Как и почему происходит разделение мозга на два полушария

У людей есть много неправильных представлений о том, за что отвечают левое и правое полушария мозга, но одна хорошо известная сторона этого разделения может быть даже более верной, чем люди думают: мозг не только разделяет зрительное пространственное восприятие, обрабатывая то, что находится слева, в правом полушарии, а то, что справа, – в левом, – он использует это в когнитивных целях.

В новом обзоре, подготовленном нейробиологами Массачусетского технологического института, рассказывается о том, что ученые узнали об этом разделении труда, о компромиссах, которые оно влечет за собой, 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 – творческое, или что у одних людей преобладает правое полушарие, а у других – левое; на 99% все это полная чушь”, – говорит Эрл К. Миллер, профессор Института обучения и памяти Пиковера и кафедры нейронаук и когнитивистики Массачусетского технологического института. “Вы мыслите всем своим мозгом”.

“Но когда дело доходит до зрительного пространственного восприятия, мозг выработал отдельные нейронные ресурсы для правой и левой стороны поля зрения даже на более поздних стадиях когнитивной обработки”, – говорит Миллер. “Почему? Чтобы оптимизировать свои возможности”.

“На это есть веские причины”, – говорит Миллер, написавший в соавторстве с научным сотрудником Института Пикауэра Скоттом Бринкатом обзор для журнала Нейропсихология (Neuropsychologia).

“Способность к восприятию ограничена – вы можете воспринимать только ограниченное количество информации одновременно. Если все ваши ресурсы сосредоточены на том, что находится справа от вас, вы можете не заметить угрозу слева. Разделение ресурсов между обеими сторонами помогает избежать опасных “слепых зон” восприятия.

Разделенное зрение

По словам Миллера, когда он учился в аспирантуре, его учили, что мозг четко разделяет зрительное восприятие пространства между полушариями до тех пор, пока информация не поступает в префронтальную кору, где она плавно смешивается. Но за последние 20 лет эксперименты Миллера и Бринката, а также многих других исследователей позволили накопить доказательства, которые позволяют уточнить эту теорию.

Эти исследования показали, что даже в префронтальной коре головного мозга нейронная кодировка информации о том, где находится объект, по-прежнему смещена 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 друг от друга даже в том, что касается таких высокоуровневых когнитивных функций, как внимание и рабочая память”, – пишут авторы.

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

Мощность гамма-волн увеличивается в лобных полушариях мозга, когда они реагируют на визуальные стимулы, поступающие с противоположной стороны.

Между тем, исследования, проводившиеся на протяжении десятилетий (в том числе одно, проведенное в 1971 году), показали, что люди и животные могут запомнить больше информации, если она распределена между полушариями, а не сосредоточена в одном из них. Нейробиологи называют это «преимуществом двусторонней обработки», хотя оно и не является идеальным. Люди не могут одновременно отслеживать несколько объектов, даже если они распределены между полушариями, также хорошо, как один объект с каждой стороны.

У людей также наблюдаются индивидуальные различия в перцептивных способностях по всему полю зрения. Миллер основал стартап-компанию SplitSage для измерения этих различий с целью помочь людям, ориентированные на визуальное восприятие, улучшить свои результаты.

Примечательно, что исследования, которые Бринкат и Миллер рассматривают в своей новой статье, показывают, что разделение между полушариями относится только к пространственной информации – к местоположению объекта. Другие характеристики, такие как цвет или форма, обрабатываются обоими полушариями.

Бесшовное зрение

Если мозг сохраняет разделение при обработке пространственного визуального восприятия, даже на этапе распределения внимания и манипулирования объектами в рабочей памяти, почему мы не испытываем замешательства или удивления, когда птица, летящая слева от нас, попадает в правую часть нашего поля зрения? Мы также легко справляемся с ситуациями, когда при переводе взгляда объект перемещается из поля зрения одного глаза в поле зрения другого.

“Мы воспринимаем мир целостно”, – говорит Миллер.

Согласно измерениям нейронной активности в ходе исследований, проведенных в 2014 году и в 2021 году под руководством Бринката и Миллера, мозг осуществляет «передачу» информации от одного полушария к другому примерно так же, как это делают две вышки сотовой связи с вашим телефоном, когда вы едете на машине.

“Когда отслеживаемая цель приближается к визуальной средней линии, полушарие, готовое принять цель, начинает проявлять повышенную активность задолго до момента пересечения, как будто предвосхищая появление цели”, – пишут авторы.

“Кроме того, активность в передающем полушарии остается высокой еще долгое время после пересечения”.

“Таким образом, в течение секунды или более нейронные сигналы, отражающие цель, распределяются между обоими полушариями”.

Это как если бы оба полушария держали эстафетную палочку

Как показывают исследования, при таком переносе, как и в случае с «двусторонним преимуществом», производительность немного снижается.

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

“Фундаментальное понимание межполушарной обработки информации в сочетании с методами лечения дает надежду на разработку новых методов лечения на сетевом уровне”, – пишут они.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram, ВКонтакте или в MAX
Помощь психолога