Физиология высшей нервной деятельности Проблема локализации высших психических функций. Межполушарная асимметрия

Проблема локализации психических функций

Рисунок из книги Грегора Рейша Margarita Philosophica, опубликованной в 1504 году. В передней полости расположено общее чувствилище, связанное нервами с органами чувств; в этой полости пребывают также фантазия и воображение. Средняя полость – средоточение мыслей и суждений; в задней полости обитает память.

Франц Галль (Franz Joseph Gall) ( ) - немецкий анатом, создатель френологии

Френологические карты Ф.Галля

Идея локализации высших психических функций в мозге, стоявшая в центре френологии Галля, намного опередила свое время: еще почти полвека после смерти Галля физиологи не решались говорить об этом всерьез. Однако сама по себе френология была начисто лишена какой-либо эмпирической или теоретической базы, поэтому вскоре была забыта и справедлива считалась шарлатанством.

В неврологии и физиологии конца XIX - начале XX в. стали формироваться две гипотезы о локализации функций в головном мозге: концепция эквипотенциальности (антилокализационизм): высшие психические функции не имеют локализации в мозге – они распределены по всему мозгу. локализационизм: каждая высшая психическая функция имеет строгую локализацию в мозге

К. Лэшли ( ) американский психофизиолог и нейропсихолог, сторонник бихевиоризма. Занимался проблемой мозговой локализации психических функций, используя метод удаления у животных различных частей головного мозга. Экспериментируя на крысах, он установил, что степень способности крыс решать достаточно сложные поведенческие задачи определяется скорее не локализацией повреждения головного мозга, а объемом этого повреждения. Первоначально сформулировал положение об эквипотенциальности (равноценности) любых частей мозга в выработке навыков и решении интеллектуальных задач, отвергал принцип локализации рефлекторных актов (тем самым выступал против учения И.П. Павлова). В дальнейшем отказался от этой позиции.

Ошибка Лешли состояла в том, что он оценивал влияние разрушения отдельных участков мозга на очень сложное поведение (прохождение крысы через лабиринт), которое требует участия сразу многих высших психических функций (внимание, память, планирование и принятие решений, мотивация, восприятие пространственных отношений и др.). Нарушение хотя бы одной из этих функций вело к нарушению всего поведения в целом.

Карта локализации психических функций в мозге человека, составленная немецким психиатром К.Клейстом (пример узкого локализационизма). На основании обработки огромного материала по огнестрельным ранениям мозга во время Первой мировой войны Клейст разместил в различных участках коры больших полушарий такие «функции», как «схема тела», «понимание фраз», «конструктивные действия», «настроение» и ряд других. В отличие от френологических карт Галля, данная карта основана на реальном клиническом материале, однако она отличается слишком буквальной привязкой психических функций к областям мозга.

Основные положения узкого локализационизма (по Е. Д. Хомской): - функция рассматривалась как неразложимая на компоненты психическая способность, которая соотносится с определенным участком мозга; - мозг, в свою очередь, представляет собой совокупность различных "центров", каждый из которых целиком заведует определенной функцией; - под локализацией понималось непосредственное наложение психического на морфологическое. К сожалению, 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. Репина, Воронцов, Юматова. Основы клинической психологии. (2003 г.)

Существование центров речи, казалось бы, согласуется с узким локализационизмом. Согласно современным представлениям, ни эквипотенциальность, ни узкий локализационизм не отражают истинную суть связи высших психических функций с мозгом.

Сенсорные и моторные функции (т.е. функции низшего уровня) имеют относительно определенную локализацию в мозге. Упорядоченная проекция частей тела на постцентральную область коры больших полушарий получила название соматотопии. Моторная кора также имеет соматотопическую организацию. Упорядоченность проекции сетчатки на затылочную область коры больших полушарий называют ретинотопией, а кортиева органа на височную кору тонотопией.

Соматотопическая организация первичной соматосенсорной коры человека – пример весьма отчетливой локализации в пределах первичной сенсорной функции

Высшие психические функции (в особенности такие, как внимание, распознание образов, планирование действий, мышление, речь и др.) не могут быть строго локализованы в отдельных областях мозга, а реализуются как результат тесного взаимодействия большого количества мозговых структур. В результате получается, что каждая конкретная психическая функция связана с несколькими областями мозга, и, наоборот, каждая область мозга связана с несколькими психическими функциями.

Это можно объяснить рядом причин, в том числе: 1. высшие формы психической деятельности человека опираются на внешние средства (Выготский). 2. локализация психических функций в головном мозге меняется как в процессе развития детского организма во взрослый, так и на последовательных этапах упражнения (Выготский). 3. высшие формы психической деятельности лишь в небольшой степени заложены генетически, и наследственные задатки преобразуются в ходе развития каждого индивида в зависимости от окружающей его культурной и лингвистической среды.

Лев Семёнович Выготский ( ) советский психолог, основатель культурно- исторической школы в психологии.

Александр Романович Лурия ( ) - один из выдающихся основоположников современной нейропсихологии.

Асимметрия больших полушарий и речь.

П. Брока (P. Broca) ( ) К. Вернике (K. Wernicke) ( ) В конце XIX в. П.Брока и К.Вернике открыли центры речи, названные в последствии их именами. По их данным, эти центры всегда располагались в левом полушарии.

Расположение важнейших речевых областей мозга (зоны Брока и зоны Вернике) в левом полушарии относительно цитоархитектонических полей коры больших полушарий (по современным представлениям).

В результате открытия центров речи широкое распространение получили представления о взаимоотношении между полушариями. Одно полушарие (у правшей левое) является ведущим (доминантным) для речи и других высших функций, другое (правое) у правшей находится под контролем доминантного полушария и не имеет особых функций. Его часто называли «молчащим полушарием». Только в 30-х годах XX столетия накопилось достаточно данных, потребовавших от ученых пересмотреть отношение к функциям правого полушария. Оказалось, что у здорового человека-правши оно обладает особыми зрительно- пространственными и другими невербальными способностями. Значение латерализации и асимметрии состоит в эффективном разделении функций между полушариями.

Рисунки больного с синдромом игнорирования при поражении теменной коры правого полушария (по Лурия, 1973) При поражении теменной коры правого полушария синдром выражен ярко, однако при поражении левого – практически не выражен. Это одно из свидетельств того, что в отношении пространственного внимания доминирует правое полушарие.

В 95% случаев речь у правшей контролируется левым полушарием. У левшей речь управляется левым полушарием в 70% случаев, обоими - в 15%, правым - в 15% Для определения того, какое полушарие контролирует речь, применяют тест Вада, а также дихотическое прослушивание конкурирующих словесных сообщений, подаваемых раздельно в два уха (или аналогичную зрительную методику)

Множество обычных предметов быта рассчитано для правшей

Роджер Сперри (Roger Wolcott Sperry) За цикл исследований межполушарной асимметрии (в том числе на больных с расщепленным мозгом) получил в 1981 г. Нобелевскую премию

Главные комиссуры, соединяющие два полушария мозга. Обратите внимание на крупные размеры мозолистого тела по сравнению с другими соединениями.

Пациент с расщепленным мозгом легко может назвать предмет, который держит правой рукой, однако назвать предмет в левой руке ему очень трудно. Соматосенсорный сигнал от правой руки попадает непосредственно левое полушарие (речевое), а путь от левой руки проходит сначала через правое полушарие и далее через мозолистое тело.

Изображения объектов, попадающие в левую часть поля зрения, обрабатываются правым полушарием, а в правую – левым полушарием

Экспериментальная установка для проведения опытов с тахистоскопом у больных с рассеченным мозолистым телом. Названия или изображения предметов кратковременно предъявляются на правой или левой стороне экрана, а сами предметы расположены так, что их можно узнать только на ощупь.

Приспособления, используемые для латерализации зрительной и осязательной информации и для получения от испытуемого ответа, основанного на осязательных ощущениях

Зрительные стимулы можно подать отдельно в правое или левое полушария (как здорового человека, так и пациента с расщепленным мозгом. Поскольку левое зрительное поле воспринимается правым полушарием (и наоборот), то стимул, предъявленный на очень короткое время в левом зрительном поле будет проанализирован лишь правым полушарием (при условии, что человек непрерывно продолжал смотреть на фиксационную точку в центре экрана). У здорового человека после активации правого полушария происходит передача информации в левое полушарие. Однако у пациента с расщепленным мозгом информация, предъявленная в левое зрительное поле, не может попасть в левое полушарие, и в результате человек не способен сообщить словами, что именно он видит. Предметы, попадающие в правую часть зрительного поля, они легко называют.

Одновременное предъявление с помощью тахистоскопа различных стимулов правому и левому полушариям испытуемого P. S. Выбирая каждой рукой подходящие изображения, P. S. делает это в соответствии с раздражителем, предъявленным тому или другому полушарию. Но при словесном объяснении его левое полушарие постоянно стремится дать разумное обоснование тому выбору, которое сделало правое, хотя левое полушарие не имеет никакого представления о том, что именно видело правое и видело ли оно вообще что-нибудь.

Распознавание лиц левым и правым полушариями больного с расщепленным мозгом. Если при помощи установки ему предъявлять «составные портреты», каждое полушарие как бы дополняет проецируемую в него половину лица до целостного изображения, информация о котором в другое полушарие не поступает. Если требуется описать увиденное словами, то, левое полушарие справляется с такой задачей гораздо лучше. Однако при использовании невербальных признаков обнаруживаются преимущества правого полушария. (по Sperry et al. в [38] с изменениями)

Эксперимент по распознаванию составных лиц правым и левым полушариями головного мозга (здоровые испытуемые)

Изображения, подобные представленным здесь, легко и быстро воспринимаются как целое правым полушарием.

Различия в функциях правого и левого полушарий, выявленные у пациентов с расщепленным мозгом Функции левого полушарияФункции правого полушария Анализ правого зрительного поля Анализ левого зрительного поля Стереогнозис (правая рука)Стереогнозис (левая рука) Лексика и семантика речиЭмоциональная окраска речи ПисьмоПространственное воображение Полноценная речьЗачаточная речь

Анатомическая асимметрия полушарий мозга. Вверху: сильвиева борозда в правом полушарии отклоняется вверх под большим углом. Внизу: задняя часть planum temporale («височная площадка») обычно гораздо больше в левом полушарии, связанном с речевыми функциями (у 70% людей больше в левом, однако у 11% – больше в правом). На эту область частично приходится зона Вернике.

Гипотеза о биологических предпосылках асимметрии больших полушарий.

Существует гипотеза, что функциональная асимметрия мозга характерна в той или иной степени для всех позвоночных животных. При этом левая сторона мозга доминирует при решении рутинных вопросов, требующих медленного и детализированного анализа (например, поедание пищи), а правая – при решении экстренных вопросов, требующих быстрого схватывания ситуации в целом (например, восприятие сигнала опасности и бегство).