Как и почему происходит разделение мозга на полушария

У людей есть много заблуждений относительно того, чем занимаются левое и правое полушария мозга,но один хорошо известный аспект этого разделения может быть даже более верным, чем люди думают: мозг не только разделяет визуальное пространственное восприятие – обрабатывая то, что находится слева, в правом полушарии, и то, что находится справа, в левом полушарии, – но и использует это когнитивное преимущество.

В новом обзоре, подготовленном нейробиологами Массачусетского технологического института, рассказывается о том, что ученые узнали об этом разделении, о компромиссах, которые оно за собой влечет, и о том, как мозг в конечном итоге преодолевает это разделение.

“Люди слышат все эти мифы о том, что левое полушарие более аналитическое, а правое – более творческое, или что у одних людей преобладает правое полушарие, а у других – левое”.

“На 99% все это полнейшая чушь”, – говорит соавтор статьи Эрл К. Миллер, профессор в Институте обучения и памяти Пикауэра и факультета мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института. “Вы думаете всем своим мозгом”.

“Но когда дело доходит до визуального пространственного восприятия, у мозга развились отдельные нейронные ресурсы для правой и левой сторон зрения даже на более поздних стадиях когнитивной обработки”, – говорит Миллер. Почему? Чтобы оптимизировать свои возможности.

“На это есть веская причина”, – добавляет Миллер, который в соавторстве с научным сотрудником Института Пикауэра Скоттом Бринкатом опубликовал обзор в журнале Neuropsychologia.

“Способность к восприятию ограничена – вы можете воспринимать только определенное количество информации за один раз. Если вы полностью сосредоточены на том, что находится справа от вас, вы можете не заметить угрозу, приближающуюся слева. Распределение ресурсов между обеими сторонами помогает избежать опасных “слепых зон” восприятия.”

Разделенное зрение

Как рассказывает Миллер, когда он учился в аспирантуре, его учили, что мозг аккуратно распределяет зрительное восприятие пространства между полушариями до тех пор, пока информация не достигнет префронтальной коры, где она плавно смешивается. Но эксперименты Миллера и Бринката, а также многих других исследователей за последние 20 лет позволили накопить доказательства, уточняющие эту точку зрения.

Эти исследования показали, что даже в префронтальной коре головного мозга нейронное кодирование о местонахождении объекта по-прежнему смещено в сторону “контралатерального” полушария, то есть полушария, противоположного тому, где объект появляется в поле зрения.

“В результате два полушария, по-видимому, функционируют на удивление независимо, даже в отношении таких когнитивных функций высокого уровня, как внимание и рабочая память”, – пишут авторы.

Доказательства очевидны при измерениях мозговых волн, создаваемых скоординированными сетями нейронов в каждом полушарии.

Мощность гамма-волн увеличивается в лобных долях полушарий головного мозга, когда они обрабатывают визуальные стимулы, которые появляются на противоположной стороне.

Между тем, исследования, проводившиеся на протяжении десятилетий (в том числе одно, проведенное в 1971 году), показали, что люди и животные могут запомнить больше вещей, если они представлены в обоих полушариях, а не только в одном. Нейробиологи называют это “двусторонним преимуществом”, хотя оно и не идеально. Люди не отслеживают несколько вещей одновременно, даже если они представлены в обоих полушариях, так же хорошо, как они отслеживают только одну вещь в каждом из них.

У людей также наблюдаются индивидуальные различия в способности к восприятию в пределах зрительного поля. Миллер основал стартап-компанию SplitSage для измерения этих различий с целью помочь людям, выполняющим сложные задачи, ориентированные на зрение, улучшить их производительность.

Примечательно, что исследования, которые Бринкат и Миллер описывают в новой статье, показывают, что такое смещение между полушариями относится только к пространственной информации – к тому, где что находится. Другие характеристики, такие как цвет или форма, обрабатываются обоими полушариями.

Цельное зрение

Если мозг сохраняет разделение при обработке пространственного зрительного восприятия даже на этапе распределения внимания и манипулирования объектами в рабочей памяти, почему мы не сбиваемся с толку и не удивляемся, когда птица, летящая слева от нас, попадает в правую часть нашего поля зрения? Мы также легко справляемся со случаями, когда наш движущийся взгляд перемещает объект из поля зрения одного глаза в поле зрения другого.

“Мы живем в цельном мире”, – говорит Миллер.

Оказывается, что мозг осуществляет “передачу” данных от одного полушария к другому во многом так же, как это делают две вышки сотовой связи для вашего телефона, когда вы едете за рулем. Таковы результаты измерений нейронной активности одного исследования в 2014 года, и в другого исследования, проведенное Бринкэтом и Миллером в 2021 году.

“Когда отслеживаемая цель приближается к средней линии поля зрения, полушарие, готовое принять цель, проявляет нарастающую активность”.

“Это происходит задолго до момента пересечения, как будто оно предвосхищает появление цели”, – пишут авторы.

“Более того, активность в передающем полушарии остается высокой еще долгое время после пересечения. Таким образом, в течение секунды или более нейронные сигналы, отражающие цель, распределяются по обоим полушариям. Создается впечатление, что оба полушария держат эстафетную палочку”.

Как показывают исследования, как и в случае с “двусторонним преимуществом”, при такой передаче возникают небольшие потери в производительности.

Авторы отмечают, что нарушения межполушарной связи или синхронности проявляются при неврологических и психиатрических заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера, тревожность, депрессию, шизофрению, обсессивно-компульсивное расстройство и расстройства аутистического спектра. В обзоре Бринката и Миллера подчеркивается, что такие нарушения могут повлиять на когнитивные функции.

“Фундаментальное понимание межполушарной обработки в сочетании с вмешательствами, применимыми к пациентам, дает надежду на разработку новых методов лечения на уровне сетей мозга”, – пишут они.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога