Генетика мозга

Генетика мозга

Функциональная ассиметрия полушарий мозга

В классификации живых существ  человеку присвоено почетное наименование — homo sapiens (человек разумный). Естественно предположить, что наш разум обусловлен особым устройством головного мозга. В чем оно заключается?

Сегодня при изучении деятельности мозга исследователи объединяют подходы генетики, молекулярной биологии, психологии, нейробиологии и других наук. Принципиально новые возможности открылись в связи с расшифровкой структуры генов, созданием методов определения матричной РНК соответствующих ферментов, медиаторов и их рецепторов, использованием антисмысловых дезоксинуклеотидов, получением трансгенных и нокаутных животных.

Мозг человека имеет большие  размеры и большой вес. Но есть животные, у которых мозг больше и тяжелее. У человека велик относительный  вес мозга, то есть доля веса мозга  на килограмм общего веса тела. Но и  в этом отношении мы уступаем животным,—  по относительному весу мозга лидируют китообразные. Очень долго ученые полагали, что у человека самая  большая поверхность коры мозга, что в ней больше извилин, что  она содержит больше нервных клеток, что нервные клетки плотнее в  ней расположены. Но выяснилось, что  животные с легендарной репутацией — дельфины — обогнали нас и  по этим показателям.

Если не размеры и вес мозга, то, что же является отличительной особенностью мозга "человека разумного"? Сегодня можно указать лишь на одну уникальную особенность нашего головного мозга — функциональную асимметрию.

Мозг всех животных и мозг человека симметричен — его правая и  левая половины построены однотипно  как по составу и количеству отдельных  элементов, так и по общей архитектуре. У животных правая и левая половины мозга выполняют и одинаковую работу. У человека же правое и левое  полушария мозга имеют разные функции, они управляют разными  видами деятельности. С незапамятных времен было известно, что при очаговых поражениях коры (вследствие кровоизлияний, травм, опухолей и т. п.) может возникать полная или частичная потеря речи — афаэия. Однако лишь немногим более ста лет назад было доказано, что афазия развивается только при поражениях левого полушария.

До середины нашего века функциональной асимметрией мозга интересовались преимущественно врачи-невропатологи, искавшие опорные признаки для точного  распознавания очаговых заболеваний  мозга. Наряду с углубленным изучением  поражении левого полушария настойчиво велись поиски симптомов поражения и «немого» правого полушария. И, наконец, к началу пятидесятых годов эти поиски увенчались успехом — были найдены функции, свойственные только правому полушарию. Стало ясно, что правое полушарие нельзя рассматривать как простой придаток левого, что оно вносит свой и существенный вклад в нервную деятельность.

«ЛЕВОПОЛУШАРНЫЙ» ЧЕЛОВЕК

Так условно называется человек, у  которого выключено правое полушарие  и психическая деятельность осуществляется только левым.

Первая и главная особенность  «левополушарного» человека — у него сохранена речь. Этого следовало ожидать, ведь левое полушарие — речевое. Неожиданно другое: он охотнее и легче вступает в беседу, захватывает инициативу в разговоре, его словарь становится богаче и разнообразнее, ответы более развернутыми и детализированными. Он излишне многословен, даже болтлив. Наряду с этим у него улучшается и восприятие чужой речи.

Для изучения восприятия речи проводят речевую аудиометрию. Специально подобранные  группы слов, записанные на магнитную  ленту, подают через наушники раздельно  на каждое ухо. Сначала измеряют порог  обнаружения звуков речи — минимальную  интенсивность речевого сигнала, при  которой человек уже слышит речь, но еще не может разобрать слов. Затем громкость постепенно увеличивают, и человек должен повторять слова, которые он слышит. Измеряется разборчивость  речи — количество правильно повторенных  слов в % ко всем услышанным.

У «левололушарного» человека снижается порог обнаружения звуков речи—он улавливает более тихую речь, чем мог это сделать в обычном «двуполушарном» состоянии, Он быстрее и гораздо точнее повторяет слышимые слова. В целом у «левололушарного» человека речевая активность повышена, а речевой слух облегчен.

Достаточно ли этих фактов, чтобы  утверждать, что речевая деятельность в отсутствии правого полушария  улучшается? Прислушаемся внимательно к «левополушарному» человеку. Хотя он стал разговорчивее, его речь теряет интонационную выразительность — она монотонна, бесцветна, тускла. Мало того, не только утеряна выразительность, придаваемая речи голосом, сам голос изменяется: он приобретает носовой, несколько гнусавый оттенок либо становится неестественным, как бы лающим. Такой дефект речи называется диспросодией, поскольку интонационно-голосовые компоненты речи называются просодическими («просодия» —«мелодия»).

Наряду с диспросодией у «левополушарного» человека нарушается восприятие просодических компонентов речи собеседника.

Проводились две серии экспериментов. В первой человеку предлагали прослушивать через наушники короткие фразы, составленные из бессмысленных слогов, но произнесенные  с утрированной интонацией — вопросительной, гневной, жалобной, восторженной и т. п. Нужно было определить значение интонации, сказать, с каким выражением произнесена фраза. Во второй серии экспериментов предлагали прослушивать через наушники гласные звуки, произнесенные мужчиной и женщиной. Нужно было повторить звук и сказать, каким голосом он произнесен.

Выяснилось, что «левополушарный» человек теряет способность понимать значение речевых интонаций. Он внимательно вслушивается, пытается расшифровать бессмысленные слоги, очень точно их повторяет, но сказать, с каким выражением (вопросительным, гневным и т. п.) они произнесены, не может. Не может он и отличить мужской голос от женского.

Каждый знает, что одни и те же слова, сказанные с разной интонацией, означают далеко не одно и то же, Равным образом одни и те же слова, произнесенные разными людьми (то есть разными голосами), могут иметь совершенно различный смысл. Нередко как сказано значит больше, чем что сказано. Просодические компоненты придают речи конкретность, образность, чувственную окраску. Речевое сообщение, лишенное этих компонентов, звучит неопределенно, формально, зачастую непонятно.

Таким образом, наряду с сохранностью формального богатства речи, словарного и грамматического, наряду с увеличением  речевой активности, наряду с обострением  словесного слуха «левополушарный» человек потерял ту образность и конкретность речи, которую ей придает интонационно-голосовая выразительность.

Итак, мы сталкиваемся с парадоксальной ситуацией: одни стороны, одни характеристики речевого слуха улучшаются, другие ухудшаются. Что же произошло со слухом? Изменилось только восприятие звуков речи или слуховая функция  в целом? Посмотрим, как воспринимает «левополушарный» человек неречевые звуки, звуковые образы.

На магнитную пленку были записаны кашель, смех, храпение, голоса животных — лай, ржание, хрюканье,— звуки, встречающиеся в природе,— шум грозы, рокот прибоя,— производственные и транспортные шумы.

У «левополушарного» человека опознание таких звуковых образов резко ухудшается — многие хорошо знакомые звуки теперь вызывают лишь недоумение. В тех же случаях, когда он все же узнает их, это распознавание требует от него намного больше времени. По существу, у «левополушарного» человека развивается слуховая агнозия—нарушение восприятия сложных звуков. Аналогичное расстройство можно выявить и в отношении музыкальных образов.

«Левополушарный» человек не только перестает узнавать знакомые мелодии, но и не может их напеть, даже если слышит музыку: он начинает фальшивить и в конце концов предпочитает отсчитывать ритм без мелодии.

Не справляясь с опознанием звуковых образов, «левополушарный» человек пытается весьма своеобразно обойти возникшие затруднения: он начинает их классифицировать, Вместо того, чтобы сказать: «это лай», «это смех» и т. д., он говорит: «это зверь», «это человек», «это народная песня», «это романс». Как правило, он ошибается, но симптоматично само стремление классифицировать, уложить все в схему. Дальше мы увидим, что такое стремление отнюдь не случайно.

Как трактовать результаты исследования восприятия звуковых образов? Может  быть, «левополушарный» человек просто забывает знакомые звуки, а само восприятие не нарушено? Такое предположение можно проверить.

На магнитную пленку записаны пары коротких музыкальных фраз. Каждая фраза состоит из четырех нот. В одних парах фразы одинаковые, в других несколько отличаются Друг от друга. Нужно определить, одинаковы  фразы в паре или они разные. В этом задании изучается способность различать близкие музыкальные образы. Вспоминать то, что человек знал в прошлом, не требуется. И с этим заданием «левополушарный» человек справляется хуже, чем «двуполушарный».

Он практически не может заметить различий, для него все звучит одинаково. Таким образом, дело не в нарушении  памяти, а в своеобразии слухового  восприятия.

С чем связано это своеобразие? Не изменилась ли вообще слуховая чувствительность? Нет, острота слуха, какой была в  «двуполушарном» состоянии, такой и осталась. Но вспомним все слуховые нарушения у «левополушарного» человека — трудности в опознавании музыкальных и иных звуковых образов, затруднения в распознавании мужских и женских голосов, полное непонимание интонаций. Иначе говоря, у него нарушены все виды образного слухового восприятия. Несомненно, мы сталкиваемся здесь с особым состоянием, с избирательным, специальным нарушением образного восприятия (как уже говорилось, восприятие слов даже улучшилось).

Неполноценность образного восприятия можно подметить и в зрительной сфере. Если «левополушарному» человеку предложить подбирать пары одинаковых фигур — треугольников и квадратов, разбитых на окрашенные или заштрихованные секторы, он не справится с заданием, он не может разом охватить расположение секторов, их окраску и штриховку. Он будет бесконечно тасовать фигуры, многократно сверять их друг с другом, но подобрать пары правильно ему не удастся. Он не сможет также заметить в незаконченных рисунках недостающую деталь.— отсутствие хвостика у свиньи, дужки у очков и т. п. Таким образом, «левополушарный» человек оказывается беспомощным при выполнении заданий, требующих ориентировки в наглядной, образной ситуации, требующих учета конкретных признаков объектов.

Особый интерес представляет поведение  «левополушарного» человека в ситуации, где ему предоставлена свобода выбора, возможность по своему усмотрению оперировать наглядными или абстрактными признаками.

Перед человеком кладут 4 карточки: на одной написана арабская цифра  «5», на другой та же цифра в римском  начертании (V), на третьей арабское число «10», на четвертой то же число  в римском начертании (Х) — и  просят разделить эти карточки на две группы, положив «одинаковые» вместе. Очевидно, при разделении можно  руководствоваться абстрактным  признаком числа (и тогда в  одну группу попадут пятерни, а в  другую — десятки), либо наглядным  образным признаком — начертанием  цифр (и тогда в одну группу попадут  арабские цифры, а в другую — римские).

В обычном состоянии человек, как  правило, испытывает сомнения и указывает  на два равновероятных способа классификации. «Левополушарный» человек колебаний не испытывает, он неизменно выбирает абстрактный символический признак — в одну группу всегда кладет пятерки, в другую — десятки, независимо от начертания цифр.

Из сказанного ясно, что у «левополушарного» человека наблюдается расслоение психической деятельности — образное восприятие дефектно, а восприятие слов облегчено; оперирование наглядными конкретными признаками объектов дефектно, а оперирование понятиями облегчено.

С таким же расслоением мы встречаемся  и при изучении памяти. У «левополушарного» человека сохранен запас школьных теоретических сведений, то есть не пострадали знания, приобретенные посредством слов. Сохранена также возможность запоминания нового словесного материала—он может сразу, вслед за тем, как услышал, повторить ряд слов. И он запоминает их надолго и через 2—3 часа, уже в обычном состоянии, может найти среди многих слов те, которые ему давали для запоминания. Однако если ему предложить запомнить не слова, а фигуры неправильной формы, которые невозможно назвать словом, то в памяти «левополушарного» человека образы этих фигур не удержатся.

Есть еще одна важная характеристика поведения и психики такого человека - понимание, или, как говорят нейрофизиологи, осмысление окружающего, ориентировка в месте и времени. «Левополушарный» человек, если полагаться только на его ответы, кажется хорошо ориентированным. Он правильно называет больницу, в которой находится, номер отделения, дату, день недели. Но стоит расспросить его подробнее, и тогда выясняется, что, правильно на словах определяя свое местонахождение, зная, что он в больнице, «левополушарный» человек не узнает помещение. Он недоуменно разглядывает кабинет, где много раз бывал, и уверяет, что попал сюда впервые. Или же, правильно называя дату, он не может подкрепить свой ответ конкретными наблюдениями.

Иногда даже, глядя на голые деревья  и сугробы снега за окном, «левополушарный» человек не может сразу сказать, зима на дворе или лето. Правда, если добиваться ответа, то он сообщит, что «январь — зимний месяц», но это только формальное умозаключение, а не результат непосредственных впечатлений. Таким образом, у «левополушарного» человека при сохранной словесной ориентировке наглядная ориентировка в месте и времени грубо нарушена.

Одним из самых поразительных изменений  психического состояния «левополушарного» человека сказался сдвиг в эмоциональной сфере. Настроение такого человека улучшается, он становится мягче, приветливее, веселее. Особенно разителен этот сдвиг у больных с депрессией, то есть с патологически сниженным настроением. В «левополушарном» состоянии исчезает свойственная этим больным мрачность и подавленность; сосредоточенность на болезненных переживаниях сменяется интересом к темам, не связанным с болезнью; появляется оптимистическая оценка собственной ситуации, вера в выздоровление, будущее рисуется обнадеживающим, на лице начинает играть улыбка, появляется склонность к шуткам.