Что будет если разделить полушария мозга
Удаление одного из полушарий мозга не фатально — новые задачи берет на себя второе полушарие
Команда ученых из США опытным путем выяснила, что удаление одного из полушарий головного мозга — далеко не конец всему. Дело в том, что если полушарие или его часть удалить, то происходят сложные изменения в оставшейся части мозга. Существующие функциональные связи упрочняются, образуются новые, происходит ряд процессов, который дает возможность человеку оставаться человеком и без части мозга.
Выборка, по которой проводилось исследование, не очень большая. Это всего шесть человек, взрослых людей, которым в детстве по той либо иной причине удалили одно полушарие или его часть. После изучения истории болезни добровольцев и взаимодействия с ними ученые сделали вывод, о котором уже говорилось выше — оставшаяся часть мозга берет на себя обязанности удаленной.
Как известно, нейроны в мозге человека связаны между собой. Причем в мозге есть участки, которые отвечают за самые разные функции. При удалении такого участка, человек лишается соответствующих возможностей. В качестве примера можно привести речевой центр. Пациент, у которого был инсульт, может потерять способность разговаривать. Восстановить речевые способности крайне сложно.
Тем не менее, это все же возможно. Пациент с поврежденным отделом головного мозга может восстановить речь через несколько лет, при условии постоянных тренировок. Ученые предполагают, что это случается благодаря тому, что другие участки мозга берут на себя функции утраченных. К сожалению, точно выяснить, как это происходит, до сих пор не удалось.
Дальше других продвинулись ученые из команды Дорит Климан из Калифорнийского университета. Специалисты изучили истории болезни шести человек, которым в детстве удалили полушарие — полностью или частично. При этом общались эти люди нормально, проблем с речью или другими когнитивными способностями не было, не имели они и каких-либо физических недостатков.
Ученые предположили, что все это стало возможным благодаря тому, что пациенты пережили операцию в очень раннем возрасте — от нескольких месяцев от рождения до 11 лет. Самому младшему участнику обследования на момент осмотра было 20 лет, старшему — 31 год.
Добровольцев обследовали при помощи специального метода, который дает возможность проанализировать функциональные связи мозга без выполнения добровольцем какой-либо работы или без воздействия на человека. Ученые решили особенно тщательно изучить зрительную, соматомоторную кору головного мозга, дорсальный и вентральный зрительные пути, которые связаны с работой внимания и лимбическую систему. Плюс проанализировали лимбическую систему, когнитивные функции и так называемую сеть пассивного режима работы мозга.
Была у ученых и контрольная группа добровольцев, у которых никаких операций на мозге не проводилось. Как оказалось, у всех добровольцев из первой группы функциональные связи были значительно прочнее, чем у представителей контрольной группы.
Ученые считают, что за годы, которые прошли с момента операции, связи в мозге организовались так, чтобы заменить собой утраченные органы. Сеть пассивного режима, которая обычно занимает оба полушария, была очень хорошо сохранена в оставшемся полушарии у людей, чей мозг был поврежден.
Так что можно с уверенностью говорить о том, что мозг после повреждения восстанавливается. Причем восстановлению подлежат даже функции целого полушария, а не каких-то небольших органов. Как уже говорилось выше, когнитивные способности добровольцев были на нормальном уровне. О каких-либо проблемах, вроде низкого интеллекта, не сообщается. Интересным нюансом оказалось то, что лучше всего функции утраченного полушария восстановились как у человека, который лишился этой части мозга в три месяца от роду, так и у пациентки, которой провели аналогичную операцию в 7 лет.
Наверное, самым явным доказательством возможности восстановления утраченных функций можно считать мужчину, который живет без 90% мозга. Отсутствие большей части объема мозга обнаружили совершенно случайно — после того, как пациент обратился в клинику с жалобой на слабость в левой ноге.
В итоге удалось узнать, что внутренняя часть мозга мужчины почти полностью отсутствует — остался только тонкий внешний слой с мозговым веществом. Мужчина много лет работал госслужащим, женился и завел двоих детей. Случай этого пациента позволил говорить о том, что в мозге нет определенной области, в которой находится сознание.
«Расщеплённый» мозг работает как одно целое
После разделения полушарий человеческий мозг до какой-то степени сохраняет единое сознание.
Полушария нашего мозга соединены мощным сплетением нервных волокон, которое называется мозолистым телом. Кроме него, есть ещё несколько точек контакта, однако мозолистое тело – самый мощный «мост» между правым и левым полушариями, позволяющий им обмениваться информацией друг с другом.
В сороковые годы прошлого века возникла идея, что, если рассечь мозолистое тело, можно победить эпилепсию. Как известно, эпилептический припадок развивается из-за того, что патологическая активность небольшой группы нейронов быстро распространяется на весь мозг – но если не будет межполушарного «моста», то и припадок остановится.
После опытов на животных такие операции стали проводить и на людях, и вскоре оказалось, что, хотя от эпилепсии действительно удавалось избавиться, у пациентов начинали проявляться некоторые когнитивные странности. Например, «правши» совершенно не могли писать левой рукой и рисовать правой; могли определить правой рукой, что за предмет они ощупывают, и выбрать такой же на картинке, но не могли его назвать и т.д. В итоге нейробиологи пришли к выводу, что рассечение мозолистого тела ведет к рассечению сознания на две части – правополушарное и левополушарное.
Однако в недавней статье, опубликованной в журнале Brain, говорится, что ситуация с сознанием здесь не совсем такая, как описано в классических работах на эту тему. Исследователи из Антверпенского университета вместе с коллегами из Университета Неймегена, Политехнического университета Марке и Оклендского университета попросили двух добровольцев с полностью рассечённым мозолистым телом пройти несколько когнитивно-психологических тестов.
Человека сажали перед экраном, на котором возникали разные объекты, и нужно было сказать, во-первых, появился или не появился тот или иной объект, и, во-вторых, в какой части экрана он появился; кроме того, предмет на экране нужно было назвать, а это, как считается, вызывает наибольшее затруднение при разрыве межполушарных связей.
Отвечать на вопросы участники эксперимента должны были устно и письменно, причём писать нужно было правой и левой рукой. Ожидалось, что ответы будут разными в зависимости от того, с какой стороны появлялся объект на экране – потому что после рассечения мозолистого тела «левое» и «правое» сознания независимо друг от друга контролируют левую и правую половину поля зрения и левую и правую руки.
Например, если предмет появился слева, его увидело бы левое полушарие, и тогда левой рукой человек ответил бы «да», в смысле, предмет появился, тогда как правой рукой он написал бы «нет» – в смысле, что никакого предмета на экране нет. Точно так же должны были отличаться и устные ответы: речевой центр, который работает на доминантном полушарии, либо видел, либо не видел бы объект, в зависимости от его расположения.
Оказалось же, что вне зависимости от «правого» или «левого» появления предмета, его видели как бы целым мозгом: оба участника эксперимента отвечали «да» и устно, и письменно, обеими руками. Однако, например, сравнить два разных предмета, скажем, кружок и квадрат, они не могли: на вопрос, тот же ли самый объект они видят в правом и левом поле зрения, они отвечали «не знаю». Иными словами, мозг, несмотря на рассечение главного информационного «шлейфа», каким-то образом сохранял единое сознание – по крайней мере, оно было единым в некоторых проявлениях.
Это довольно сильно расходится с общепринятой точкой зрения, однако авторы работы настаивают на достоверности своих результатов. Объяснить, как так получается, можно будет только после новых исследований – если, конечно, для них получится найти добровольцев: такую операцию сейчас уже не делают, и число людей с «расщеплённым» мозгом по понятной причине быстро сокращается.
Поиск
О проекте
maxdeleske
m@zozhnik.ru
Рекламные ссылки:
Большой выбор готовых рулонных штор в интернет-магазине Порядок.ру
Ведите дневник питания и читайте Зожник в бесплатном приложении “Дневник Зожника”
Что будет если отделить левое полушарие мозга от правого?
Твой мозг – это два мозга. Два полушария, каждое наполовину делает тебя тобой. Каждому достаётся половина поля зрения и управление половиной тела.
Правое контролирует левую половину и левое контролирует правую. Оба твоих мозга связаны сплетением нервных волокон, но эту связь можно разделить, и когда-то так лечили эпилепсию.
После операции люди оставались прежними, хотя их мозг и был разделён пополам. Кроме того, некоторые пациенты рассказывали, что при выборе одежды левая и правая рука могли не соглашаться друг с другом. В действительности, они часто не соглашались, что огорчало пациентов.
Что же происходит? Чтобы выяснить, вспомним, что правое полушарие видит и контролирует одну половину, в то время как левое полушарие контролирует и видит другую.
Но только левый мозг может говорить, потому что центр речи расположен именно там. Правый мозг без него — немой. В обычном мозгу это не важно, поскольку полушария общаются между собой. Но с разделённым мозгом это невозможно, и если показать правому полушарию слово, и задать вопрос «Что ты видел?», ты получишь ответ «Ничего».
Потому что левое — говорящее — полушарие ничего не видело. В то же время, правое полушарие своей рукой выберет вещь, спрятанную от левого полушария. И это очень жутко.
Спроси: «Почему ты держишь эту вещь?» и левый мозг придумает правдоподобную, но ложную причину. «Я всегда хотел научиться их собирать». Левый мозг не врёт, он просто делает то же, что и всегда: сочиняет историю, объясняющую себе собственные действия, что подвергает сомнению понятие свободы воли.
Придумывание причин своим действиям — это просто то, чем левое полушарие занимается. Это происходит с нормальными, здоровыми людьми всё время, и если подумать, ты знаешь, что делаешь так же.
Вернёмся к экспериментам. Дай правому полушарию объект, спроси у пациента «Что у тебя в руке?», и он не сможет ответить. И, если попросить оба полушария нарисовать что-либо, разделённый мозг может рисовать два разных рисунка в одно и то же время, каждой рукой, что было бы вызовом для неразделённого мозга.
Эти эксперименты на пациентах с разделённым мозгом серьёзно беспокоят, потому что по сути указывают в направлении отдельного немого интеллекта, чего-то живущего в твоём черепе. Можно даже задать разделённому мозгу вопрос и получить два разных ответа.
И, если твой мозг разделён, кто есть «ты» в этой ситуации? На первый взгляд, легко думать о говорящей части мозга как о личности, но что-то ещё слушает и отвечает на вопросы. И, хотя правое полушарие не может говорить, оно распознаёт лица, чего левое делать не может. Если это и есть ты, то ты не сможешь узнать свою семью и друзей.
Разделение полушарий выявляет два сознания в одной голове, и говорящее сознание не знает, что внутри есть кто-то ещё. Левое полушарие может описать ситуацию, в которой находится, но несмотря на это всё равно будет удивляться действиям правого полушария и пытаться их объяснить.
Вопрос, требующий ответа: почему после разделения правое полушарие не сходит с ума, но начинает подыгрывать, отвечая на вопросы, и выслушивая глупые истории левого полушария о том, что происходит.
Один из возможных ответов: разделение не превращает правое полушарие в отдельный интеллект/сознание/личность. Скорее оно всегда ей и было. Возможно, у обычных людей правое полушарие развивается как компаньон, у которого просто нет выбора.
Как равные партнёры по-началу, но, с появлением речи, в которой правое полушарие участвовать не может, и которая становится важной частью жизни, оно отступает к немой координации с левым полушарием. В этот самый момент, в твоей голове, два тебя смотрят это видео: один переживает «вынос мозга», в то время как другой закатывает глаза от очевидности всего этого.
В разделённых мозгах правое полушарие не сходит с ума потому, что в действительности для него ничего не изменилось. Возможно, ты не согласен, и прямо сейчас придумываешь, почему это невозможно. Что мы и ожидаем от говорящего левого полушария.
Отбросив предположения, пациенты с разделённым мозгом показывают, что в разуме есть отдельное что-то, что может слышать и понимать и отвечать, будучи в нужных условиях.
Твой мозг не полностью твой. Кто ты? Вас двое? Но мы можем зайти дальше. Вас много. Груда мяса — ваше тело, состоящее из триллионов микроскопических индивидуумов с собственной жизнью. Так в какой момент многие становятся одним? Что делает множество маленьких вещей тобой? Об этом читайте и смотрите в тексте “Мы – это наше тело?”
Источник: CGP Grey
Смотрите также на Зожнике:
Один хорошо, а два лучше: как работает мозг с расщепленными полушариями
В издательстве Corpus выходит книга нейробиолога Майкла Газзаниги «Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке» в переводе Юлии Плискиной и Светланы Ястребовой. Газзанига рассказывает о расщепленном мозге, исследованием которого он занимается с 1960-х. После разъединения правая и левая половины мозга начинают функционировать независимо друг от друга — в голове фактически возникают два самостоятельных разума. Публикуем фрагмент из главы, посвященной тому, как более полувека назад начинали исследовать расщепленный мозг у пациентов, перенесших операцию на мозолистом теле.
Майкл Газзанига (М. Г.): Зафиксируйте взгляд на точке.
У. Дж.: Вы имеете в виду маленький кусочек бумаги, прилипший к экрану?
М. Г.: Да, это точка… Смотрите прямо на нее.
У. Дж.: Хорошо.
Я убеждаюсь, что он смотрит прямо на точку, и вывожу на экран изображение простого объекта, квадрата, расположенного справа от точки, ровно на 100 миллисекунд. Объект, расположенный таким образом, проецируется в левое, «говорящее» полушарие мозга. Этот разработанный мной тест с пациентами Акелайтиса еще не проводился.
М. Г.: Что вы видели?
У. Дж.: Прямоугольник.
М. Г.: Хорошо, давайте попробуем еще раз. Зафиксируйте взгляд на точке.
У. Дж.: Вы имеете в виду кусочек бумаги?
М. Г.: Да, именно. Смотрите на него.
И снова я вывожу на экран изображение квадрата, но на этот раз слева от точки, на которой зафиксирован взгляд пациента, и оно попадает только в правое полушарие мозга, то, что не способно говорить. Из-за особой операции, при которой связующие волокна между полушариями рассекли, правое полушарие У. Дж. больше не могло обмениваться информацией с левым. Это был решающий момент. Сердцебиение у меня учащается, во рту пересыхает, когда я спрашиваю:
М. Г.: Что вы видели?
У. Дж.: Ничего.
М. Г.: Ничего? Вы ничего не видели?
У. Дж.: Ничего.
Сердце колотится. Я начинаю потеть. Неужели я только что лицезрел два мозга, вернее сказать, два разума, работающих отдельно друг от друга в одной голове? Один мог говорить, другой — нет. Это ведь происходило?
У. Дж.: Хотите, чтобы я что‑нибудь еще сделал?
М. Г.: Да, один момент.
Я быстро нахожу еще более простые слайды, когда на экран проецируются только отдельные маленькие круги. На каждом слайде изображен только один круг, но появляется он на экране всякий раз в новом месте. Что будет, если пациента просто попросить указывать на то, что он видит?
М. Г.: Просто показывайте рукой на то, что увидите.
У. Дж.: На экране?
М. Г.: Да, причем какой хотите рукой.
У. Дж.: Хорошо.
М. Г.: Зафиксируйте взгляд на точке.
Круг высвечивается справа от точки, на которой зафиксирован взгляд, что позволяет левому полушарию пациента увидеть его. Правая рука У. Дж. поднимается со стола и указывает на то место, где был круг. Мы проделываем это еще несколько раз, причем круг появляется то на одной половине экрана, то на другой. Ничего не меняется. Когда круг находится справа от точки фиксации взгляда, правая рука, контролируемая левым полушарием, указывает на него. Когда круг расположен слева от точки фиксации взгляда, на него указывает левая рука, контролируемая правым полушарием. Одна рука или другая верно показывает на нужное место на экране. Это означает, что каждое полушарие действительно видит круг, когда он находится в противоположном поле зрения, и каждое отдельно от второго может направлять контролируемую им руку для ответа на стимул. Однако лишь левое полушарие способно сказать об этом. Я едва могу сдерживаться. О сладость открытия!
Так начинается направление исследований, которое двадцатью годами позже, почти день в день, будет отмечено Нобелевской премией.
Выберите любой период жизни, в событиях которого принимало участие много людей, — и каждый из них перескажет историю по‑своему. У меня шестеро детей, и на рождественские каникулы вся орава приезжает домой. Слушая их воспоминания о детстве, я диву даюсь, насколько по‑разному у них в памяти запечатлелись одни и те же события. Это верно и для всех нас, когда мы вспоминаем события из профессиональной жизни. На переднем плане находилась фактическая сторона научных исследований, а что происходило на заднем плане? Конечно же, тот волшебный миг с У. Дж. случился не только благодаря нам двоим.
Смелый доктор и его добровольный пациент
Джозеф Боген был молодым нейрохирургом, ярким и напористым, и он продвигал идею проводить операции по расщеплению мозга на человеке. Он убедил главу нейрохирургического отделения, Питера Вогеля, провести первые современные операции по расщеплению мозга. Джо был неутомимым интеллектуалом с особым вкусом к жизни и помог взглянуть на проект с ценной медицинской точки зрения. А еще именно он нашел первого подходящего пациента. Я мог бы объяснить, как это вышло, но гораздо лучше об этом расскажет он сам, вспоминая того пациента и те ранние годы. Революционный вклад пациента У. Дж. очевиден с самого начала:
«Я впервые встретил Билла Дженкинса летом 1960 года, когда его привезли в реанимацию в эпилептическом статусе; я в тот момент дежурил в неврологическом отделении. В последующие месяцы мне стали очевидны гетерогенность вкупе с устойчивостью к медикаментозному лечению и тяжестью его многоочаговых припадков. И в клинике, и в госпитале я был свидетелем психомоторных нарушений, внезапных падений тонуса мышц и односторонних подергиваний, а также генерализованных судорог. В конце 1960‑го я написал Мейтленду Болдуину, на тот момент главе нейрохирургического отделения НИЗ (Национальных институтов здравоохранения) в Бетесде, штат Мэриленд. Несколькими месяцами позже Билла перевели в эпилептологический центр НИЗ, где он провел шесть недель. Его отправили домой весной 1961‑го, сказав, что для его случая не существует эффективного метода лечения, ни уже проверенного, ни экспериментального.
Тогда Биллу и его жене Ферн рассказали о результатах работы Ван Вагенена [нейрохирург, который впервые провел рассечение мозолистого тела человеку в 1940‑х годах. — Прим. ред.], главным образом с частичным рассечением комиссур мозга. Я высказал предположение, что поможет полное рассечение. Их энтузиазм вдохновил меня обратиться к Филу (моему шефу): у него имелся большой опыт по удалению артериовенозных мальформаций мозолистого тела. Он предложил пять-шесть раз попрактиковаться в морге. К концу лета (в течение которого я снова работал нейрохирургом) мы уверенно овладели техникой операции. В разговорах со Сперри я упирал на то, что это уникальная возможность проверить результаты его экспериментов с кошками и обезьянами на людях и что его направление исследований было крайне важным. Он упомянул, что студент, который вот-вот выпустится из Дартмутского колледжа, провел предыдущее лето в лаборатории и будет рад протестировать человека. Майк Газзанига начал свою аспирантскую работу в сентябре и, как сказал Сперри, жаждал протестировать испытуемого-человека. Мы с ним вскоре подружились и стали вместе планировать экспери-
менты, которые нужно провести до и после операции. Перед ней случилась небольшая задержка, во время которой Билла тестировали в лаборатории Сперри. Во время этой отсрочки у нас также была возможность достаточно полно и подробно зарегистрировать многократные припадки Билла.
Шел период предоперационного тестирования, когда Билл сказал: „Знаете, даже если операция не поможет унять мои припадки, но вы благодаря ей узнаете что‑то новое, это принесет больше пользы, чем что‑либо сделанное мною за долгие годы“.
Его прооперировали в феврале 1962 года. Оглядываясь назад, я думаю, что, если бы тогда в нашем госпитале существовал исследовательский комитет, одобрение членов которого требовалось бы для проведения любой процедуры, эту операцию никогда бы не сделали. В то время глава отделения в одиночку мог принять подобное решение, что, полагаю, напоминало ситуацию в Рочестерском университете в конце 1930‑х».
Наука тогда и сейчас
Тогда, в 1961‑м, жизнь была простой. Или так кажется сейчас. То было время, когда люди уезжали в колледж, усердно учились, поступали в магистратуру или аспирантуру, получали ученую степень, становились постдоками, переходили на оплачиваемую позицию, затем становились профессорами в каком‑нибудь институте. Они проживали жизнь, преследуя свои интересы в интеллектуальной сфере. Сегодня карьерные пути не так четко определены и все больше постдоков уходят в индустрию, просветительскую деятельность, стартапы, зарубежные исследовательские организации и так далее. У многих есть коллеги, приехавшие из‑за рубежа или проведшие там некоторое время. Это все тоже прекрасно, но отличается от прежнего порядка и в социальном смысле более сложно устроено.
Читайте также
В начале 1960‑х некоторые аспекты биологии тоже обманчиво казались простыми. Уотсон и Крик совершили свое прорывное открытие структуры ДНК и ее роли в наследственности. По сегодняшним стандартам молекулярных механизмов, построенная ими модель проста. Гены продуцируют белки, а белки затем выполняют всевозможные функции организма. Раз-два — и вот у вас полный механизм. Он стал известен под названием «центральная догма». Информация перемещалась в одном направлении — от ДНК к белкам, которые затем давали команды организму. Сегодня уже, правда, существуют серьезные расхождения даже по поводу того, что именовать геном, и уж тем более по поводу того, сколько разных взаимодействий существует между молекулами, которые, как считается, составляют звенья некоей причинно-следственной цепи. Чтобы еще усложнить картину, добавим, что информация идет в обоих направлениях: то, что образуется, в свою очередь, влияет на то, как оно образуется. Молекулярные аспекты жизни отражают сложную систему, основанную на петлях обратной связи и множественных взаимодействиях, — в ней нет ничего линейного и простого.
На заре современной науки о мозге обсуждения велись в незатейливых терминах. Нейрон A посылал сигнал нейрону Б, а тот — нейрону В. Информация передавалась по цепочке и каким‑то образом постепенно трансформировалась из ощущений от сенсорных систем в действия, под влиянием внешних подкреплений. Сегодня столь упрощенное описание работы мозга выглядит смешным. Взаимодействия различных сетей мозга так же сложны, как и взаимодействия составляющих их молекул. Построение схемы их работы почти парализующе по своей сложности. Хорошо, что тогда мы этого не осознавали, а то бы никто не отважился взяться за эту работу.
Оглядываясь на те ранние годы, я думаю: исследованию расщепленного мозга на людях сыграло на руку, что его развивал наивнейший из исследователей — я. Я не знал ничего.
Я просто пытался понять проблему, используя собственный словарь и собственную простую логику. Это все, что у меня было помимо нескончаемой энергии. По иронии судьбы то же было верно и для Сперри, самого продвинутого специалиста по нейронауке своей эпохи. Он ранее никогда не работал с людьми в качестве испытуемых, так что мы пробивали путь вперед вместе.
В каком‑то смысле, конечно, мы все понимали, что пациенты с расщепленным мозгом — это пациенты с неврологическими расстройствами, а неврология была уже сформировавшейся областью с богатым словарем. Джо был нашим проводником по минному полю специальных терминов. Обследование пациента с инсультом или дегенеративным заболеванием было надежно отработано и точно описано. Богатая история первых неврологов принесла нам массу информации о том, какая часть мозга за какие когнитивные функции отвечает. Жившие в XIX веке гиганты профессии, Поль Брока и Джон Хьюлингс Джексон, и их коллеги из XX века, такие как нейрохирург Уайлдер Пенфилд и Норман Гешвинд, все сыграли важные роли в развитии медицинской точки зрения на устройство мозга.
Я все еще помню день, когда Джо приехал в Калтех из Мемориальной больницы Уайта, чтобы провести у нас в лаборатории семинар. Он описал наши первые результаты, используя классическую неврологическую терминологию. Хотя это не было абракадаброй, звучало это для меня именно так, и я помню, как сказал об этом Джо и Сперри. Джо был очень открытым и неизменно прогрессивным. Он просто сказал мне: «Хорошо, опиши лучше», и Сперри кивнул в знак согласия. В последующие годы мы это сделали, разработав в наших первых четырех статьях словарь научных терминов для описания происходящего с людьми, которым разделили половины мозга.