Коллектив авторов
Межполушарное взаимодействие
Модели параллелизма
В современной литературе также обсуждаются модели параллелизма, но чаще всего параллелизм выступает не как общий принцип, а как один из возможных на определенной стадии или для определенного контингента.
Главное, что объединяет разные варианты данного класса моделей, – это признание, что оба полушария функционируют: а) симультанно; б) независимо друг от друга. Эти модели могут рассматриваться как билатеральные, но не интерактивные, что отличает их от моделей кооперативного взаимодействия, которые представлены ниже.
В параллельных моделях можно выделить два подтипа: 1) оба полушария выполняют одну и ту же функцию; 2) они выполняют качественно разные функции или субкомпоненты высшей функции. Эти подтипы не противоположны друг другу, поскольку некоторые функции могут реализоваться по первому, другие – по второму.
Наиболее известная модель параллелизма принадлежит С. Даймонду (Dimond, 1972), который считает, что на ранних стадиях первичного перцептивного анализа оба полушария работают параллельно, но на более поздних стадиях уже имеют место координация и интеграция их активности. Аналогичные модели, включающие стадийность, разрабатывались и другими авторами (Moskovitch, Klein, 1980).
Иная общая модель параллелизма предложена Д. Олпортом и его сотрудниками в 1972 г. Они предполагают, что в мозге существует как бы ряд «независимых компьютеров специального назначения», которые работают параллельно. Для любой сложной задачи необходимо вовлечение определенного набора этих процессоров (компьютеров), а для двух сложных задач могут потребоваться одни и те же процессоры, и тогда неизбежно разделение их во времени (предположительно процессор в определенный момент времени может выполнять только одну задачу). Кроме того, каждая задача может использовать и процессоры, необходимые именно для этого одного задания. Если же у двух задач нет общих процессоров, то они могут выполняться одновременно, параллельно, независимо (Allport et al., 1972). Хотя Д. Олпорт и его сотрудники предполагали, что правое и левое полушария могут рассматриваться как два независимых процессора, некоторые их данные не соответствуют такой интерпретации. Поэтому они в принципе оставили открытым вопрос об анатомической организации каналов, а М. Москович (Moskovitch, 1979) уже рассматривает полушария как каналы.
Параллельная переработка чаще всего предлагалась как возможный механизм некоторых аспектов функции памяти, в частности, формирования энграмм. М. Газзанига, Дж. Ле Дукс полагают, что до 8 лет у детей закладываются билатеральные энграммы для языка и зрительно-пространственных стимулов. Они считают, что это происходит из-за медленной миэлинизации мозолистого тела, что делает полушария ребенка относительно «расщепленными». У взрослых турмозный процесс мешает экспрессии этих билатеральных энграмм. При запоминании у взрослого происходит многомерное кодирование информации, и разные ее аспекты фиксируются разными нервными кодами в разных анатомических локусах. Это не множество идентичных копий информации, а разные ее репрезентации. Хотя авторы не уточняют детали такого множественного кодирования, можно думать, что разные аспекты новой информации кодируются симультанно и что кодирование происходит в обоих полушариях (Gazzaniga, Le Doux, 1978).
А.В. Семенович (1988) говорит о функциональной автономности, доходящей до степени функциональной разобщенности в работе полушарий у левшей.
‹…›
Идею параллелизма, на наш взгляд, можно принять лишь как одну из возможностей на определенных этапах переработки, но не как общий принцип работы полушарий.
Для ранних этапов развития представлений о роли двух полушарий характерна идея о принципиальной равноценности и полноценности каждого из полушарий в регуляции психики. Однако накопление фактов о неравнозначном участии полушарий в различных процессах, особенно в речевых, постепенно на первый план выдвигает концепцию доминантности полушарий с соответствующими выводами для практики.
Концепция доминантности полушарий
Середина XIX пека отмечена бурным развитием афазиологии. После того как Дж. Буйо (Bouilloud, 1865) связал афазию при поражении левого полушария с правшеством большинства людей, Р. Брока (Broca, 1865) сформулировал правило, связывающее левшество с представительством речи в правом полушарии. Дж. X. Джексон в 1869 г. сформулировал идею ведущего полушария: «Для важнейших и главнейших (речевых) процессов обязательно должна быть одна ведущая сторона» (Джексон, 1984).
Это представление было догматически воспринято его современниками, и поэтому на первый план вышла концепция доминантности левого полушария мозга в реализации познавательных процессов, среди которых ведущее место принадлежит речи. Из-за того, что нарушения речи и языка при локальных поражениях мозга выступают относительно явно, и благодаря важной роли речи в повседневной жизни человека большинство ранних клинических исследований касались афазии. Функции левого полушария были как бы в фокусе внимания.
Как мы знаем уже сегодня, при поражениях правого полушария одним из наиболее характерных признаков является анозогнозия, т. е. недооценка или неосознание своего заболевания. В связи с этим больные с поражением правого полушария мозга, как правило, попадали в поле зрения неврологов значительно позже, чем с поражением левого. Соответственно они находились уже в достаточно тяжелом состоянии и были менее доступны исследованию. Это повлекло за собой недооценку функций правого полушария, которому, как известно, приписывались самые нелестные эпитеты: «немое», «глупое», «ведомое», «младшее» в противовес левому – «говорящему», «разумному», «ведущему», «старшему». В лучшем случае за ним признавалась роль «запасной части», вступающей в действие при поражении левого полушария.
Характерно, что сам Дж. X. Джексон никогда не разделял господствующего в то время взгляда, что только одно полушарие участвует в речи. Он считал, что речевые процессы представлены в обоих полушариях, но на разных уровнях функциональной иерархии. На нижнем уровне – эмоциональные выражения и примитивные непроизвольные речевые реакции. Они, по Джексону, представлены билатерально и поэтому не нарушаются при афазии. На среднем уровне – понимание, которое более автоматизировано и поэтому менее подлежит унилатералыюй специализации. На высшем уровне – произвольная фразовая речь, единственная, связанная с эволюцией ведущего полушария, и она полностью зависит от его целостности. Он считал, что доминантность (хотя он и не пользовался этим термином) скорее всего представляет собой некоторый континуум, на одном из полюсов которого наиболее сложные аспекты языка, а на другом – автоматические, простые. Развитие доминантности не влечет за собой появления новых функций, а скорее служит для более полного развития уже имеющихся. Кроме того, он всегда оговаривал «ведущее для чего».
Таким образом, в работах Дж. X. Джексона наряду с концепцией доминантности содержались также идеи функциональной специфичности полушарий и уровневого подхода к анализу мозговой организации сложных психических процессов. Так, он отмечал, что при грубой афазии эмоциональные компоненты речи и поведения в целом не нарушаются, и предположил, что эти компоненты могут быть функцией правого полушария, тогда как пропозиционные компоненты, такие, как словарь и синтаксис, являются функцией левого полушария. Его идеи настолько опережали свое время, что почти 100 лет оставались без внимания. Особенно идея уровневого подхода.
В начале нашего века неврологи начали задумываться над вопросом, почему правшество, доминантность левого полушария и латерализация в нем речи связаны между собой? Само по себе моторное превосходство правой руки не объясняет роли левого полушария в речи. Различие в функциях двух полушарий оказалось значительно большим, чем различие в практическом использовании обеих рук. Постепенно укреплялась идея о том, что именно развитие искусства письма, культурной и абсолютно асимметричной, выполняемой одной рукой деятельности в сфере языка обусловило то, что противоположное полушарие приобрело особую важность в знаковой деятельности. Стало ясно, что для объяснении роли левого полушария в речи недостаточно указания на правшество.
У детей-правшей, как правило, не развивается афазия после поражения левого полушария, пока они не умеют писать. Аналогично у неграмотных нет такого доминирования левого полушария, и, следовательно, у них реже возникает афазия при поражении левого полушария, таким образом, выше вероятность билатерального представительства речевых функций. Хотя это значительное упрощение, но эту идею нельзя полностью отбросить и забыть (Critchley, 1962). Когда интерес сместился к проблеме мозговой доминантности, то вскоре проявились внутренние сложности внешне простой проблемы. Оказалось, что левшество не является зеркальным вариантом правшества. Стали обсуждаться такие проблемы, как степень мозговой доминантности, перекрестная доминантность, связь неадекватной доминантности с незрелостью мозга, амбидекстрия как двойное левшество. Особое внимание уделялось афазии у левшей.
И все-таки концепция доминантности полушарий долгие годы являлась ведущей в представлениях о мозговой организации психических процессов. Соответствующие практические приложения также имели место.
В 1930-х годах С. Ортон разработал теорию развития речи в связи с развитием доминантности полушарий. Он заметил, что у детей, испытывающих трудности при чтении и письме, часто наблюдается зеркальность в письме и в рисунках. У них же часто отмечается нечеткая мануальная асимметрия, а в семье есть случаи левшества и смешанной доминантности. Исходя из представления, что в субдоминантном полушарии образы имеют зеркальную ориентацию по отношению к внешнему миру, он предположил, что явления зеркальности у таких детей есть результат неполной односторонней доминантности в зрительной речевой зоне. Показателем этого может быть неполная моторная доминантность. Другое предположение состоит в том, что латерализация с возрастом усиливается, начиная с отсутствия или минимума при рождении и достигая максимума у взрослого (Orton, 1937).
Влияние этой теории на практику обучения и специального образования было огромным, поскольку педагоги приняли установку на то, что разнообразные трудности чтения и письма можно исправить благодаря упражнениям, направленным на усиление доминантности.
В дни С. Ортона большинство из того, что было известно о латеральной специализации, имело отношение к доминантному полушарию по речи – левому для большинства правшей. С тех пор исследования в этой области значительно расширились, стимулируемые развитием новых методов исследования.
Модели односторонней специализации
В современной нейропсихологической литературе влияние концепции доминантности прослеживается вполне отчетливо в моделях односторонней специализации. Вообще в чистом виде идея односторонней специализации предполагает распределение функций по типу «все или ничего»: то есть только одно полушарие полностью выполняет определенный психический процесс.
Часто в литературе неопределенно употребляется: «Правое полушарие специализируется… левое полушарие специализируется…», но на самом деле обычно имеют в виду, что каждое полушарие может выполнить определенную задачу, но по каким-то причинам это делает одно из них, то есть задача функционально латерализована. Истинные модели односторонней специализации чаще всего относятся к речевым процессам, но и эта традиция в последнее время существенно подорвана в связи с накоплением данных о роли правого полушария в речевых процессах. Сейчас наиболее популярен слабый вариант модели односторонней специализации, относящейся к отдельным аспектам, субкомпонентам языка и речи, а не ко всему языку в целом. А. Сирлеман (Searleman, 1977) считает, что об односторонней специализации чаще говорят по отношению к продуктивным аспектам речи, чем к пониманию. Почему так, пока не совсем ясно, но многие ищут ответ на этот вопрос (Corballis, 1980; Marin et al., 1979; Ardila, Ostrosky-Solis, 1984).
Обычно, говоря о левополушарной специализации в речи, учитывают специализацию правого полушария в зрительно-пространственных функциях, которая, однако, выражена в гораздо меньшей степени. Вполне типично такое утверждение: «Поляризация функций между правым и левым полушариями в течение детства ведет к смещению языка полностью в левое полушарие, а некоторых других функций – преимущественно в правое полушарие» (Lenneberg, 1967, p. 153). Е. де Рензи (с соавторами) утверждает, что одни аспекты пространственных функций локализованы односторонне, а другие – билатерально (De Renzi et al., 1968).
Попытки одностороннего соотнесения с полушарием имели место не только в отношении определенных функций, но и в отношении определенных стилей переработки. Так, Г. Кохен (Cohen, 1973) выдвинул гипотезу о том, что левое полушарие обрабатывает поступающую информацию последовательно (увеличение единиц информации удлиняет время переработки), а правое – целостно, параллельно (время, затрачиваемое на переработку, не зависит от количества единиц).
Таким образом, несмотря на осторожный подход, диктуемый несовершенством методик, большинство теоретиков стремятся придерживаться взгляда, что психические функции или типы переработки локализованы в одном полушарии. Эта мысль чаще имплицитно содержится в обсуждении экспериментальных и клинических фактов, чем формулируется в явном виде. Об односторонней специализации чаще говорят по отношению к функциям левого полушария и особенно речи.
Все остальные модели, фигурирующие в нейропсихологической литературе, предполагают различные варианты билатерализации.
Концепция функциональной специфичности полушарий. Идея о материальной специфичности. Внимание к асимметрии функций
Если идея уровневой организации функций входила в неврологическое мышление с большим трудом, то идея функциональной специфичности, гласящая, что каждое полушарие выполняет определенные функции и что правое полушарие может играть ведущую роль в каких-то психических процессах, достаточно упорно и успешно пробивала себе дорогу в анализе клинических наблюдений. Росло внимание к правому полушарию, направленное на выделение специфических для него функций.
Уже у Дж. X. Джексона есть идея о ведущей роли правой затылочной области в формировании зрительных образов. О. Петцль (Petzl, 1928) и М. Дайд (Daid, 1938) акцептировали важную роль правого полушария в пространственных функциях. Было отмечено, что при поражениях правого полушария возникает игнорирование левой половины пространства, нередко нарушается восприятие лиц и т. д. Накапливались перечни симптоматики, характерной для поражения только правого полушария. Так, описывались больные с неосознаванием паралича левых конечностей, с ощущением ложных конечностей и иллюзорных движений левых конечностей при поражениях правого полушария, больные с аутотопагнозией, которые при сохранной ориентировке в пространстве теряли способность ориентироваться в собственном теле. В начале века появился термин «анозогнозия» для обозначения неосознания прежде всего двигательных нарушений. Сегодня же под этим подразумевается неосознание дефектов более широкого спектра психических процессов, характерное именно для правополушарных синдромов.
Таким образом, в клинических исследованиях накапливались данные, свидетельствующие о том, что правое полушарие выполняет существенные функции и при его поражении. Отчетливая симптоматика свидетельствует, что сохранное левое полушарие не может обеспечить их полную компенсацию – также, как при поражении левого полушария речевые функции слабо компенсируются правым полушарием.
Этот этап в развитии представлений о мозговой латерализации можно обозначить как этап господства концепции функциональной специфичности полушарий: каждое полушарие играет ведущую роль в реализации определенных функций.
Накапливающиеся данные о функциях правого полушария в зрительно-пространственном восприятии привели к формированию такого представления о специализации полушарий, которое относило к компетенции левого полушария речевые функции, а все невербальные функции – к компетенции правого полушария. Таким образом, на первый план выступила идея материальной специфичности как начальный вариант, прообраз концепции функциональной специфичности: каждое полушарие играет ведущую роль при переработке определенного вида материала, прежде всего вербального или невербального. ‹…›
Процесс развития знаний о мозговой организации психических процессов существенным образом связан с общепсихологическими представлениями о психической деятельности. Определенный путь, пройденный когнитивной психологией, отразился и на разработке нейропсихологических моделей.
На начальных этапах развития когнитивной психологии познавательная деятельность человека упрощенно рассматривалась как процесс переработки информации по аналогии с компьютером, и на первый план выступил «блочный подход». Особенности, например, кратковременной и долговременной памяти объяснялись тем, что они обеспечиваются разными структурами-хранилищами или блоками по аналогии с ЭВМ. Таким образом, обострился интерес к особенностям функционирования мозговых структур. Развитие исследований в этом направлении впоследствии привело к выделению новой отрасли знания: когнитивной нейропсихологии.
В 60-х годах решающий шаг вперед в исследовании латеральной организации мозга был сделан благодаря расширению экспериментальных средств и методов. Так, в ходе исследований особенностей распределения внимания человеком, которые развернулись в связи с попытками моделирования психических процессов в искусственных системах, применялась методика дихотического прослушивания: в каждое ухо испытуемого подавались через стереонаушники разные сообщения одновременно. Д. Кимура (Kimura, 1961), сотрудница неврологической клиники при Университете Мак-Гилла в Канаде, применяя эту методику для исследований нарушений внимания, отметила, что большинство испытуемых воспроизводят существенно больше вербальных стимулов с правого уха. На большой группе здоровых испытуемых эффект правого уха подтвердился для слов. С левого уха испытуемые лучше узнавали неречевые стимулы: мелодии, звуки окружающей среды (Kimura, 1961; Котик, 1975). Эта методика получила широкое распространение, и ее аналоги стали применяться для исследования различного рода латеральных феноменов, например, различий в восприятии тахистоскопических зрительных стимулов при латерализованном предъявлении в правом и (или) левом полуполях зрения. При фиксации взора испытуемого в центральной точке достигается преимущественное поступление информации в соответствующее контралатеральное полушарие. При этом латентные периоды ответов для вербальной информации короче, если она предъявляется и правом полуполе зрения, а для неречевых зрительных стимулов – в левом полуполе (White, 1972).
Логика здесь в основном следующая: разная по своим характеристикам информация (вербальная или невербальная, например) перерабатывается в определенных различных системах, называемых в когнитивных исследованиях процессорами. Свойства и возможности этих процессоров определяют качество и скорость переработки. Так, процессор для вербальной информации находится в левом полушарии, а для невербальной – в правом. Поэтому выявляемые в эксперименте количественные различия в скорости реагирования или опознания латерализованной информации объясняются более прямым доступом этой информации в свой процессор. Такая парадигма исследований стала уже традиционной. Поиск различий и особенностей функционирования каждого из полушарий идет через констатацию, эмпирическое установление различного рода асимметрий (Доброхотова, Брагина, 1977; Kinsbourne, 1978).
При этом следует иметь в виду, что концепция функциональной специфичности и соответственно идея о материальной специфичности как ее вариант формировались и укреплялись на фоне господства догмата о доминантной роли левого полушария. Поэтому любое подчеркивание роли правого полушария в психических процессах было прогрессивным.
Особенности переработки информации в каждом полушарии. Противопоставление их функций, дихотомания
Нередко в интерпретации латеральных различий переработки информации указание на вербальную или невербальную природу стимулов подается как объясняющее. За этим стоит представление о решающем значении характеристик стимулов. Однако именно критика этого подхода существенно стимулировала прогресс в развитии концепций межполушарного взаимодействия.
Прежде всего, чтобы отличить вербальную информацию от невербальной, необходимо произвести уже достаточно глубокую переработку стимулов. Кроме того, сами стимулы не несут в себе достаточных абсолютных определителей своего значения; оно является результатом переработки. Например, речь на незнакомом языке воспринимается человеком как знаковая, но поскольку не извлекается значение, то семантически она равна невербальной информации.
В целом ряде исследований было показано, что при одних и тех же стимулах, но при варьировании условий задачи и соответствующем изменении хода переработки информации могут изменяться латеральные эффекты. Другими словами, преимущество того или иного полушария, проявляющееся в разной эффективности или скорости переработки информации, определяется не только типом стимулов, но и задачей, то есть тем, что должен субъект извлечь или для чего использовать эти стимулы.
Так, например, общеизвестный эффект правого уха при воспроизведении дихотически предъявленной вербальной информации исчезает, если вместо устного воспроизведения от испытуемого требуют узнать, какие слова были предъявлены, то есть выбрать тестовые слова из ряда, в котором столько же дистракторов, сколько и стимульных слов. Оказалось, что при относительно сохранном объеме воспроизведения слов при поражениях правого полушария их узнавание нарушается; при поражении левого полушария картина обратная: нарушено воспроизведение, но узнавание слов, предъявляющихся для запоминания, более сохранно (Котик, 1975).
На первый план выступает не столько характеристика стимулов, сколько то, как они перерабатываются, что с ними делается.
Исследование Дж. Маршалла (Marshall, 1986) вносит существенный вклад в аргументацию против представления о решающей роли качества стимулов для дифференциального участия полушарий в их переработке. Традиционно считается, что зрительно-пространственная и зрительно-манипулятивная переработка относится к компетенции правого полушария. Язык жестов, которым пользуются глухие, внешне представляет собой смесь пантомимы и иконических сигналов-знаков, выполненных пальцами. Встает вопрос о том, касается ли доминантность левого полушария только звуковой речи или связана с более «абстрактной» репрезентацией языковой формы (грамматики), независимой от модальности. Исследования нарушений экспрессии и понимания жестового языка при односторонних локальных поражениях мозга показывают, что так же, как и афазия, эти нарушения возникают при поражениях левого полушария. При поражении же правого полушария у глухих больных язык жестов нарушается незначительно, хотя в ряде зрительно-пространственных задач (включая рисование) у них обнаруживаются грубые нарушения. Следовательно, можно думать, что здесь дело в языке как таковом, а не в понимании и порождении устной речи. Дж. Маршалл описывает больную с сохранным слухом и с нормальным развитием речи (английский язык), которая в совершенстве владела языком жестов и работала переводчицей для глухих. На фоне левосторонней интракаротидной инъекции амитала натрия (проба Вада), проводившейся для определения доминантного по речи полушария, развилась временная афазия на обоих языках.
Таким образом, выявлена доминантность левого полушария в отношении не только английского языка, но и американского жестового языка. Причем нарушения жестового языка были грубее и продолжительнее. В дальнейшем, после правосторонней височной резекции у этой больной не отмечалось никаких нарушений на обоих языках, и она вернулась к работе.
Эти данные свидетельствуют о том, что различные своеобразные когнитивные репрезентации определенной сферы создаются каждым полушарием взрослого мозга независимо от той физической формы, в которой эти репрезентации проявляются. Возможно, что из-за сочетания языковых и зрительно-пространственных факторов усвоение новых жестовых знаков требует сохранности обоих полушарий.
Особую роль в развитии концепции функциональной специфичности сыграли исследования расщепленного мозга, которые наиболее ярко продемонстрировали различия в функциях обоих полушарий и вновь привлекли внимание широкой публики к проблематике функциональной асимметрии мозга (Bogen, 1969; Gazzaniga, 1970; Sperry, 1974). Эти исследования показали, что правое полушарие обладает достаточно широкими возможностями переработки информации, но результаты этой переработки не могут быть представлены в речевой форме. Например, если больному с расщепленным мозгом в левую руку вложить, предмет, то он может сказать, что не знает, что это, или вообще не уверен, что в левой руке что-то есть. Однако из ряда предложенных предметов он на ощупь выберет именно тот, что был предъявлен, а если его нет, то предмет, связанный с предьявлявшимся семантически (к сигарете – пепельницу).
В этих исследованиях, пожалуй, с наибольшей отчетливостью выступили различия в функциях двух полушарий, и на первый план – различия именно в способах переработки информации, и когнитивных стратегиях, которые использует каждое полушарие при решении одних и тех же задач. Таким образом, к 70-м годам ограниченность концепции функциональной специфичности проявилась уже достаточно отчетливо, поскольку в рамках этих представлений стало невозможным объяснение ряда экспериментальных фактов.
В когнитивной психологии в это время также постепенно приобретает все большую популярность функциональный подход, акцентирующий внимание на самих процессах переработки информации. Так, например, различия между кратковременной и долговременной памятью предлагается рассматривать не как результат раздельного хранения информации в особых системах, а как результат непрерывного процесса ее переработки, позволяющего в соответствии с количеством и качеством применяемых процедур обеспечивать то или иное качество хранения.
В нейропсихологических исследованиях проблема разделения функций между полушариями начинает занимать центральное место, и на первый план выходит исследование особенностей процессов переработки информации, стилей, когнитивных стратегий, свойственных каждому полушарию. Анализ особенностей переработки информации в каждом полушарии развивает функциональное направление, определенную популярность приобретают модели распределения.