Латерализация функции мозга - Lateralization of brain function

Схема человеческого мозга.
Человеческий мозг разделен на два полушария - левое и правое. Ученые продолжают исследовать, как в некоторых когнитивных функциях преобладает та или иная сторона; то есть как они латерализованы .

Латерализации функций мозга является тенденция некоторых нейронных функций или когнитивных процессов , которые будут специализироваться на одной стороне мозга или другой. Медиальная продольная трещина отделяет человеческий мозг в двух различных полушарий головного мозга , соединенных с мозолистого . Хотя макроструктура двух полушарий кажется почти идентичной, различный состав нейронных сетей позволяет выполнять специализированные функции, которые различны в каждом полушарии.

Латерализация структур головного мозга основана на общих тенденциях, выраженных у здоровых пациентов; однако каждому обобщению можно найти множество контрпримеров. Мозг каждого человека развивается по-разному, что приводит к уникальной латерализации у людей. Это отличается от специализации, поскольку латерализация относится только к функции одной структуры, разделенной между двумя полушариями. Специализацию гораздо легче наблюдать как тенденцию, поскольку она имеет более сильную антропологическую историю .

Лучшим примером установленной латерализации является зона Брока и Вернике , где обе часто встречаются исключительно в левом полушарии. Латерализация функций, такая как семантика , интонация , акцентуация и просодия , с тех пор была поставлена ​​под сомнение, и в основном было обнаружено, что она имеет нейрональную основу в обоих полушариях. Другой пример: каждое полушарие мозга представляет одну сторону тела. В мозжечке это та же сторона тела, но в переднем мозге это преимущественно контралатеральная сторона .

Боковые функции

Язык

Языковые функции, такие как грамматика, словарный запас и буквальное значение, обычно передаются левому полушарию, особенно у правшей. В то время как производство речи левостороннее примерно у 90% правшей, оно более двустороннее или даже правостороннее примерно у 50% левшей.

Зона Брока и зона Вернике , связанная с производством речи и понимания речи, соответственно, расположены в левом полушарии головного мозга около 95% правшей , но около 70% левшей. Люди, говорящие на нескольких языках, демонстрируют отдельные области речи для каждого языка.

Сенсорная обработка

Обработка основной сенсорной информации осуществляется латерализовано за счет разделения на левую и правую стороны тела или пространство вокруг тела.

При зрении около половины нейронов зрительного нерва каждого глаза пересекаются, чтобы проецироваться в противоположное полушарие, и около половины не пересекаются, чтобы проецироваться в полушарие с той же стороны. Это означает, что левая часть поля зрения обрабатывается в основном зрительной корой правого полушария и, наоборот, правой стороной поля зрения.

При слухе около 90% нейронов слухового нерва от одного уха пересекаются и проецируются в слуховую кору противоположного полушария.

Что касается осязания , большинство нейронов кожи пересекаются и проецируются на соматосенсорную кору противоположного полушария.

Из-за этого функционального разделения левой и правой сторон тела и пространства, которое его окружает, обработка информации в сенсорной коре практически идентична. То есть обработка визуальных и слуховых стимулов, пространственные манипуляции, восприятие лица и художественные способности представлены двусторонне. Числовая оценка, сравнение и онлайн-расчет зависят от двусторонних теменных областей, в то время как точные вычисления и извлечение фактов связаны с левой теменной областью, возможно, из-за их связи с лингвистической обработкой.

Системы ценностей

Вместо того, чтобы быть просто рядом мест, где встречаются разные мозговые модули, есть общие черты в типах функций, наблюдаемых на каждой стороне, например, в том, как правостороннее нарушение способности рисования заставляет пациентов рисовать части предмета совершенно бессвязно. отношения, или когда вид повреждения левой стороны проявляется в нарушении речи, не нарушая способности пациента улавливать интонацию речи. Это заставило британского психиатра Иэна МакГилкриста рассматривать два полушария как имеющие разные системы ценностей , где левое полушарие имеет тенденцию сводить сложные вопросы, такие как этика, к правилам и мерам, а правое полушарие склонно к целостному и метафорическому.

Клиническое значение

Депрессия связана с гиперактивным правым полушарием, с доказательствами избирательного участия в «обработке негативных эмоций, пессимистических мыслей и неконструктивных стилей мышления», а также с бдительностью, возбуждением и саморефлексией, а также с относительно гипоактивным левым полушарием, «особенно вовлеченным в процесс. обработка приятных переживаний »и« относительно более активное участие в процессах принятия решений ». Кроме того, «поражения левого полушария приводят к смещению или ошибкам в виде упущенной реакции, тогда как поражения правого полушария приводят к смещению или ошибкам в ответной реакции». В бредовых синдромах Ошибочных , удваивающаяся парамнезия и синдром капгра также часто является результат правильных поражений полушарий.

Повреждение полушария

Повреждение правого или левого полушария и связанная с ним недостаточность дают представление о функции поврежденной области. Повреждение левого полушария во многом влияет на производство и восприятие речи. Повреждение или повреждение правого полушария может привести к отсутствию эмоциональной просодии или интонации при разговоре. Повреждение правого полушария также оказывает серьезное влияние на понимание дискурса. Люди с повреждением правого полушария имеют ограниченную способность делать выводы, понимать и производить основные концепции, а также сниженную способность управлять альтернативными значениями. Кроме того, люди с повреждением правого полушария часто говорят резко и поверхностно или многословно и чрезмерно. У них также может быть прагматический дефицит в ситуациях смены очереди, поддержания темы и обмена знаниями.

Боковое повреждение головного мозга также может влиять на пространственное разрешение зрительного восприятия. У людей с повреждением левого полушария может быть нарушено восприятие деталей изображения с высоким разрешением или деталей. Люди с повреждением правого полушария могут иметь нарушенное восприятие аспектов изображения с низким разрешением или большой картины.

Пластичность

Если определенная область мозга или даже целое полушарие повреждено или разрушено, его функции иногда могут брать на себя соседние области в том же полушарии или соответствующие области в другом полушарии, в зависимости от поврежденной области и состояния пациента. возраст. Когда травма мешает пути из одной области в другую, могут развиваться альтернативные (косвенные) связи для передачи информации с обособленными областями, несмотря на неэффективность.

Афазия Брока

Афазия Брока - это особый тип экспрессивной афазии, названный так из-за афазии, которая возникает в результате повреждения или поражения области мозга Брока , которая чаще всего встречается в левом нижнем лобном полушарии. Таким образом, афазия, развивающаяся из-за недостаточного функционирования области Брока, является выраженной и нелегкой афазией. Его называют «не говорящим» из-за проблем, которые возникают из-за того, что область Брока имеет решающее значение для языкового произношения и производства. Эта область контролирует некоторые моторные аспекты речевого образования и артикуляции мыслей в слова, и, таким образом, поражения этой области приводят к специфической негибкой афазии.

Афазия Вернике

Афазия Вернике является результатом повреждения области мозга, которая обычно находится в левом полушарии над сильвиевой трещиной . Повреждение этой области вызывает прежде всего дефицит понимания речи. В то время как способность свободно говорить с нормальной мелодической интонацией сохраняется, язык, создаваемый человеком с афазией Вернике, пронизан семантическими ошибками и может показаться слушателю бессмысленным. Афазия Вернике характеризуется фонематическими парафазиями, неологизмом или жаргоном. Еще одна характеристика человека с афазией Вернике заключается в том, что его не волнуют ошибки, которые они совершают.

Общество и культура

Неправильное применение

Грубое упрощение полушария
Грубое упрощение полушария

Теренс Хайнс заявляет, что исследование латерализации мозга можно использовать в качестве исследовательской программы, хотя коммерческие промоутеры применяли его для продвижения предметов и продуктов, выходящих далеко за рамки исследования. Например, результаты исследования не имеют никакого отношения к психологическим вмешательствам, таким как десенсибилизация и переработка движений глаз (EMDR) и нейролингвистическое программирование , оборудование для тренировки мозга или обучение менеджменту.

Популярная психология

Чрезмерное упрощение латерализации в поп-психологии. Это убеждение было широко распространено даже в научном сообществе в течение нескольких лет.

Некоторые популяризации чрезмерно упрощают науку о латерализации, представляя функциональные различия между полушариями как более абсолютные, чем на самом деле. Интересно, что исследования показали совершенно противоположную функцию латерализации мозга, то есть левое полушарие творчески и хаотично связывает между собой концепции, а правое полушарие имеет тенденцию придерживаться определенной даты и времени, хотя в целом придерживается паттерна левого полушария как лингвистической интерпретации и правого полушария как пространства. -временной.

Половые различия

В 19 веке и, в меньшей степени, в 20 веке считалось, что каждая сторона мозга связана с определенным полом: левая часть соответствует мужественности, а правая - женственности, и каждая половина может функционировать независимо. Правое полушарие мозга считалось неполноценным и выделялось у женщин, дикарей, детей, преступников и душевнобольных. Яркий пример этого в художественной литературе можно увидеть в « Странном случае доктора Джекила и мистера Хайда» Роберта Льюиса Стивенсона .

Эволюционное преимущество

Широко распространенная латерализация многих позвоночных животных предполагает эволюционное преимущество, связанное со специализацией каждого полушария.

История

Broca

Одно из первых указаний на латерализацию функции мозга стало результатом исследования французского врача Пьера Поля Брока в 1861 году. В его исследовании участвовал пациент мужского пола по прозвищу «Тан», страдавший речевым дефицитом ( афазией ); «загар» было одним из немногих слов, которые он мог сформулировать, отсюда и его прозвище. При вскрытии Тана Брока определил, что у него сифилитическое поражение в левом полушарии головного мозга. Эта область левой лобной доли мозга (область Брока ) является важной областью, производящей речь. Двигательные аспекты дефицита речи, вызванного повреждением области Брока, известны как экспрессивная афазия . При клинической оценке этого типа афазии пациенты испытывают затруднения при произнесении речи.

Вернике

Немецкий врач Карл Вернике продолжил исследования Брока, изучая языковой дефицит в отличие от экспрессивной афазии. Вернике отметил, что не все недостатки связаны с производством речи; некоторые были лингвистическими. Он обнаружил, что повреждение левой задней верхней височной извилины ( зона Вернике ) вызывает дефицит понимания речи, а не дефицит речи, синдром, известный как рецептивная афазия .

Визуализация

Эти основополагающие работы по специализации полушария были выполнены на пациентах или вскрытии головного мозга, что поднимает вопросы о потенциальном влиянии патологии на результаты исследований. Новые методы позволяют проводить сравнение полушарий у здоровых людей in vivo . В частности, магнитно-резонансная томография (МРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) важны из-за их высокого пространственного разрешения и способности отображать подкорковые структуры мозга.

Движение и ощущение

В 1940-х нейрохирург Уайлдер Пенфилд и его коллега- невролог Герберт Джаспер разработали метод картирования мозга, чтобы уменьшить побочные эффекты, вызванные хирургическим вмешательством по лечению эпилепсии . Они стимулировали моторную и соматосенсорную кору мозга небольшими электрическими токами, чтобы активировать отдельные области мозга. Они обнаружили, что стимуляция моторной коры одного полушария вызывает сокращение мышц на противоположной стороне тела. Более того, функциональная карта моторной и сенсорной коры довольно согласована от человека к человеку; Результатом стали знаменитые картины моторных и сенсорных гомункулов Пенфилдом и Джаспером .

Пациенты с расщепленным мозгом

Исследования Майкла Газзаниги и Роджера Уолкотта Сперри, проведенные в 1960-х годах на пациентах с расщепленным мозгом, привели к еще большему пониманию функциональной латеральности. Пациенты с расщепленным мозгом - это пациенты, перенесшие каллозотомию (обычно в качестве лечения тяжелой эпилепсии), то есть отсечение большой части мозолистого тела . Мозолистое тело соединяет два полушария мозга и позволяет им общаться. Когда эти связи разрываются, у двух половин мозга снижается способность общаться друг с другом. Это привело к множеству интересных поведенческих явлений, которые позволили Газзаниге и Сперри изучить вклад каждого полушария в различные когнитивные и перцептивные процессы. Одним из их основных открытий было то, что правое полушарие было способно к элементарной обработке речи, но часто не имело лексических или грамматических способностей. Эран Зайдель также изучал таких пациентов и нашел некоторые доказательства того, что правое полушарие обладает хотя бы некоторыми синтаксическими способностями.

Язык преимущественно локализован в левом полушарии. В то время как левое полушарие оказалось более оптимизированным для речи, правое полушарие обладает способностью к эмоциям, таким как сарказм, которые могут выражать просодию в предложениях во время разговора. По словам Шеппарда и Хиллиса, «Правое полушарие имеет решающее значение для восприятия сарказма (Davis et al., 2016), интеграции контекста, необходимого для понимания метафор, умозаключений и юмора, а также для распознавания и выражения аффективной или эмоциональной просодии - изменения высоты звука. , ритм, темп и громкость, передающие эмоции ». В одном из экспериментов, проведенных Газзанигой, участвовал мужчина-пациент с расщепленным мозгом, сидящий перед экраном компьютера, в то время как слова и изображения отображались по обе стороны экрана, а визуальные стимулы направлялись либо в правое, либо в левое поле зрения. и, соответственно, левое или правое полушарие. Было замечено, что если пациенту предъявили изображение в его левом поле зрения (правое полушарие), он сообщил бы, что ничего не видит. Если он мог ощупывать определенные объекты, он мог бы точно выбрать нужный объект, несмотря на то, что у него не было способности выразить словами то, что он видел.

Дополнительные изображения

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Библиография

Дополнительные ресурсы