Сергеев Б. - Парадоксы мозга

Прошло несколько десятилетий изучения расщепленного мозга, прежде чем ученые заметили, что полушария, лишенные традиционных линий связи, стараются найти обходные пути для общения и взаимодействия. Было замечено, что, поставленные в такие необычные условия, полушария все же способны помогать друг другу при выполнении трудных заданий. Наиболее простой и в то же время типичный случай такой взаимопомощи был обнаружен у совсем молоденькой испытуемой из Калифорнии. Как и другие люди с расщепленным мозгом, девушка не могла назвать предметы, которые ощупывала левой рукой, но уверенно находила их на картинке. После многих недель ежедневных исследований в лаборатории результаты выполнения ею различных заданий значительно улучшились. В том числе она стала называть некоторые предметы, информация о которых направлялась в правое полушарие и, казалось бы, не могла стать доступной для левого.

Между учеными разгорелся жаркий спор. Одни, учитывая молодость испытуемой, высказали предположение, что ее правое полушарие оказалось способным обучиться речи. Другие склонялись к мысли, что полушария нашли способ общаться, используя каналы связи правой и левой половин других частей мозга. Ни то ни другое предположение не подтвердилось. Оказалось, что, когда в левую руку испытуемой попадал такой предмет, как расческа или зубная щетка, она проводила пальцами по зубьям или ворсинкам, заставляя их производить тихий, но весьма характерный звук, который слышала двумя ушами, и следовательно для анализа он направлялся обоим полушариям мозга. Если левое полушарие узнавало его, испытуемая могла назвать предмет. Она называла и другие предметы, если при их поглаживании и постукивании можно было что-нибудь услышать. Самое интересное, что звуки возникали отнюдь не случайно. Этой работой руководило правое полушарие, отлично знавшее, из каких предметов и как можно извлечь звук, необходимый для их опознания. Левое полушарие, успешно пользовавшееся подсказкой своего собрата, даже не подозревало, что звуки специально производит левая рука, чтобы помочь речевому полушарию узнать ощупываемый предмет.

Правому полушарию другого испытуемого во время опытов показывали цифры 0 и 1. Как и полагалось, в первые дни испытуемый был в полной растерянности и говорил, что ничего не видит. Однако вскоре дело наладилось, и левое полушарие стало безукоризненно правильно называть цифры, хотя видеть их не могло. Тогда эксперимент усложнили, дополнительно введя для опознания цифры 2, 3, 5 и 8. Снова у испытуемого возникли затруднения, но после некоторой тренировки он справился и с этой задачей. Здесь способ обмена информацией предложило левое полушарие. В момент предъявления задания оно считало про себя: 0, 1, 2, 3… и каждую цифру сопровождало чуть заметным кивком головы. Правое полушарие считало эти кивки и, как только доходило до нужной цифры, прекращало движения головы. Левое полушарие было начеку. Оно точно фиксировало, на какой цифре прерывали его счет, и правильно называло число.

Правому полушарию еще одного обследуемого показывали красные и зеленые вспышки света и просили назвать цвет. Так как отвечать приходилось левому полушарию, а оно вспышек света не видело, то, естественно, постоянно ошибалось. Тогда испытуемому разрешили угадывать с двух попыток, и он перестал ошибаться, хотя наблюдатели первый ответ никак не комментировали. Когда он оказывался правильным, испытуемый уже не отступал от него. А если при первой попытке ошибался, то недовольно морщил лоб и тотчас вносил в свой ответ поправку. Механизм взаимодействия прост. Когда левое полушарие угадывало неправильно, правое с досады давало команду соответствующим мышцам наморщить лоб. Эту мимическую реакцию неодобрения немедленно улавливало левое полушарие и, догадавшись, что была сделана ошибка, вносило коррективы в свой ответ.

Меня в этих экспериментах удивляет то, что две человеческие личности, оказавшиеся запертыми в тесном помещении нашего черепа, не конфликтуют между собой, а настойчиво ищут способы для установления взаимопонимания. Если полушария лишаются внутренних связей, то развитый мозг человека, не терпящий разобщенности, быстро находит для общения внешние каналы. Соскучившись в одиночестве, двойняшки изыскивают способы установить контакт и опять начинают активно общаться.

Одноголовый янус

Если приглядеться к скульптурному изображению бога Януса, какие его ваяли древние римляне, то становится очевидным, что хотя он и двуликий, но голова-то у него одна. Это нечто принципиально отличное от Змея Горыныча, драконов и прочих многоголовых чудовищ и чем-то напоминает обычных людей, являющихся целостными человеческими личностями, но проявляющими порой двойственность в поведении.

Опыты над животными и наблюдения за больными, перенесшими операцию разобщения мозговых полушарий, выполненные в первые десятилетия настоящего столетия, натолкнули исследователей на мысль, что у каждого из нас два самостоятельных, хотя и не разобщенных мозга, каждый из которых занят своим делом и функционирует независимо от другого. Эта идея показалась особенно привлекательной значительно позже, когда быстрыми темпами стали появляться сведения о специализации функций больших полушарий головного мозга. Поначалу казалось неоспоримым, что каждое из них действует в достаточной степени независимо, выполняя строго свои, присущие ему функции.

В настоящее время совершенно очевидно, что подобное предложение весьма далеко от действительности. У здоровых людей над каждой проблемой всегда трудятся оба полушария, совместными усилиями решая задачи. У нас не два, а один целый и неделимый мозг, правда, состоящий из многих отдельных блоков, участие которых соврешенно необходимо для сбора, анализа и хранения различных видов информации и для принятия решений по всем возникающим перед нами вопросам. Мы уже познакомились со специфическими чертами деятельности каждого мозгового полушария. Теперь попробуем представить, как строится деятельность целого, нерасчлененного мозга.

Одна из главных, чисто человеческих функций мозга – речь. Она важна не только потому, что служит средством коммуникации. Человеческая речь в первую очередь является новым способом обработки информации, который дал нам огромное превосходство над животными и по существу сделал людьми.

В речевой коммуникации на паритетных началах участвуют оба мозговых полушария. Анализ речевых звуков, а также их синтез, формирование из них отдельных слов и целых предложений сосредоточены в левом полушарии. Анализируя и синтезируя речь, оно опирается на грамматические правила и на грамматическую информацию. Таким образом, в конечном счете оно является устройством для абстрактного логического мышления. В нем хранятся логические программы, используемые нашим мышлением. Однако без участия правого полушария невозможны ни анализ, ни оформление эмоционально-интонационной окраски речи, которая придает ей однозначный смысл, соответствующий данной ситуации. Интонационная окраска ограничивает излишнюю избыточность нашей речи, придавая ей конкретный смысл, и тем самым исключает неправильную интерпретацию содержащейся в ней информации.

Правое полушарие, напротив, полностью обслуживает мыслительные функции и обеспечивает возможность коммуникации на доречевом уровне. Жесты, которыми ребенок овладевает в раннем детстве, и жестовая речь глухонемых находятся в ведении правого полушария, точно так же как иероглифическая или пиктографическая письменность. В общем, любая форма общения, основанная на обозначении отдельных понятий определенными знаками, использование которых не требует выработки сколько-нибудь сложных грамматических правил, будет осуществляться правым полушарием. Эти способности у правшей не нарушаются даже при самых обширных поражениях левого полушария.

Помощь правого полушария имеет огромное значение не только для овладения речью, но и для развития математических способностей. Счетные навыки, которым мы обучаемся в раннем детстве, связаны с умением оперировать во внешнем пространстве, где находятся те предметы, пересчет которых ведет ребенок. Позже счет, как и все абстрактные операции, переходит в ведение левого полушария. Именно здесь хранится «смысл» цифр, и, если он пострадает, устный счет нарушится. Больной может считать на бумаге с карандашом в руке, но, правильно выполнив задание, назвать результат не сможет.

Нет таких форм речевой деятельности, которые не требовали бы участия правого полушария. На что уж поэзия выглядит чисто речевой, левополушарной функцией, но при обширных поражениях правого полушария она нарушается. Никто не поставляет сочинителю достойных поэтических образов, не помогает придать рифмованным строчкам музыкальное звучание.

И так в любом деле на паритетных началах участвуют оба полушария, но у каждого собственный подход к решаемой проблеме. Левое полушарие не интересует вся информация, которую оно могло бы иметь. Из потока поступающей в мозг информации оно выхватывает лишь то, что считает наиболее важным. А правое полушарие не успокоится, пока по интересующему его вопросу не будет располагать исчерпывающими сведениями, иначе оно работать не может, оказывается беспомощным.

У наших двойняшек разный принцип обработки поступающей к ним информации. Правое полушарие склонно осуществлять одновременную обработку сложного сигнала, левое, напротив, особенно интересуется последовательностью сигналов. Неудивительно, что именно оно оказалось способным не только овладеть анализом речевых звуков, но и извлекать из них смысловую инфомрацию, рассматривая их сквозь призму грамматических правил.

Обрабатывая зрительную информацию, левое полушарие интересуеся формой рассматриваемого предмета. Большой он или маленький, где находится и как расположен – не имеет для него специального значения и не мешает узнать рассматриваемый предмет. Соседнее полушарие обращает пристальное внимание на все особенности предмета, место его нахождения и особенности расположения. В общем, оно заботится о самом подробном, конкретном описании рассматриваемого изображения. Вникнуть в смысл письма – обязанность левого полушария, узнать по почерку писавшего – правого.

Особенности восприятия внешнего мира накладывают определенный отпечаток на многие функции полушрий, который на первый взгляд никак с восприятием не связаны. Например, память в правом полушарии организована по принципу «все или ничего». Если из образа, хранимого в правом полушарии, выпадают какие-то детали, то он теряет свою конкретность, разваливается. В левом полушарии хранится обобщенная абстрагированная информация. Любая абстракция, приближая нас к познанию абсолютной истины, в то же время отдаляет от конкретной действительности. Некоторое обеднение информацией лишь изменит степень абстракции, но не разрушит ее. Поэтому при расстройстве функций левого полушария возникают нарушения памяти самой различной глубины, от легких до достаточно тяжелых.

По этой же причине правое полушарие у нас является строгим поборником правды. Любая маленькая ложь полностью искажает действительность. Левое полушарие – лгунишка. И как же ему им не быть? Ведь истина не бывает абсолютной. Она всегда относительна.

В каждый образ как отдельный компонент входит и время его формирования. Без этого образ потерял бы свою конкретность. Очевидно, поэтому правое полушарие обращено в прошлое, к тем отрезкам времени, когда формировались образы, и оперирует настоящим и прошлым временами. Другое дело – понятия. Не имеет значения, когда они сформировались, и вполне естественно, что левое полушарие обращено в будущее и занято планированием помимо текущей еще и предполагаемой в последующем деятельности.

Способы хранения собранной информации в правом и левом полушариях мозга, по-видимому, тоже имеют существенные различия. Многие функции левого полушария, отдельные кладовые его памяти очень четко связаны с определенными, хорошо обособленными друг от друга районами полушария. В правом полушарии локализация выражена менее отчетливо. Здесь нет узкоспециализированных хранилищ памяти, а информация равномерно распределяется по всему объему полушария. В выполнении любой деятельности принимают участие обширные районы правого мозга. Нейроны, привлеченные к осуществлению вполне определенной работы, распределены здесь довольно диффузно и перемешаны с другими, занятыми иной деятельностью. Поэтому повреждение сравнительно небольших участков левого полушария обычно приводит к серьезной патологии, а повреждение таких же по объему районов правого чаще всего не вызывает заметных нарушений мозговых функций.

У полушарий-двойняшек различный подход к решению сложных задач. Левое, обдумывая любую проблему, использует логический аппарат мыслительной деятельности. Однако, чтобы творчески ее осмыслить, этого явно недостаточно. Необходима интуиция, а это важнейшая функция правого полушария. Левый двойняшка в каждой проблеме выделяет важнейшие, ключевые моменты и, опираясь на них, пытается решить проблему. Но, если этого оказывается недостаточно, он бессилен. Правое полушарие охватывает проблему в целом. Оно легко образует различные ассоциации и с большой скоростью перебирает варианты, что помогает ему разобраться в ситуации и высказать гипотезу, сформулировать идею, пусть даже бредовую, но обычно нестандартную, а нередко и правильную.

Правое полушарие – сфера бессознательного. Мыслительные операции осуществляются в правом полушарии скрытно, независимо от левого, и оно имеет возможность знакомиться лишь с окончательным результатом этой работы. Поэтому левое полушарие, командующее всем и вся, не в состоянии вмешиваться в эту потаенную деятельность и не может погубить на корню зачинающую зарождаться идею, показавшуюся ему неожиданной и парадоксальной. Творческая деятельность правого полушария, полностью защищенного от вмешательства скептически настроенного соседа с его словесным мышлением и логикой традиционного здравого смысла, позволяет ему создавать смелые научные гипотезы, проникать в тайны микро- и макромира.

Левое полушарие постоянно проявляет барственность. Оно привыкло, чтобы ему всё было подчинено, все были у него на побегушках. Когда левое полушарие занято какой-то проблемой, над ней трудится, по-видимому, весь мозг. Одновременно с этой творческой работой логически мыслящего полушария могут осуществляться только достаточно автоматизированные процессы: неторопливая ходьба, управление автомобилем где-нибудь на тихом загородном шоссе, насвистывание несложной мелодии, игра на музыкальных инструментах. Автоматизированный труд, создавая условия для сосредоточенности, в какой-то степени даже помогает мыслительной деятельности. Правое полушарие, напротив, помехоустойчиво. Оно способно работать в любой обстановке и действительно трудится не покладая рук и когда его левый собрат занят весьма квалифицированной работой, и когда он отдыхает, и даже во время нашего сна. Работа правого полушария ничему не мешает, не отвлекает наш мозг от других важных и неотложных дел.

Озарение, которое может к нам прийти и когда мы спим, и когда наш мозг занят совершенно другой работой, – результат творчества правого полушария. Может быть, мы зря назвали мыслителем его собрата? Нет, ошибки не произошло. Само по себе правое полушарие – не творец. Чтобы добиться чего-нибудь путного, ему необходим внешний стимул. Это обязанность левого полушария. Именно оно формулирует задачу, над которой предстоит работать правому собрату. Кроме того, беспечное, неунывающее, восторженное левое полушарие время от времени снабжает своего помощника должным запасом энергии, хорошего настроения, необоснованной, но так необходимой уверенности в конечном успехе, а когда задача будет выполнена, привлекает весь свой логический аппарат, чтобы проанализировать предположение молчаливого труженика. Но тут опять вмешивается правое полушарие. Оно, со своим мрачным, скептическим подходом, с постоянными опасениями, заставляет левое полушарие не забываться от радости, не дает ему парить в облаках, не позволяет принять впопыхах осколок бутылочного стекла за бриллиант, а заставляет самым скрупулезным образом осмыслить возникшую идею и дать окончательное заключение о ее пригодности. Таким образом, вклад правого полушария в мыслительную деятельность, в разработку научных проблем может быть ничуть не меньше, чем левого.

И все-таки в одном вопросе наши полушария не равноправны. Работа правого осуществляется автоматически, по заранее заданным программам, а левое произвольно управляет психическими процессами, принимает решения по любым вопросам, и правое подчиняется ему беспрекословно. Командующим для мозга, несомненно, является левое полушарие, и с этим нужно считаться.

Принцип единоначалия – необходимое условие работы мозга. Когда срочно требуется принять решение, дискуссии недопустимы. Малейшие разногласия сводили бы на нет совместные усилия больших полушарий мозга по выполнению важнейших психических функций. Ведь на судне – один капитан, распоряжения которого обязательны для всей команды. Автомашиной единолично управляет один водитель. Если бы их было двое, число аварий на транспорте возросло бы в десятки раз. Вот почему между большими полушариями головного мозга так четко разграничены обязанности, и, действуя одновременно, они никогда друг другу не мешают, зато на взаимопомощь не скупятся.

И совсем неудивительно, что на нашей планете нет многоголовых существ. Они просто не выдержали бы конкуренции с одноголовыми. Хотя человеческий мозг имеет два полушария, психические процессы формируются у нас иначе, чем у животных, подвергшихся перерезке мозолистого тела, и тем более не так, как у Змея Горыныча. Стиль и принципы работы человеческого мозга заимствованы у одноголового, но двуликого Януса. И в этом наше счастье. Даже для решения наших обычных повседневных дел единый мозг, один ум определенно значительно лучше, чем несколько.

Итак, специализация больших полушарий человеческого мозга – это не случайная ошибка природы, не забавный парадокс, а насущная необходимость, столбовой путь развития нашего мозга.

Вынужденный шаг вместо эпилога

Успехи в изучении мозга, достигнутые за последние пятьдесят лет, позволили узнать о нем значительно больше, чем удалось выяснить за весь предшествующий период развития науки. Особенно заметны успехи в изучении деятельности самой маленькой структурной единицы мозга – нейрона. Открытия, сделанные на нейрональном и молекулярном уровнях изучения мозга, позволили понять самые общие, основные механизмы его функционирования и перейти к расшифровке механизмов элементарных психических реакций у животных с наиболее просто устроенной нервной системой.

Сейчас уже не приходится сомневаться в том, что мы сумеем разобраться в тонкостях работы просто устроенного нервного ганглия молллюска, но мозг человека имеет массу своих специфических тайн и секретов. Окажутся ли они доступны нашему пониманию? Давайте сделаем последний экскурс в прошлое, чтобы на примере выдающегося представителя науки, шведского естествоиспытателя XVIII века Карла Линнея еще раз прикоснуться к логике развития науки.

Первой любовью Линнея была ботаника. Еще будучи совсем молодым человеком, он принял участие в экспедициях на острова Балтийского моря и по Лапландии, во время которых основательно изучил растительный мир этих регионов нашей планеты. К его удивлению, собрать образцы местной флоры оказалось проще, чем потом в связном и систематизированном виде рассказать о своих сборах. Сделать это не позволяла существовавшая в то время неуклюжая система классификация живых организмов. Поэтому он ограничился публикацией краткого рассказа о своих коллекциях, на пять лет отложив выпуск полного издания «Флора Лапландии».

Прежде чем приступить к подробному описанию всего собранного материала, Линней ни много ни мало засел за создание фундаментального произведения «Система природы», однозначно определившего последующий подход биологов к описанию живых объектов. В своем труде он сформулировал новый принцип классификации «трех царств природы» – минералов, растений и животных. В его системе каждый минерал, каждый растительный или животный организм заняли отведенное им место.