарная когерентність збільшувалася в лобових відділах по тета-діапазону (Petsche ea, 1992). Таким чином, ці дані більш відповідають припущенням про участь обох півкуль в емоційному переживанні.
Намагаючись пояснити роль кожного з півкуль в емоційному процесі, всі дослідники враховують принцип множинного представництва емоцій в мозку, запропонований в 1879 р Дж. Хаглінгс Джексон (Jackson). Суть його полягає в тому, що оскільки мозок еволюціонував, то існують паралелі в різних його структурах, відповідальних за емоції, які мають свою субординацію, причому більш пізні структури придушують своєю активністю більш ранні.
У ряді гіпотез стверджується, що тільки права півкуля стоїть на верхньому щаблі в ієрархічній драбині управління емоціями (Heilman, Bowers, 1990; Roschman, Wittling, 1991; Borod, 1993). Вони базуються на уявленні, що права півкуля пов’язано з просторовою інтеграцією уваги (Levy ea, 1990; Pardo ea, 1991), регулює вегетативну активацію (Davidson ea, 1981; Weisz ea, 1990; Wittling, 1990), забезпечує експресію і сприйняття емоцій ( Sackeim, Gur, 1978; McLaren, Bryson, 1987). Велика значимість правої півкулі підтверджується даними, що при депресії і при надмірної емоційності відзначається висока варіативність ЕЕГ правої півкулі (Goldstein, 1983). Проте враховується, що ліва півкуля здійснює емоційну регуляцію, контролюючи праве (Tucker, 1981; Semenza ea, 1986).
Існує й вікова зміна в участі півкуль в прояві емоцій. У дорослих емоційна експресія більш виражена зліва, у дітей – справа. Мова йде про віковому право- і лівосторонньому градієнті розвитку коркового гальмування субкортікальной іннервації емоційного виразу обличчя (Best, Qween, 1989). Пізніше набула поширення модель взаємодії позитивно орієнтованого лівої півкулі і негативно орієнтованого правого (Ahern, Schwartz, 1979; Davidson, 1984; Русалова, 1987; Хомская та ін., 1997).
В даний час існують два різновиди цієї концепції. Згідно з першою, права півкуля відповідає за всі негативні емоції, ліве – за всі позитивні (Silberman, Weingartner, 1986; Ehrlichman, 1987). В одному з останніх досліджень (Sutton, Davidson 1997) випробовувані з більшою електроенцефалографічної активністю зліва повідомляли про більш позитивному емоційному стані і частіше вибирали з набору пари слів з позитивною забарвленням. Ті ж, хто мав більш виражену ЕЕГ-активність праворуч, в більшій мірі відчували негативні емоції і при виборі слів воліли слова з негативним забарвленням. Крім цього, результати емісійно-позитронного сканування свідчать про більшу метаболічної активності правого дорсолатеральна префронтального відділу кори при аверсивном поведінці людини і лівого нижнього префронтального відділу кори при позитивних емоціях (Sutton, Davidson, 1997).
Згідно другої концепції, здатність переробляти емоційну інформацію розглядається окремо від здатності її переживати. Паріетотемпоральная область правої півкулі відповідає за сприйняття і оцінку емоцій обох валентностей, тоді як переживання різних емоцій пов’язано з асиметричною активацією фронтальних областей: збудження лівої частки при життєрадісному настрої і правій – при депресивному (Bryden, 1982; Heller, 1990; 1993) (рис. 13.13).
Р. Дж. Девідсон (Davidson, 1993) кілька видозмінює це останнє твердження, пропонуючи функціональний аналіз емоцій, при якому вони виступають не як фіксовані патерни дії, а як механізми функціонального контролю, напрямні поведінку. Він розглядає емоції у двох вимірах: з точки зору наближення і видалення. У цьому випадку ліва лобова частка відповідає за всі емоційні переживання, пов’язані з віссю наближення, права – з віссю видалення (Davidson, 1993). Виходячи зі схеми А. Р. Дамазио (Damasio, 1989), який створив модель нової кори як паралельно розподіленої нервової мережі, Р.Дж. Девідсон припускає, що лобові частки можуть виступати у вигляді зони конвергенції різних мозкових систем, які інтегруються в процесі переробки емоцій.
У кожного з таких припущень є докази, але жодне не має незаперечного переваги, що обумовлено декількома моментами. З одного боку, відомо, що дійсно паріетотемпоральная область правої півкулі пов’язана з модуляцією вегетативної активації. Це підтверджується роботами з реєстрацією ЧСС або КГР, які вже згадувалися вище. Проте дослідження, що використовують як індикатора полушарной активності ЕЕГ, найчастіше не підтверджують подібний факт (Davidson ea, 1984; Shaffer ea, 1983).
У. Хеллер (Heller, 1990) припустила, що оскільки паріетотемпоральная область спеціалізується на когнітивних функціях, емоційно-індукована активність маскується активністю, пов’язаної зі специфічною інтелектуальною діяльністю в експерименті. Саме тому частіше відзначаються реципрокні взаємозв’язку між фронтальними і парієтальними областями (Davidson, Tomarken, 1989), причому лобові частки пригнічують активність паріетотемпорального відділу. У цьому випадку висока правопівкульних фронтальна активність може комбінуватися зі зниженою правої паріетотемпоральной активацією. Це тим більше ймовірно, що при дослідженні зв’язку між індивідуальними відмінностями в активації лобових часток і емоційними характеристиками випробовуваних знайдені значущі кореляції між асиметрією лобових відділів і позитивно-негативним афектом (Tomarken ea, 1992).
Точку зору У. Хеллер підтверджують дані Л. І. Афтанаса (2000), який показав, що полушарную асиметрія і більш активна область в процесі переживання емоцій значною мірою зумовлюються умовами експерименту. У його власному дослідженні випробуваним пред’являли три фільми, що викликають різні емоції: позитивно забарвлені (уривки з передачі «Маски-шоу») і негативні (демонстрація жертв пожежі зі значними опіками). В якості контрольних використовували нейтральні фільми. Було виявлено посилення потужності тета-ритму в центральній, фронтальній і паріетотемпоральной областях при перегляді фільму, що викликає позитивну емоцію, і зниження його при негативних емоціях (рис. 13.14). Автор інтерпретував ці дані як свідчення наростання уваги в першому випадку і падіння його в другому внаслідок включення механізмів психологічного захисту (Crawford ea, 1996). При аналізі нелінійного показника – комплексності ЕЕГ – було виявлено більше залучення паріетотемпоральних областей в переживання негативних емоцій. Згідно думку Л. І. Афтанаса, результати дослідження також залежать від того, чи відчуває людина емоції сам або ж вони індукуються зовнішніми стимулами.
У той же час дослідники, які вважають, що ліва півкуля відповідає за весь спектр позитивних емоцій, а праве – за весь негативний (незалежно від області), розглядають ЕЕГ-дані на свою користь і спираються також на результати, отримані при дослідженні ушкоджень мозку. Найбільш яскравим доказом цієї концепції є депресивно-катастрофічний емоційну відповідь при втраті мовлення у хворих з лівопівкульними ушкодженнями (Goldstein, 1952), а також ігнорування дефекту і емоційна безтурботність у хворих з Правопівкульне ушкодженнями (Babinski, 1914; Квасовець, 1982).
Однак існує багато даних про протилежної спрямованості емоційних процесів в півкулях (Костандов, 1983). Здорові люди, що ідентифікують при тахистоскопический пред’явленні склади краще лівою півкулею, давали більше песимістичних оцінок. Ті, чиє виконання було краще при подачі стимулу в праву півкулю, давали більше оптимістичних оцінок (Levy ea, 1990). Випробовувані, які вважають себе більш інтуїтивними і невербальними (правопівкульний когнітивний стиль), частіше давали собі позитивну оцінку. Випробовувані, що описують себе як аналітичне та вербальні (лівопівкулевий когнітивний стиль), найімовірніше оцінювали себе в негативних термінах (Swenson, Tucker, 1983). Більше того, інтенсивна позитивна емоція частіше пов’язана з прагненням до використання інтуїтивного, а не аналітичного стилю при вирішенні проблем (Isen ea, 1982). У хворих з Правопівкульне ушкодженнями, згідно Міннесотський особистісному опитувальником, відзначається депресія і відсутність ініціативи (Gass, Russell, 1987).
Ще одна гіпотеза сформульована на основі специфічної експериментальної ситуації. У лікувальних цілях придушення активності одного з півкуль відбувається шляхом пред’явлення сильного удару струмом, т. Е. Унілатерального припадку. Позитивні емоційні зрушення у хворих після правобічних унилатеральную припадків корелювали тільки з виборчим домінуванням альфа-ритму в лівій півкулі і не були пов’язані з наявністю дельта-ритму в правій півкулі. Негативні емоційні зрушення після унилатеральную припадків в лівій півкулі корелювали з домінуванням дельта-ритму в лівій півкулі і альфа-ритму в правом (Деглін, Ніколаєнко, 1975).
Згідно з цими даними, в організації емоційної поведінки людини головну роль грає ліва півкуля. Зміна настрою пов’язане в першу чергу зі зниженням активності різних його структур. З того, що домінування дельта-ритму є показником гноблення кортикальних структур, а перебільшена синхронізація альфа-ритму – активацією таламокортікальной системи, випливає висновок, що поліпшення настрою після правопівкульних припадків залежить не від гноблення структур правої півкулі, а від посилення активності таламокортікальной системи лівої півкулі (Деглін, Ніколаєнко, 1975).
Умовою погіршення настрою є пригнічення структур лівої півкулі при одночасному полегшенні таламокортікальной системи правої півкулі. Таким чином, згідно з цим поданням в регуляції емоцій провідну роль відіграє ліва півкуля: поліпшення настрою пов’язане з активацією його структур, погіршення – з пригніченням структур. Емоційна експресія в моторної і сенсорної сфері пов’язана з правим півкулею (Балонов, Деглін, 1976).
Дослідження з аналізом ЕЕГ дають найбільшу кількість висновків про активну взаємодію півкуль в обробці емоцій. Показано, що участь лівої півкулі необхідно для переживання негативних емоцій (Hartman, Ray, 1977). У немовлят виявлена активація ЕЕГ лівої лобової частки при посмішці, правої лобової частки – коли дитина бачить незнайомця, але не плаче, лівою лобової частки – в гніві без плачу і правої – при плачі (Fox, Davidson, 1988). У тварин у контролі сильних емоцій домінує права півкуля, слабких – ліве (Біанкі, 1985). Чи не виявлена спеціалізація півкуль по мімічної активності (Hager, Ekman, 1985).
Мабуть, і праве і ліве півкулі здатні продукувати емоції різного знака. У здоровому мозку знак емоційного фону залежить від функціонального стану індивіда, активуванні ведучого мовного півкулі: при його достатньому рівні переважає позитивний фон, при зниженні – негативний. У разі функціонального або органічного вимикання одного з півкуль знак емоційної асиметрії визначається АКТИВУВАННЯ залишився збереженим півкулі (Русалова, 1987А. Б).
Особливий інтерес представляє участь півкуль в обробці емоційної вербальної інформації. Експерименти з дихотическим прослуховуванням свідчили про те, що емоційний відтінок фраз сприймається правим півкулею, їх зміст – лівим (Haggard, Parkinson, 1971; Safer, Leventhal, 1977).
Згідно ЕЕГ-даними, спостерігається велика активність лівої півкулі в процесі тахистоскопический сприйняття слів, пов’язаних з негативними переживаннями (Костандов, 2004). Характеристики слів з негативним забарвленням і назви продуктів харчування впливали на їх переробку в мозку тільки при пред’явленні в праве поле зору, що свідчить про активацію лівої півкулі (Ferguson, 1992). Дослідник Є. Штраус (Strauss, 1983) вважає, що ліва півкуля більш ефективно при сприйнятті будь вербальної інформації (емоційної і нейтральною). Інший висновок робить Н. Я. Батова (1986). Вона стверджує, що хворі з ураженням лівої лобової частки переважно згадують негативно забарвлені слова, з ураженням правої – позитивно забарвлені.
Деяка розбіжність в роботах може бути обумовлено вибором піддослідних. Відомо, що спеціалізація мозку у чоловіків і жінок різна (Boyd, Maltzman, 1983). Різна вона і в осіб з неоднаковим профілем функціональної сенсомоторної асиметрії, який фіксує перевага лівої чи правої сторони в сенсорній і рухової сферах людини (Tan, 1991; Гасимов, 1991; Хомская, Малова, 1991).
« Механізми виникнення емоцій
Інформаційна теорія емоцій »
Функціональна асиметрія головного мозку — Студопедия.Нет
Хоча великі півкулі схожі між собою, вони виконують різні функції, тобто не дублюють одна одну. Обидві півкулі певним чином здатні отримувати й переробляти інформацію як у вигляді образів, так і у формі слів. Розподіл психічних функцій між півкулями назвали функціональною асиметрією головного мозку.
X. Джексоном сформульована концепція домінантності півкуль, згідно з якою за лівою півкулею закріпилася роль мовленнєвої, що безпосередньо пов’язана з мовленням, письмом, читанням, вербальним мисленням, лічбою, тобто переважно оперує знаковою інформацією (словами, символами, цифрами тощо). Вона стала трактуватися як провідна (домінантна) в організації психічної діяльності. Ліва півкуля забезпечує можливість логічних конструкцій, без яких неможливе аналітичне мислення. Ураження лівої півкулі спричиняє порушення мовлення (афазію), творчих форм мислення, блокує можливість нормального спілкування. При глибокому ураженні нервової тканини призводить до серйозних дефектів мисленнєвої діяльності.
Завдяки роботі правої півкулі здійснюється впізнавання облич людей, сприймання музики, різних невербальних звуків (наприклад, шум дощу, шелест листя тощо), орієнтування в просторі, розпізнавання складних образів, емоційне ставлення до сприйнятих об’єктів та ін.
Людина з ураженою правою півкулею втрачає здатність не тільки до малювання, але й до перемальовування за зоровим зразком, тобто порушуються образні компоненти, різко збіднюється емоційна сторона життєдіяльності. Клінічні дослідження показали провідну роль правої півкулі в немовленнєвих процесах.
Обидві півкулі функціонують у взаємозв’язку, проте в їхній роботі є принципова відмінність, що полягає в способі сприймання, переробки й відтворення інформації. Завдяки правій півкулі реалізується здатність до одномоментного сприймання предметів, зображень, ситуацій, тоді як завдяки лівій півкулі сприймаються окремі деталі, частини, елементи. Відмінності стратегії сприймання інформації півкулями полягають у використанні різної логіки і мисленнєвих операцій.
Права і ліва півкулі відрізняються загальною площею (права півкуля більша за ліву), об’ємом сірої речовини (ліва півкуля переважає праву внаслідок глибини борозен). У лівій півкулі частота альфа-ритму більша, ніж у правій, а амплітуда, навпаки, менша (така асиметрія характерна тільки для людей, у яких провідною є права рука).
Функціональна асиметрія притаманна тільки людині. Вона формується в процесі спілкування, у якому може скластись відносне переважання функціонування лівої або правої півкулі, що впливає на її індивідуально-психологічні характеристики.
5. Психікаі свідомість
Найвищим рівнем її розвитку є властива людині свідомість.
Психіка – це здатність високоорганізованої матерії нервової системи мозку відображати об’єктивну дійсність: предмети, явища, властивості, ознаки у формі відчуттів, уявлень, думок та інших суб’єктивних образів.
Характерні риси психіки:
1.Єдність фізичного і психічного– у рефлекторній діяльності мозку психічне невіддільне від фізичного, але воно не виводиться прямо з фізіологічного і не зводиться до нього (психіка людини залежить від особливостей роботи мозку) ;
2.Єдність об’єктивного і суб’єктивного — психіка відбиває індивідуальні особливості суб’єкту, нічиєї психіки не існує;
3. Змістом, джерелом психічних явищ є об’єктивна реальність, що існує поза свідомістю людини, незалежно від неї і відображається у формі «Об’єктивних образів об’єктивного світу»;
4. За своєю природою психіка носитьрефлекторний характер, психічна діяльність здійснюється умовно-рефлекторними мозковими механізмами, які прижиттєво виробляються в ході взаємодії людини з зовнішнім світом;
5. Психіка назовні проявляється у вигляді рухів, дій, поведінки; внутрішнім відображенням її є інтереси, мотиви, ідеали, почуття, переживання, спонукання. Психіка характеризується різними видами прояву : несвідоме, свідомість, самосвідомість.
Особливості психіки: 1. Психічне відображення має активний характер, пов’язане з пошуком та добором способів дій, що відповідають умовам середовища. 2. Психічне відображення має випереджальний характер, забезпечує функцію передбачення в діяльності та поведінці. 3. Кожний психічний акт є результатом дії об’єктивного через суб’єктивне, через людську індивідуальність, що накладає відбиток своєрідності на її психічне життя. 4. У процесі активної діяльності психіка постійно вдосконалюється й розвивається.
Свідомість – це вища, зв’язана з мовленням, властива тільки людині функція мозку, яка полягає в узагальненому відображенні дійсності і регуляції цілеспрямованою діяльністю (Рубінштейн С.Л.). Свідомість – особлива форма психічної діяльності, орієнтована на активне відображення і перетворення дійсності.
Суть свідомості та її структурні елементи :
1. Свідомість властива тільки людині, є продуктом тривалої еволюції матерії, вона склалася як властивість високоорганізованої матерії – мозку;
2. Свідомість людини маєсуспільний характер, оскільки сама людина є суспільною істотою;
3. Свідомість людини єісторично зумовленою категорією, вона змінюється під впливом трудової діяльності і практики пізнання;
4. Змістом свідомості єсистема знань; свідомість знаходить свій вияв у знаннях;
Знання про навколишню дійсність, природу, суспільство. Рівень свідомості безпосередньо залежить від рівня засвоєння знань і досвіду особистості. У процесі суспільно-історичного розвитку в людини розвинулася потреба в знаннях, яка є найважливішою її спонукою, мотивом пізнавальної діяльності.
5. Свідомість – це такі знання, які можуть бути передані іншому;
6. Свідомість забезпечує цілепокладання в діяльності людини, її здатності формувати цілі, накреслити їх і передбачити наслідки; цілеспрямова-ність, планування власної діяльності та поведінки, передбачення її результатів. Цей бік свідомості виявляється в самоконтролі та коригуванні власних дій, їх перебудові, у змісті стратегії і тактики, якщо цього потребують обставини.
7. Свідомість включає відображення діяльності за допомогоювідчуттів і абстрактного мислення. Вища форма вияву свідомості– понятійне мислення. Структурними елементами свідомості є також емоції, воля, інтуїція;
8. Свідомість характеризуєтьсяусвідомленням значень об’єктів, які передаються в мові;
9. Свідомість— церозрізнення суб’єкту і об’єкту, «Я» людини і його «не-Я». Самопізнання, свідома самооцінка, відокремлення «я» від «не-я» — є вищим рівнем свідомості –самосвідомістю.
Виокремлення людиною себе у предметному світі як суб’єкта пізнання, розрізнення суб’єкта «Я» та об’єкта «не Я», протиставлення себе як особистості іншому об’єктивному світові. Характерним щодо цього є самопізнання, що стало підґрунтям для самосвідомості, тобто усвідомлення власних фізичних і морально-психологічних якостей.
6. Самосвідомістьлюдини
Самосвідомість – це усвідомлення себе самого (власного Я), свого ставлення до природи, до інших людей, своїх дій і вчинків, власних думок, переживань і різноманітних психічних якостей, що може бути виражено за допомогою мови.
Розвиток самосвідомості людини виявляється в :
1. Самоспостереженні; 2. Критичному ставлення до себе; 3. Оцінюванні своїх позитивних і негативних якостей; 4. Самовладанні; 5. Відповідальності за свої вчинки.
ФУНКЦІОНАЛЬНА АСИМЕТРІЯ МОЗКУ, БІОЛОГІЯ
Функціональна асиметрія мозку, біологія
Хід заняття Функціональна асиметрія мозку, біологія
II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності
1. На які відділи поділяється головний мозок?
Відділи головного мозку
2. До якого відділу мозку відносять кору великих півкуль?
3. Яку будову має кора великих півкуль?
III. Вивчення нового матеріалу
Людський мозок — це, можливо, найскладніша з живих структур. Мозок виконує безліч дій, які ще менше залежать від нашої активної свідомості.
Отже, мозок — це орган, спеціально пристосований для того, щоб допомагати окремим особам у здійсненні головних життєвих актів. Розумова діяльність — це дії, контрольовані мозком.
Види розумової діяльності:
- навчання;
- письмо;
- малювання;
- читання;
- творення;
- аналізування;
- розв’язання;
- вирахування;
- уява;
- зосередження;
- ігнорування;
- чуттєвість;
- сон;
- сновидіння та ін.
Встановлено, що психічні функції певним чином розподілені між правою та лівою півкулями головного мозку. Обидві півкулі здатні отримувати й переробляти інформацію у вигляді як образів, так і слів, але існує функціональна асиметрія головного мозку — різний ступінь вияву тих чи інших функцій у лівій та правій півкулях. Функцією лівої півкулі є читання й рахування, переважне оперування знаковою інформацією (словами, символами, цифрами тощо). Ліва півкуля забезпечує можливість логічних побудов, без яких неможливе послідовне аналітичне мислення. Розлад діяльності лівої півкулі зазвичай призводить до порушення мовлення, блокує можливість нормального спілкування, а за глибокого ураження нервової тканини — до значних дефектів розумової діяльності.
Права півкуля оперує образною інформацією, забезпечує орієнтацію в просторі, сприйняття музики, емоційне ставлення до сприйнятих та усвідомлених об’єктів.
Функціональна асиметрія мозку
Обидві півкулі функціонують у взаємозв’язку. Функціональна асиметрія притаманна тільки людині, формується в процесі спілкування й залежно від переважання функціонування правої чи лівої півкулі впливає на індивідуально-психологічні характеристики особистості.
IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь
1. На виконанні яких функцій спеціалізується права півкуля головного мозку?
2. На виконанні яких функцій спеціалізується ліва півкуля головного мозку?
3. Чи існує взаємозв’язок у роботі півкуль головного мозку?
Функціональна асиметрія мозку, біологія
Повернутися на сторінку Біологія
Методи дослідження функціональної асиметрії
Формулювання сучасних принципів функціональної асиметрії мозку пов’язане з виникненням нових методів дослідження, таких як картування мозку, коміссуротомія, тахістоскопом, проба Вада, дихотического тестування. Кожен з цих методів, дозволяючи відкривати нові факти про функції півкуль, одночасно власними рамками обмежував їх інтерпретацію. Саме тому настільки великі сучасні суперечності і у фактах, що стосуються досліджуваної проблеми, і в їх трактуваннях.
Картування мозку було запропоновано канадським дослідником У. Пенфілдом (Penfild, Rasmussen, 1950), який при операціях з приводу епілепсії дратував відкритий мозок слабким електричним струмом. Під час подібних операцій видаляється ділянку мозку, що провокує генералізовану судомну активність. Видалення тканини мозку на лівій його половині загрожує заміною епілепсії на афазію, тому необхідний метод, що дозволяє визначати межі центру мови. Це і спробував зробити У. Пенфилд, подразнюючи електричним струмом область, що підлягає видаленню.
Мозок не має больових рецепторів, тому під час локальних операцій можна використовувати лише місцеву анестезію, щоб зняти біль, супроводжуючу розтин черепної коробки і мозкових оболонок. Пацієнт в цей час перебуває у свідомості і може повідомляти про свої відчуття, що виникають при подразненні слабким струмом окремих ділянок мозку. Виявилося, що часто подібний вплив веде до появи простих відчуттів (запахів, видінь, звуків і т. Д.), Рухів, а при приміщенні електродів в область, відповідальну за мову, – мовчанню (афазіческой зупинці). За результатами цих досліджень, покликаних допомогти конкретній людині зберегти мова, були отримані карти мозку, що дають інформацію про спеціалізацію кожного півкулі. Пізніше, використовуючи більш сучасну техніку, дослідники точніше локалізували мовну функцію (гл.16).
Коміссуротомія – це операція з хірургічного розсіченню комиссур. Її роблять хворому тоді, коли кілька епілептичних вогнищ в одній півкулі генерують судомну активність, яка потім охоплює весь мозок. Розтином коміссури, домагаються обмеження вогнища збудження, якщо немає інших способів лікування. Вперше подібну операцію у людини зробив У. ван веген в 1941 р Однак вона не привела до ослаблення судомної активності. Пізніше хірурги Ф. Фогель і Дж. Боген повторили її. Вони вважали, що невдача у попередників пояснювалася неповної перерезкой комиссур, тому збудження, що веде до судомної активності, передавалося через збереженій зв’язку. Успішний результат, отриманий ними, підтвердив це припущення.
Психологічне обстеження хворих, які перенесли подібну операцію, не виявило виражених порушень інтелекту, тоді як загальний стан різко поліпшився. Відзначено лише деяке погіршення вирішення просторових завдань, зв’язування імен людей з їх особами, зникнення сновидінь. Однак спеціальні дослідження виявили зміни, зумовлені розривом міжпівкульна зв’язків. Наприклад, хворий після комиссуротомии із зав’язаними очима легко називав предмет, який поміщали йому в праву руку. Якщо ж предмет знаходився на лівій руці, то він не міг його назвати, але на дотик дізнавався серед інших предметів (Мал. 4.10.). З плином часу ситуація змінювалася, і через 14 років після операції випробуваний називав 25% а через 15 років – 60% предметів, які пред’являлися в ліву руку (Gazzaniga Е.А., 1996). Отже, після операції ліва півкуля, яке формує вербальний відповідь, не знає того, що відбувається в правом, але через певний час ця здатність до взаємодії повертається, мабуть, через підкіркові структури.
Зорово-тактильна асоціація здійснюється хворим з розщепленим мозком. Зображення ложки на екрані спалахує для правої півкулі: лівою рукою хворий знаходить ложку серед інших предметів за екраном. Тактильна інформація від лівої руки проектується, головним чином, в праву півкулю, але слабкий «іпсілате-ральний» компонент надходить і в ліву півкулю. Цього зазвичай недостатньо для того, щоб хворий міг назвати (використовуючи ліва півкуля) предмет, який він узяв (Газаніга, 1974).
Численні експерименти виявили у таких хворих на тлі перцептивної роз’єднаності (роз’єднання на рівні сприйняття) поведінкове єдність (Sergent, 1987). Мозок у них, незважаючи на операцію, являв собою цілісний орган, оскільки інтеграція в ньому відбувалася на рівні підкірки. Дослідники підтверджували це таким прикладом. Хворого з розщепленим мозком просили називати колір включеної лампочки. Запалювали лампочки зеленого і червоного кольору. При пред’явленні сигналу в ліву півкулю випробуваний легко справлявся із завданням. При пред’явленні лампочки в праву півкулю він спочатку часто помилявся, але пізніше розробив тактику, що дозволила відповідати досить точно. Після правильного впізнання кольору він не змінював свого рішення. Якщо ж відповідав невірно, то потім морщив лоба, хитав головою і давав інший, правильну відповідь. Автори пояснюють цей феномен таким чином. При пред’явленні лампочки в праву півкулю, ліве, вимушене відповідати, випадковим чином визначало лампочку. Права півкуля бачило колір, але не могло передати лівому інформацію через перерізання коміссури. Тому після невірної відповіді воно невербально (погойдуванням головою і т. Д.) Довідуватися ліва півкуля про помилку, що дозволяло коригувати відповідь. Автори (Газзаніга, 1974) назвали це явище перехресним підказування.
Введення в подібні експерименти тахистоскопа дозволило глибше зрозуміти спеціалізацію півкуль мозку в когнітивної сфері. Тахістоскоп – прилад, що дозволяє пред’являти зображення на дуже короткий час (100-120 мс). Необхідність використання такого приладу обумовлена тим, що кожні 200 мс у людини виникають саккадических рухи очей, що зміщують зображення предмета на сітківці. Це еволюційне придбання дозволяє бачити нерухоме зображення. При попаданні фотона на колбочку (світлочутливу клітку на сітківці ока), в ній відбувається біохімічна реакція. На час реакції рецептор вимикається з сприйняття, і інформація про надходження наступного фотона не досягає мозку. Нерухомий предмет тимчасово стає невидимим (так відбувається з жабою, яка може померти від голоду перед нерухомим шматочком м’яса). Якщо ж (як у людини), очей періодично рухається, то нерухоме зображення поперемінно потрапляє на різні ділянки сітківки і сприймається мозком постійно.
Тахістоскоп дозволяє пред’являти інформацію на відрізок часу, менший, ніж 200 мс, за який зображення не встигає зміститися. Якщо випробуваному, що переніс коміссуротомію, закрити одне око, його погляд фіксувати в центральній точці, а ліворуч або праворуч від неї пред’являти за допомогою тахистоскопа зображення, то можна направляти інформацію тільки в одне півкуля.
Якщо стимул потрапляє в ліву півкулю, хворі точно називають його. Якщо ж зображення предмета подається в праву півкулю, то вони стверджують, що бачать лише спалах світла, оскільки ліва півкуля не може знати про те, що бачило праве. Однак на дотик лівою рукою вони легко вибирають цей предмет з багатьох інших. В одному з подібних досліджень, випробуваної попередньо показали чотири фотографії людей і дали ім’я кожному персонажу. Потім їй тахистоскопический пред’явили химерне зображення людини (складене з половин осіб двох різних персонажів, наприклад, осіб дорослого і дитини). Хвора завжди повідомляла ім’я того, чия половина обличчя перебувала в правому полі зору (тобто потрапляла в ліву півкулю). Якщо ж її просили не відповідати словами, а показувати фотографію, яка відповідає зображенню, то випробовувана вибирала того, чиє обличчя було пред’явлено в ліве поле зору (права півкуля). Отже, вона не помічала химерних зображення, вважаючи, що бачить нормальне обличчя. Ці дані свідчать про здатність кожного півкулі добудовувати відсутню інформацію до цілого зображення. Ми вже згадували цей феномен – зорове завершення – прагнення людини закінчити зображення, від якого представлена тільки половина, добудувавши решту симетрично (Sperry, 1966, 1982).
Це явище дозволяє пояснити дивовижний факт: в нормі люди сприймають особи оточуючих симетричними, хоча реально вони такими не є. Несиметричність людських облич доведена в експериментах, в яких випробуваним пред’являли нормальні обличчя людей і особи, складені з правої половинки і її дзеркального відображення і лівої половинки і її дзеркального відображення (Мал. 4.11). Випробовувані по-різному сприймали особи, найчастіше вважаючи, що ліві половинки більш емоційні. У будь-якому випадку більшість осіб вельми асиметричні, хоча оточуючі сприймають їх симетричними. Мабуть, мозок використовує феномен зорове завершення, при якому для прискорення впізнання ліва півкуля добудовує особи зустрічних людей по їхній половині. Але при бажанні, вдивляючись в обличчя, ми можемо скористатися всіма відомостями, що зберігаються в правій півкулі, і побачити реальність.
« Біохімічна асиметрія півкуль головного мозку
Модель слуховий асиметрії в нормі »
Конспект уроку з біології 9 клас — Функціональна асиметрія мозку — yrok.net
16.05.2014
2024 переглядів
Функціональна асиметрія мозку
сформувати знання у школярів про психофізіологічні функції мозку людини; ознайомити зі функціональною асиметрією головного мозку; розглянути головні функції кожної з півкуль; розвивати вміння порівнювати біологічні й психічні процеси й здійснювати відповідні висновки і узагальнення; виховувати у школярів бережливе відношення до психічних функцій у організмі людини.
Терміни і поняття:
Хід уроку
Організаційний момент
Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх
Актуалізація опорних знань та перевірка домашнього завдання
1. Що таке свідомість?
2. Які фізіологічні основи свідомості?
3. Які існують критерії свідомості?
4. Що таке підсвідомість?
5. Що таке інтуїція?
6. Що таке самосвідомість?
Мотивація навчально-пізнавальної діяльності
Усі вже знають, що не кожна людина однаково обдарована: одні музиканти, а інші математики, одні художники, а інші письменники… Чому ж музиканти дуже погано проводять математичні розрахунки, а, наприклад, поети не уміють малювати?
Основна частина уроку
Вчені уже давно дійшли до висновку, що при здійсненні певних функцій домінує чи права, чи ліва півкуля. Пов’язано це із особливостями анатомічної будови значних півкуль кінцевого мозку.
Рис. 1. Функціональна асиметрія мозку
Особливості лівої та правої півкуль
У лівій півкулі розміщені три центри мови:
І. руховий центр мови, котрий забезпечує змогу писати;
ІІ. слуховий центр, котрий забезпечує змогу чути та розуміти мову іншої людини;
ІІІ. зоровий центр мови, чи центр читання та розуміння письмової мови, а також лічби (тобто математичні здібності, наука, логіка).
Отже, ліва півкуля більшим чином пристосована до здійснення аналітичної діяльності та відповідна за логічне мислення людей, тобто за формулювання певних понять, побудову висновків, узагальнень, складання прогнозів і т.п.
В правій півкулі знаходяться центри керування: орієнтацією у просторі (уміння до танців чи гімнастики), центри, які визначають музикальність (наприклад, сприйняття музики тощо), просторове уявлення (сприйняття художніх творів, скульптура, живопис, фантазія). Таким чином, права півкуля переважно спеціалізується на забезпеченні процесів образного сприйняття оточуючого середовища на базі минулого досвіду, на створені особистісного емоційного відношення до себе чи інших людей й до предметів; являється базою певного образного мислення і емоційного сприйняття оточення. Втім, центри нюху, зору, слуху знаходяться у обох півкулях мозку.
До особливостей півкуль відноситься розташування центру проекції руху правої та лівої руки. В лівій півкулі розміщені центр проекції руху правої руки, а у правій півкулі, й навпаки, — центр проекції руху лівої руки. Дана функціональна особливість і розподіляє людей на правшів та лівшів. Існує наукове припущення, яке не виключено що, пов’язано із розташуванням в правшів головних центрів мови (зоровий, слуховий, руховий) в лівій півкулі, а у лівшів, навпаки, — в правій півкулі.
Узгодження роботи двох півкуль мозку
Діяльність мозку людини в нормі у цілому здійснюється при одночасній улагодженій участі двох півкуль. В результаті даної роботи здійснюється функціональна повнота та збалансованість психічних процесів. Але спостерігається й певне переважання або домінування однієї із півкуль, котре виявляється відмінними психофізіологічними рисами. Найбільш яскраво це виявляється в стилі мислення. Виходячи із функціональної спеціалізації то, ліва півкуля приймає участь в забезпеченні логічного мислення, права — у конкретному образному мисленні. Це значить, що будь-яка півкуля здатна самостійно забезпечити повний аналіз інформації, однак лише певної спрямованості.
Словесні або мовні сигнали, які можуть бути звукові й письмові, сприймають слухові нервові центри, розміщені в скроневій частці кори, й зорові нервові центри, які знаходяться в тім’яній частці кори. Дякуючи внутрішньокірковим зв’язкам дані нервові центри створюють єдину функціональну систему, що забезпечує сприйняття та аналіз різноманітних форм мовних сигналів і їх звукове відтворення.
Таким чином, функціональна спеціалізація півкуль мозку являється фундаментальною базою психофізіологічної індивідуальності людини. У будь-якому із психічних процесів приймають участь одночасно обидві півкулі узгоджено. Однак спостерігається й функціональна перевага у роботі однієї із півкуль, що і відображається на індивідуальних особливостях певної людини.
Закріплення знань і вмінь
1. В якій півкулі головного мозку людини розміщений центр керування письмом:
2. Відзначте півкулю мозку людини, у котрій розміщений центр проекції правої руки:
3. В якій півкулі головного мозку людини розміщений центр нюху:
4. В якій півкулі головного мозку розміщений центр, який у людини визначає її музикальність:
5. Поясніть, в чому заключається функціональна спеціалізація півкуль мозку. Обгрунтуйте, чому у одних людей більш краще розвинене логічне мислення, а у інших -конкретно-образне.
Підведення підсумків
Підведення підсумків уроку. Оцінювання учнів та зауважень до їх підготовки
Надання домашнього завдання
— прочитати параграф,
— дати відповідь на запитання,
— інше.
Wikizero — Асимметрия мозга
В нейроанатомии человека асимметрия мозга может относиться как минимум к двум совершенно разным результатам:
Стереотипное изображение латерализации мозга, которое было продемонстрировано в нейробиологических исследованиях как ложное. [1]
Сами нейроанатомические различия существуют в разных масштабах, от плотности нейронов до размера таких областей, как планум височной области, и — в самом крупном масштабе — кручения или «ветра» в человеческом мозгу, отражающей форму тела человека. череп, который отражает выступ назад (кзади) левой затылочной кости и выступ вперед (передний) правой лобной кости. [2] Помимо существенных различий в размерах, между полушариями были обнаружены нейрохимические и структурные различия. Асимметрия проявляется в расположении кортикальных столбцов, а также в дендритной структуре и сложности. Более крупные размеры клеток также обнаруживаются в слое III области Брока.
Человеческий мозг имеет общую левую заднюю и правую переднюю асимметрию (или крутящий момент мозга). Особенно большая асимметрия наблюдается в лобных, височных и затылочных долях, которая увеличивается в переднезаднем направлении, начиная с центральной области.Левую асимметрию можно увидеть в извилине Гешля, париетальной крышке, сильвиевой щели, левой поясной извилине, височно-теменной области и височной плоскости. Правую асимметрию можно увидеть в правой центральной борозде (что потенциально предполагает повышенную связь между моторной и соматосенсорной корой в левой части мозга), боковом желудочке, энторинальной коре, миндалевидном теле и височно-теменно-затылочной области. Также часто встречается асимметрия мозга, зависящая от пола. Например, мужской мужской мозг имеет более асимметричную латерализацию, чем женский.Однако исследования экспрессии генов, проведенные Гавриличем с коллегами и Плетикосом с коллегами, не смогли обнаружить асимметрию между полушариями на уровне популяции. [3] [4]
История [править]
В середине 19 века ученые впервые начали делать открытия, касающиеся латерализации мозга или различий в анатомии и соответствующих функциях двух полушарий мозга. Франц Галль, немецкий анатом, был первым, кто описал то, что сейчас известно как доктрина церебральной локализации.Галл полагал, что вместо того, чтобы мозг работал как единое целое, разные психические функции могли быть приписаны разным частям мозга. Он также был первым, кто предположил, что языковая обработка происходит в лобных долях. [5] Однако в то время теории Галла вызывали споры среди многих ученых. Других убедили эксперименты, например, проведенные Мари-Жан-Пьером Флурансом, в которых он продемонстрировал, что повреждения головного мозга птиц вызывают непоправимый ущерб жизненно важным функциям. [6] Методы Флоуренса, однако, не были точными; Грубая методология, использованная в его экспериментах, на самом деле нанесла ущерб нескольким областям крошечного мозга моделей птиц.
Поль Брока был одним из первых, кто предложил убедительные доказательства локализации функции, когда он определил область мозга, связанную с речью.
В 1861 году хирург Поль Брока представил доказательства, подтверждающие теорию Галла. Брока обнаружил, что двое из его пациентов, страдающих от потери речи, имели похожие поражения в той же области левой лобной доли. [5] Хотя это было убедительным доказательством локализации функции, связь с «односторонностью» была установлена не сразу. Продолжая изучать подобных пациентов, Брока установил, что все случаи были связаны с повреждением левого полушария, и в 1864 году отметил важность этих результатов — что это должна быть специализированная область. Он также — ошибочно — предложил теории о связи речевых областей с «рукой».
Соответственно, некоторые из самых известных ранних исследований асимметрии мозга касались обработки речи.Асимметрия в сильвиевой щели (также известной как латеральная борозда), которая отделяет лобную и теменную доли от височной доли, была одним из первых обнаруженных несоответствий. Его анатомические различия связаны с размером и расположением двух областей человеческого мозга, которые важны для обработки речи, области Брока и области Вернике, обе находятся в левом полушарии. [7]
Примерно в то же время, когда Брока и Вернике сделали свои открытия, невролог Хьюлингс Джексон предложил идею «ведущего полушария» — или одной части мозга, которая играет более значительную роль в общей функции, — которая в конечном итоге проложит путь к пониманию «доминирования» в полушарии различных процессов.Несколько лет спустя, в середине 20-го века, критическое понимание латерализации полушария для визуально-пространственной обработки, внимания и восприятия, слуховой, лингвистической и эмоциональной обработки пришло от пациентов, перенесших процедуры расщепления мозга для лечения таких заболеваний, как эпилепсия. У пациентов с расщепленным мозгом мозолистое тело перерезают, разрывая основную структуру для связи между двумя полушариями. Первым современным пациентом с расщепленным мозгом был ветеран войны, известный как Пациент W.J., [8] , случай которого способствовал дальнейшему пониманию асимметрии.
Асимметрия мозга не уникальна для людей. Помимо исследований на людях с различными заболеваниями головного мозга, многое из того, что сегодня известно об асимметрии и латерализации функций, было изучено на моделях как беспозвоночных, так и позвоночных животных, включая рыбок данио, голубей, крыс и многих других. Например, более поздние исследования, показывающие половой диморфизм в асимметриях мозга в коре головного мозга и гипоталамусе крыс, показывают, что половые различия, возникающие в результате передачи гормональных сигналов, могут оказывать важное влияние на структуру и функции мозга. [9] Работа с рыбками данио была особенно информативной, потому что этот вид представляет собой лучшую модель для прямой связи асимметричной экспрессии генов с асимметричной морфологией, а также для поведенческого анализа. [10]
Асимметрия мозга у людей [править]
Латерализованные функциональные различия и значимые области в каждой стороне мозга и их функции [править]
Левое и правое полушария управляют противоположными сторонами тела. Каждое полушарие содержит секции всех 4 долей: лобной доли, теменной доли, височной доли и затылочной доли.Два полушария разделены вдоль опосредованной продольной щели и связаны мозолистым телом, что позволяет передавать и координировать стимулы и информацию. [11] Мозолистое тело — это крупнейший коллективный путь ткани белого вещества в организме, состоящий из более чем 200 миллионов нервных волокон. [12] Левое и правое полушария связаны с разными функциями и специализируются на интерпретации одних и тех же данных по-разному, что называется латерализацией мозга.Левое полушарие связано с языком и вычислениями, а правое полушарие более тесно связано с визуально-пространственным распознаванием и распознаванием лиц. Эта латерализация функции мозга приводит к тому, что некоторые специализированные области присутствуют только в определенном полушарии или доминируют в одном полушарии по сравнению с другим. Некоторые из важных регионов, входящих в каждое полушарие, перечислены ниже. [13]
Левое полушарие [править]
Область Брока:
Область Брока расположена в префронтальной коре левого полушария над поясной извилиной в третьем лобном извилине. [14] Область Брока была обнаружена Полом Брока в 1865 году. Эта область отвечает за воспроизведение речи. Повреждение этой области может привести к афазии Брока, из-за которой пациент не сможет сформулировать связные соответствующие предложения. [15]
Район Вернике:
Район Вернике был открыт в 1976 году Карлом Вернике и оказался местом, где люди понимают язык. Область Вернике также находится в левом полушарии в височной доле. Повреждение этой области мозга приводит к тому, что человек теряет способность понимать язык.Тем не менее, они по-прежнему способны производить звуки, слова и предложения, хотя они не используются в соответствующем контексте. [16]
Правое полушарие [править]
Веретенообразная область лица:
Веретенообразная область лица (FFA) — это область, которая была изучена как очень активная, когда лица наблюдаются в поле зрения. Было обнаружено, что FFA присутствует в обоих полушариях, однако исследования показали, что FFA преимущественно латерализована в правом полушарии, где проводится более глубокая когнитивная обработка лиц. [17] [18] FFA в левом полушарии связана с быстрой обработкой лиц и их особенностей. [17]
Другие регионы и ассоциированные заболевания [править]
Некоторые важные области, которые могут быть асимметричными в мозге, могут привести к поражению любого из полушарий из-за таких факторов, как генетика. Примером может быть ручная работа. Рука может быть результатом асимметрии моторной коры одного полушария. У правшей, поскольку мозг управляет противоположной стороной тела, у них может быть более индуцированная моторная кора в левом полушарии.
Было обнаружено, что несколько заболеваний усугубляют асимметрию мозга, которая уже присутствует в головном мозге. Исследователи начинают изучать влияние и взаимосвязь асимметрии мозга с такими заболеваниями, как шизофрения и дислексия.
Шизофрения:
Шизофрения — это сложное длительное психическое расстройство, которое вызывает галлюцинации, бред и отсутствие концентрации, мышления и мотивации у человека. Исследования показали, что у людей с шизофренией отсутствует асимметрия мозга, что снижает функциональную эффективность пораженных областей, таких как лобная доля. [19] Состояния включают функциональную латерализацию левого полушария, потерю латеральности для понимания речи, уменьшение гирификации, перекрут мозга и т. Д. обычно доминирует в левом полушарии. Расстройства языка, связанные с развитием, такие как дислексия, были исследованы с использованием методов визуализации мозга, чтобы понять нейронные или структурные изменения, связанные с расстройством.Предыдущие исследования показали, что асимметрия полушарий, которая обычно встречается у здоровых взрослых, например размер височной доли, отсутствует у взрослых пациентов с дислексией. Вместе с тем, прошлые исследования показали, что у пациентов с дислексией отсутствует латерализация речи в мозгу по сравнению со здоровыми пациентами. Вместо этого у пациентов с дислексией было обнаружено двустороннее преобладание речи в полушарии. [22] [23]
Текущие исследования асимметрии мозга [редактировать]
Латерализация функций и асимметрия в человеческом мозге продолжает продвигать популярную отрасль нейробиологических и психологических исследований.Технологические достижения в области картирования мозга позволили исследователям более четко видеть больше частей мозга, что пролило свет на ранее не обнаруженные различия в латерализации, возникающие на разных этапах жизни. [7] По мере того, как появляется все больше информации, исследователи начинают понимать, как и почему ранний человеческий мозг, возможно, эволюционировал таким образом, чтобы адаптироваться к социальным, экологическим и патологическим изменениям. Эта информация дает подсказки относительно пластичности или того, как разные части мозга иногда могут быть задействованы для разных функций. [24]
Продолжение исследований асимметрии мозга также способствует пониманию и лечению сложных заболеваний. Нейровизуализация пациентов с болезнью Альцгеймера, например, показывает значительное ухудшение состояния левого полушария наряду с преобладанием правого полушария, что может быть связано с привлечением ресурсов в эту сторону мозга перед лицом повреждения левого полушария. [25] Эти полушарные изменения были связаны с производительностью задач памяти. Руайе, Селин; Делькруа, Николя; Леру, Элиза; Элари, Матье; Разафимандимби, Анник; Бразо, Перрин; Delamillieure, Паскаль; Дольфус, Соня (февраль 2015 г.). «Функциональные и структурные асимметрии мозга у пациентов с шизофренией и биполярными расстройствами». Исследование шизофрении . 161 (2–3): 210–214. DOI: 10.1016 / j.schres.2014.11.014. PMID 25476118.
.
Асимметрия полушария анатомической сети человеческого мозга, выявленная диффузионно-тензорной трактографией
Топологическая архитектура церебральной анатомической сети отражает структурную организацию человеческого мозга. Недавно топологические меры, основанные на теории графов, предоставили новые подходы для количественной оценки крупномасштабных анатомических сетей. Однако мало исследований изучали асимметрию полушарий человеческого мозга с точки зрения сетевой модели, и мало что известно об асимметрии паттернов соединений областей мозга, которые могут отражать функциональную интеграцию и взаимодействие между различными областями.Здесь мы использовали визуализацию тензора диффузии для построения бинарных анатомических сетей для 72 здоровых взрослых субъектов-правшей. Мы установили наличие структурных связей между любой парой из 90 корковых и подкорковых областей с помощью детерминированной трактографии. Чтобы исследовать асимметрию полушарий мозга, был проведен статистический анализ, чтобы выявить области мозга со значительными различиями между двусторонними топологическими свойствами, такими как степень связности, характерная длина пути и центральность промежуточности.Кроме того, были исследованы локальные структурные связи для изучения локальной асимметрии некоторых специфических трактов белого вещества. С точки зрения как глобальных, так и локальных паттернов связи мы идентифицировали области мозга с полушарной асимметрией. В сочетании с предыдущими исследованиями мы предположили, что топологическая асимметрия в анатомической сети может отражать функциональную латерализацию человеческого мозга.
1. Введение
Мозг демонстрирует асимметрию как в макроскопической структуре, так и в микроскопической цитоархитектуре.Более того, многие исследования выявили анатомическую асимметрию, соответствующую функциональной латерализации [1–3]. Например, левосторонняя асимметрия в размере областей участвует в речевой и слуховой обработке, таких как височная плоскость [4–7], сильвиевая щель [8] и извилина Хешля [4, 9, 10], что соответствует левополушарному каналу. доминирование языка [11]. Недавно функциональные нейровизуализационные исследования установили специфичность полушария для ряда языковых, моторных и пространственных задач [12].Структурные исследования МРТ выявили структурную асимметрию в толщине коры или объемах серого вещества различных областей мозга [13, 14]. Используя методы диффузионной тензорной визуализации (DTI), исследователи также идентифицировали левостороннюю асимметрию некоторых трактов белого вещества, таких как пучки цингулюма [15, 16] и дугообразный пучок [2, 3, 17–21].
Эти предыдущие исследования изучали структурную или функциональную асимметрию некоторых конкретных областей мозга или анатомические связи между ними.Асимметрия серого или белого вещества была проанализирована по местным региональным признакам. Недавно сетевая модель была предложена как полезный инструмент для исследования структурной организации и функциональных механизмов человеческого мозга [22–31]. Теория графов приближается к анализу сложной сети, которая может предоставить новый мощный способ количественной оценки структурных и функциональных систем мозга. С помощью сетевых моделей все больше и больше исследований показывают, что структурные и функциональные сети человеческого мозга обладают атрибутами маленького мира [23–26, 28, 30, 32–34] и модульной структурой [35–37].В нескольких исследованиях с использованием диффузионной МРТ были предложены различные методы построения анатомической сети мозга [25, 32, 33, 36, 38, 39]. Все эти исследования показали, что корковые сети человеческого мозга имеют топологию «маленький мир», которая характеризуется большими коэффициентами кластеризации и короткой средней длиной пути [30, 40]. Однако мало исследований изучали асимметрию полушарий с точки зрения церебральной анатомической сети, и мало что известно об асимметрии паттернов соединений областей мозга, которые могут отражать функциональную интеграцию и взаимодействие между различными областями.
В этом исследовании мы сначала построили анатомическую сеть для каждого субъекта с помощью метода детерминированной диффузной тензорной трактографии (ДТТ), а затем применили подходы теории графов для изучения топологических свойств двусторонних областей мозга в сети. Чтобы исследовать асимметрию полушарий мозга, был проведен статистический анализ, чтобы выявить области мозга со значительными различиями между двусторонними топологическими свойствами. Кроме того, были исследованы локальные структурные связи для изучения локальной асимметрии некоторых специфических трактов белого вещества.С точки зрения как глобальных, так и локальных паттернов связи мы идентифицировали области мозга с полушарной асимметрией.
2. Материалы и методы
2.1. Субъекты
Это исследование включало 72 здоровых взрослых человека (42 мужчины; средний возраст; средний возраст
года.