Глава 2 исследование расщепленного мозга

периментатор убедился, что она это делает, на экране справа от точки на мгновение вспыхивает изображение чашки. Н. Дж. сообщает, что она видела чашку. Ее снова просят фиксировать взгляд на точке. На этот раз изображение ложки вспыхивает слева от точки. Больную спрашивают, что она видела теперь. Она отвечает: «Ничего». Тогда ее просят завести левую руку за экран и выбрать на ощупь из нескольких предметов тот, который ей только что предъявляли. Ее левая рука ощупывает каждый предмет и затем берет ложку. Когда больную спрашивают, что она держит в руке, она отвечает: «Карандаш».

И снова больную просят фиксировать взгляд на точке. Слева от точки вспыхивает изображение обнаженной женщины. Лицо Н. Дж. слегка краснеет, и она начинает хихикать. Ее спрашивают, что она видела. Она говорит: «Ничего, просто вспышку света» — и опять хихикает, прикрывая рот рукой. «Почему же тогда вы смеетесь?» — спрашивает исследователь. «Ой, доктор, ну и машина у вас» — отвечает она.

Только что описанная процедура, изображенная на рис. 2.3, часто используется для исследования больных с расщепленным мозгом. Больной сидит перед тахистоскопом — прибором, который позволяет исследователю точно контролировать время, в течение которого изображение проецируется на экран. Изображение удерживается недолго, примерно в течение 0,1—0,2 с (100—200 мс), чтобы у больного не было времени переместить взгляд с точки фиксации, пока изображение еще на экране¹. Эта процедура необходима для уверенности в том, что зрительная информация изначально предъявляется только одному полушарию. Стимулы, предъявляемые одному полушарию, называют латерализованными.

Нервная система человека устроена так, что каждое полушарие мозга получает информацию главным образом от противоположной стороны тела. Этот принцип контралатеральной, проекции относится как к зрению и слуху, так и к движениям тела и ощущению прикосновения (соматосенсорная информация), хотя со зрением и слухом ситуация более сложная.

В зрении принцип контралатеральной проекции относится не столько к правому и левому глазу, сколько к правой и левой стороне поля зрения. Когда взгляд обоих глаз фиксирует-

¹ Быстрые движения глаз, которые имеют место при разглядывании, когда взгляд перемещается от одной точки к другой, называются саккадическими движениями, или саккадами. Хотя саккады осуществляются чрезвычайно быстро, для того чтобы начать эти движения, требуется около 200 мс. Если стимул предъявляется на более короткое время, то к тому моменту, когда движение глаз произойдет, стимула на экране уже ие будет.

Исследование расщепленного мозга

Рис. 2.3. Основные приспособления, используемые для латерализации зрительной и осязательной информации и для получения от испытуемого ответа, основанного на осязательных ощущениях.

ся в одной точке, стимулы, появляющиеся справа от точки фиксации, регистрируются левой половиной мозга; правая половина мозга воспринимает все, что появляется слева от точки фиксации. Это разделение и перекрещивание зрительной информации является следствием распределения между полушариями нервных волокон, идущих от соответствующих областей обоих глаз. Рис. 2.4 показывает схему организации зрительных проекций и нервных связей.

В исследованиях на животных, как мы видели, зрительную информацию можно направить к одному из полушарий, перерезав зрительный перекрест так, чтобы целыми остались волокна зрительного нерва, передающие информацию к полушарию, находящемуся на той же стороне, что и глаз. Это позволяет экспериментатору легко предъявлять стимул каждому из полушарий отдельно, просто помещая его в поле зрения соот-

Глава 2

Рис. 2.4. Зрительные пути, несущие информацию к полушариям. При фиксации взора на точке каждый глаз видит оба поля зрения, но посылает информацию о правом поле зрения только левому полушарию, а информацию о левом поле зрения только правому полушарию. Этот перекрест и расщепление обусловлены характером разделения нервных волокон, отходящих от сетчатки. Представительства полей зрения в левом и правом полушарии в норме связаны между собой через мозолистое тело. Если мозолистое тело перерезано, а глаза и голова неподвижны, каждое полушарие может воспринимать с помощью зрения только половину видимого мира.

ветствующего глаза. Эта процедура применяется, однако, только на животных, потому что перерезка перекреста существенно снижает периферическое зрение, уничтожает возможность бинокулярного восприятия глубины я не является необходимой с точки зрения медицинских показаний для операции расщепления мозга у людей. По этим причинам исследователи, желающие послать зрительную информацию только к одному полушарию больного с расщепленным мозгом, должны делать это

Исследование расщепленного мозга

путем сочетания контролируемой фиксации взгляда и предъявления информации на одну сторону пространства.

Взяв за основу эти сведения, давайте теперь вернемся к анализу тестов, проведенных с больной Н. Дж. В этих тестах больная видела левую половину экрана (все, что было слева от точки фиксации) правой стороной мозга, а все, что было справа,— левым полушарием. Расщепление мозга предотвращала нормальный обмен информацией между двумя полушариями,, что имело место до проведения операции. По существу, одна половина ее мозга не видела того, что видела другая, и положение дел выявлялось в значительной мере благодаря тому дополнительному обстоятельству, что только одно полушарие контролирует речь.

Вследствие этого больная совершенно нормально давала отчет о стимулах, которые попадали в правое поле зрения (проецирующееся к речевому левому полушарию), хотя была неспособна сказать что-либо о том, что вспыхивало в ее левом поле зрения (информация от которого посылалась к «немому» правому полушарию). То, что она «видела» стимулы в левом поле зрения, хорошо демонстрируется тем фактом, что ее левая рука (управляемая в основном правым мозгом) могла выбрать ложку среди нескольких предметов, скрытых от взгляда. Это видно также из ее эмоциональной реакции на картину обнаженного тела, несмотря на ее утверждение, будто она ничего не видела [6].

Реакция больной на изображение обнаженного тела особенно интересна. Она казалась озадаченной своей собственной реакцией на то, что появилось. Ее правое полушарие видело изображение и обработало информацию в достаточной мере для того, чтобы вызвать общую, невербальную реакцию — хихиканье и краску смущения. Между тем левое полушарие не «знало», что видело правое, хотя замечание больной насчет «удивительной машины» является, по-видимому, признаком осознания им телесных реакций, вызванных правым полушарием. Для левого полушария вообще весьма характерны попытки осмыслить, что происходило в ситуации, когда информация предъявлялась правому полушарию. В результате левый мозг иногда выступает с ошибочными заявлениями и часто вырабатывает рационалистические объяснения, основанные на отдельных намеках.

Перекрестное подсказывание

По мере продолжения исследования больных с расщепленным мозгом все чаще и чаще приходилось наталкиваться на несоответствие данных. Больные, ранее не способные словесно определить спрятанный от взгляда предмет, взятый левой рукой, начинали называть некоторые предметы. Правильно на-

Глава 2

зывались также некоторые изображения, вспыхивающие в левом поле зрения (проекция к правому полушарию). Одно из объяснений этих результатов состоит в том, что с течением времени правое полушарие больного обретает речевые способности. Другое заключается в том, что между полушариями происходил обмен информации, осуществлявшийся по каким-то другим, неперерезанным путям.

Хотя это были интересные, захватывающие возможности, Майкл Газзанига и Стивен Хиллъярд нашли значительно более простое объяснение этим данным [7]. Для обозначения попыток больных использовать любые намеки для того, чтобы сделать «нформацию доступной для обоих полушарий, они предложили термин перекрестное подсказывание. Перекрестное подсказы-•вание наиболее очевидно в таком простом случае, когда боль-здым дают подержать левой рукой и определить на ощупь.предмет, находящийся вне поля их зрения и потому отсоединенный от «речевого» левого полушария. Если, например, в -яевую руку дать расческу или зубную щетку, то больной будет часто поглаживать щетку или поверхность расчески. И тогда он сразу определит предмет, потому что левое полушарие слышит звуки, позволяющие составить представление о предмете. I Перекрестное подсказывание дает возможность одному полушарию обеспечить другое информацией о том, что оно узнаёт. Прямой канал передачи информации уничтожен операцией, и больному остается только использовать непрямые намеки как единственное средство общения между полушариями в большинстве случаев. Перекрестное подсказывание нередко может быть довольно тонким и подвергает испытанию изобретательность исследователей, изыскивающих способы исключить его из экспериментальной ситуации.

Хорошим примером этого является больной, который мог сказать, что вспыхивало — 0 или 1 — при подаче стимулов к любому из полушарий. Тот же больной был не в состоянии назвать предметы, изображение которых предъявлялось правому полушарию, или определить большинство предметов, помещаемых в его левую руку. Это означало, что его правое полушарие не обладает речевыми способностями. Исследователи предположили, что в ситуации, когда больной называл цифры, предъявляемые правому полушарию, участвовало перекрестное подсказывание. Они выдвинули гипотезу о том, что после предъявления стимула в левом поле зрения левое полушарие начинает считать «про себя» и что эти сигналы улавливаются правым полушарием. Когда оно доходит до правильного числа, правое полушарие дает ему сигнал остановиться и произнести это число вслух.

Для проверки этой идеи больному предъявляли более сложный вариант задачи: в набор стимулов без его ведома были

Исследование расщепленного мозга _____________________________________43

добавлены цифры 2, 3, 5 и 8. Сначала больной очень удивился, когда ему предъявили новое число. Его ответ на первое неожиданное число, показанное правому полушарию, был: «Прошу прощения». Однако после небольшой, тренировки он смог давать правильные ответы на все числа, предъявлявшиеся правому полушарию, но с задержкой, если число было большим, В противоположность этому ответы на те же числа, предъявлявшиеся в правом поле зрения (левому полушарию), были достаточно быстрыми.

Эти данные хорошо согласуются с идеей о том, что левое полушарие начинало беззвучно считать после предъявления цифры правому полушарию. Чем больше число, тем длиннее ряд чисел, по которому должно пройти левое полушарие, прежде чем достигнет нужного.

Перекрестное подсказывание вовсе не является сознательной попыткой больного обмануть исследователя. На самом деле оно отражает естественное стремление организма использовать любую доступную информацию для того, чтобы осмыслить про* исходящее. Наличие такого стремления, по существу, помогает нам лучше понять причины видимого отсутствия изменений в обычном, повседневном поведении больных, перенесших операцию расщепления мозга.

Тщательно разработанные методы тестирования, исключающие перекрестное подсказывание, могут, однако, выявить поразительные эффекты «разъединения», вроде тех, которые описаны у больной Н. Дж. В таких ситуациях больной не способен сказать, что показывали его правому полушарию, хотя его левая рука может правильно указать на этот предмет. Больной не может назвать предмета, помещенного в его левой руке, не видя его, но он может отобрать (той же рукой) другие предметы, связанные с этим (например, коробку спичек после того, как в руке побывала сигарета).

У наблюдателя, незнакомого с историей болезни испытуемого, эти данные создают впечатление, что левая рука имеет свою собственную память. Они становятся менее таинственными, когда мы осознаем, что операция расщепления мозга отъединила правое полушарие больного от центров левого полушария, контролирующих речь. Левая рука, таким образом, является основным средством, с помощью которого правое полушарие может общаться с внешним миром.

Повседневное поведение после операции расщепления мозга

Вполне естественно желание узнать, какие существуют данные о проявлении эффекта разъединения полушарий в повседневной жизни больного. Самими больными и наблюдавшими

Глава 2

за ними людьми были описаны несколько примеров эксцентричного поведения, которые часто упоминаются в популярных статьях об исследованиях расщепленного мозга. Один больной, в частности, описал такой случай: однажды он обнаружил, что его левая рука борется с правой при попытках надеть утром брюки. Одна рука тянула их вверх, в то время как другая — вниз. В другом случае тот же больной, рассердившись, замахнулся левой рукой на свою жену, а его правая рука схватила левую, пытаясь ее остановить [8].

I Частота упоминаний об этих рассказах заставила забыть, *что речь идет о редких случаях, которые даже самими участниками рассматриваются как странные, отдельные примеры..Две стороны тела действуют в основном координированно. Поэтому для того, чтобы узнать о произведенной больному опе--рации, приходится применять целый набор изощренных тестов, специально предназначенных для идентификации комиссурото-*мии. Намного более обычными являются сообщения о возникающих после операции тонких изменениях в поведении или способностях больного. Хотя тщательное исследование не подтвердило наличия некоторых из них, другие изменения действительно оказались следствием произведенной операции. i Несколько больных сообщили об испытываемых ими после операции больших затруднениях в установлении связи между именами и лицами. Это подтвердилось исследованием, в котором испытуемые должны были сначала запомнить имена каждого из трех молодых людей, изображенных на картинках [9]. По отношению к главной цели исследования эта процедура была случайной, но она оказалась основным камнем преткновения для испытуемых. Исследователи сообщали, что испытуемые в конце концов устанавливали связь между именами и лицами, выделяя какой-то характерный признак на каждом изображении (например, «Дик — в очках»), но не связывая имя с лицом в целом. Эти данные указывают на то, что дефицит в способности ассоциировать имена с лицами может быть обусловлен разобщением локализованных в левом полушарии способностей называть предметы и расположенных в правом способностей узнавать лица.

С отсутствием мозолистого тела были связаны случаи нарушения способности решать геометрические задачи. Больной Л. Б., старшеклассник с коэффициентом умственного развития (IQ — Ай-Кью) значительно выше среднего был переведен из геометрического класса в общий класс в связи с тем, что он испытывал необыкновенные затруднения в освоении курса. В другом сообщении говорилось о студенте колледжа, у которого были исключительные трудности с геометрией, несмотря на то что по другим предметам он успевал нормально. Проведенные на больных с расщепленным мозгом исследования по изу-

Исследование расщепленного мозга _________________________________45

чению способностей каждого полушария подбирать соответствующие друг другу двумерные и трехмерные фигуры на основании обычных геометрических свойств показали, что правое полушарие в этом отношении значительно превосходит левое, и это особенно заметно при решении наиболее трудных задач. Таким образом, как и в предыдущем примере, нарушения у больных могут быть следствием разъединения левого полушария с его речевыми центрами и областей правого полушария, специализированных для решения таких задач.

Некоторые другие больные с расщепленным мозгом жаловались на то, что они больше не видят снов. Поскольку сновидения являются, главным образом, последовательностью зрительных образов, исследователи предположили, что они находятся в ведении правой половины мозга. Операция отъединяет этот вид умственной жизни больного от речевого полушария и приводит к тому, что больной сообщает об отсутствии сновидений.

Эта идея, однако, не получила подтверждения при дальнейшем исследовании. У спящих больных с расщепленным мозгом наблюдали электрическую активность мозга и будили их всякий раз, когда регистрация показывала, что они видят сон. Затем их просили описать только что виденный сон. Вопреки предсказанию, что они не смогут этого сделать, больные подробно описывали свои сновидения [11].

Другие эпизодические сообщения указывали на ухудшение памяти после операции. Эти сообщения явно поддерживались исследованиями, в которых сопоставляли свойства памяти нескольких больных с расщепленным мозгом и других больных эпилепсией и обнаружили, что у первых показатели различных тестов на память хуже [12]. Основная проблема в исследованиях такого рода, однако, заключается в том, что на самом деле мы не очень много знаем о свойствах памяти больных до операции. Мы можем сравнивать их показатели после операции с показателями контрольной группы больных эпилепсией, которые не перенесли операции, но у нас нет возможности выяснить, сопоставимы ли в действительности свойства их памяти до операции со свойствами памяти больных контрольной группы. Возможно, что их память с самого начала была хуже.

Наилучший способ состоит в том, чтобы сравнить свойства памяти у одного и того же больного до и после операции. Это оказалось возможным для больного, который входил в новую группу больных, оперированных доктором Дональдом Уилсоном из Медицинской школы Дартмута. Вместо ухудшения памяти после операции у больного Д. X. наблюдалось значительное ее улучшение [13].

Наиболее вероятное объяснение этих данных состоит в том, что истинные способности Д. X. были подавлены лекарствен-

Глава 2

ными средствами и его общим состоянием до операции. Операция улучшила его память не каким-то сверхъестественным способом; она просто дала возможность проявиться его истинным способностям. Во всяком случае это исследование на едином объекте продемонстрировало, что нарушения памяти не являются обязательным следствием операции расщепления мозга, и это указывает на необходимость дальнейшей работы для выяснения вопроса о том, влияет ли операция на память, и если влияет, то каким образом. Это указывает также на важность соответствующих контролей в исследованиях, направленных на поиск изменений у больных с расщепленным мозгом.

Мы видели, что различного рода изменения поведения относили за счет операции расщепления мозга. Некоторые из них были подтверждены экспериментально. В каждом отдельном случае изменения имеют довольно тонкий, а не ярко выраженный характер, которого можно было бы ожидать. Существуют, однако, несколько впечатляющих и вполне достоверных последствий операции расщепления мозга, которые сохраняются недолго и отчетливо видны только в течение нескольких первых дней или недель после нее. Они известны как острый синдром разъединения и обусловлены, возможно, как хирургическим разделением комиссур, так и общей травмой, вызванной тем, что хирург вынужден сжимать правое полушарие или надавливать на него, чтобы получить доступ к нервным трактам между полушариями.

В течение некоторого времени после операции больные часто не могут говорить; иногда у них нарушается управление левой стороной тела, причем вначале эта сторона кажется почти парализованной, а потом начинает действовать, но очень неловко. Когда способность нользоваться левой рукой восстанавливается, иногда имеют место конкурирующие движения между левой и правой руками. Однако это затруднение обычно быстро проходит.

После восстановления от шока, вызванного большой операцией на мозге, большинство больных сообщает об улучшении самочувствия. Меньше чем через два дня после операции один молодой больной чувствовал себя достаточно хорошо для того, чтобы сказать в шутку, что его голова «раскололась от боли». Через несколько недель симптомы острого синдрома разъединения проходят, и для того, чтобы обнаружить последствия операции, необходимо использовать тщательно продуманные лабораторные тесты.

Языковые функции полушарий

Исследования расщепленного мозга со всей очевидностью подтвердили, что у большинства людей речевые центры локализованы в левом полушарии. Мы видели, что типичный боль"

Исследование расщеплекного мозга _____________________________________47

ной с расщепленным мозгом не способен назвать обычные предметы, изображения которых вспыхивали в его левом поле зрения (правое полушарие), хотя не испытывает никаких затруднений в определении тех же картинок, предъявляемых в правом поле зрения {левому полушарию). Правое полушарие, однако, знает о том, что изображено на картинке, потому что оно может направить левую руку так, чтобы та выбрала сходный предмет среди нескольких других, помещенных за экраном вне поля зрения испытуемого.

Следовательно, способность говорить определенно локализована в одном полушарии как у испытуемых с расщепленным мозгом, так и у клинических больных. А как обстоит дело с другими языковыми способностями? Насколько хорошо правое полушарие может понимать речь — письменную или устную? В наиболее ранних исследованиях расщепленного мозга для выяснения этих вопросов левому или правому полушарию предъявляли на экране напечатанные слова. Если правому полушарию предъявляли простые существительные, больной не испытывал больших затруднений в нахождении левой рукой соответствующего предмета среди нескольких других, скрытых от зрения.

Недостатки в способностях правого полушария начинали проявляться, когда предъявлялись глаголы, такие как «улыбаться». Если слово «улыбаться» показывали левому полушарию, больные обычно усмехались в ответ. Если это слово предъявляли правому полушарию, ответной реакции не наблюдалось. Сходные результаты получались и с другими глаголами [4].

В свете данных, полученных с простыми существительными, результаты с глаголами вызывали удивление. По отношению к существительным ограниченность правого полушария представлялась ограниченностью словесного выражения понимания, правый мозг демонстрировал хорошее понимание, если он мог отвечать не словами. В тестах с глаголами выявлялась, по-видимому, другая картина. Поскольку действия, требуемые глаголами (такое действие, как улыбка), могли управляться любой стороной мозга, эти результаты не были обусловлены различиями в способности двух полушарий вызывать нужные движения. Представлялось, что существует истинное различие в том, какой вид письменного материала каждое из полушарий может понимать.

На попытки объяснить, почему межполушарные различия связаны с различением грамматических форм, были затрачены значительные усилия. Наиболее общеш днятое объяснение состояло в том, что глаголы являются более сложными лингвистическими стимулами, и неумение правого полушария обходиться с ними отражает его менее развитые лингвистические способности.

Глава 2

Недавно проведенное исследование Ь общем подтвердило представление о том, что правое полушарие не обладает равными с левым способностями к чтению. Однако эта же работа указывает на то, что различия между полушариями не связаны с различением существительных и глаголов. Это исследование выполнил Эран Зайдель, который много работал с двумя больными из новой калифорнийской группы.

Z-линза и повторное исследование языковых способностей правого полушария

Зайдель разработал новый метод ограничения подачи зрительных стимулов к одному полушарию. Он использовал устройство, известное под названием Z-линза, которое показано на рис. 2.5 [15]. Z-линза — контактная линза, позволяющая больному свободно двигать глазами, когда он что-то рассматривает, но в то же время она обеспечивает поступление зрительной информации только к одному полушарию мозга больного. Z-линза дает испытуемому возможность видеть стимул сколь угодно долго, но позволяет исследователю предъявлять этот стимул изолированно одному полушарию.

Зайдель хотел проверить способности каждого полушария к пониманию различных стимулов, при этом он использовал стимулы, применявшиеся ранее для исследования способностей детей и больных с афазией. Цель работы состояла в том, чтобы получить данные, которые позволили бы сравнить способности правого полушария больных с расщепленным мозгом со способностями правого полушария этих двух групп испытуемых, для которых основные показатели уже были получены.

В тестах с восприятием слов на слух больной с расщепленным мозгом слушал слово, произносимое экспериментатором, а потом рассматривал через Z-линзу показываемые ему три картинки. Задачей больного было выбрать ту картинку, которая соответствует слову. Так как пути слуховой системы организованы таким образом, что информация от каждого уха идет к обоим полушариям, в обычных условиях невозможно сказать, одно или оба полушария поняли устное сообщение. Z-линза же позволяла Зайделю латерализовать выбор ответа, так что он мог определить, насколько хорошо каждая половина мозга подбирает к сказанному слову его зрительный эквивалент.

Такая же процедура применялась при проведении знакового теста, в котором испытуемого просят расположить группы предметов различной формы и размеров в соответствии со словесной инструкцией — такой, например: «Положите желтый квадрат под зеленый кружок». Здесь тоже инструкция давалась устно, а предметы, которые надо было разложить, больной видел через Z-линзу. Знаковый тест обычно используется как тест на

Рис. 2.5. Z-линза. А. Это устройство обеспечивает постояиную латерализацин» поля зрения больного к одному полушарию. Б. Поскольку на одии глаз наложена повязка, изображение проецируется только на половину сетчатки другого глаза.

I — на один глаз наложена повязка, изображение проецируется только иа од-но полушарие несмотря на то, что испытуемый может просматривать все поле зрения целиком;

II — Z-линза позволяет изображению падать только на одну половину сетчатки; III — телескоп уменьшает поле зрения до маленького изображения, которое проецируется на поверхность контактной линзы [16].

so

Глава 2

повреждение речевых зон левого полушария, поскольку с его помощью часто выявляются нарушения, не обнаруживаемые другими тестами на афазию.

Работа Зайделя обнаружила, что правое полушарие обладает удивительно разнообразными и выраженными способностями к пониманию [16]. Тем не менее результаты носили сложный характер и не дали Зайделю возможности сделать простой вывод относительно лингвистического «возраста» или «здоровья» правого полушария. Со словарными тестами правое полушарие справлялось, в общем, по крайней мере так же хорошо, как мозг нормального десятилетнего ребенка, хотя с выполнением знаковых тестов с предметами оно испытывало затруднения, характерные для больных с афазией. Зайдель подчеркнул, что разница между полушариями в способности к пониманию несколько меньше, чем думали раньше. Он предположил, что обнаруженное в более ранней работе различие в понимании существительных и глаголов могло быть артефактом способа предъявления стимулов. Когда правое полушарие располагает достаточным временем, чтобы обработать глагол (как это имеет место в процедуре с использованием Z-линзы), создается впечатление, что оно справляется с этим так же хорошо, как и левое полушарие.

Асимметрии в языковых функциях, рассматривавшиеся нами до сих пор, обнаружены у «типичных» больных с расщепленным мозгом, если вообще можно говорить о типичных больных, принимая во внимание различия в историях их неврологических заболеваний. Вопрос о том, какое отношение имеют данные, полученные на этих больных, к разделению функций между полушариями нормального мозга, выдвинется на первый план, когда мы рассмотрим, к каким существенным изменениям в этой картине может привести неврологическое заболевание. Подходящий случай представляет собой больной П. С, один из пациентов Дональда Уилсона.

Случай П. С: разговор с правым полушарием

Больной П. С, правша, ко времени операции достиг 16 лет. Дооперационная история болезни свидетельствовала о значительном повреждении левого полушария, имевшем место в раннем возрасте. П. С. представлял собой, очевидно, уникальный случай среди больных с расщепленным мозгом в отношении степени языковых способностей правого полушария. Интенсивное исследование, проведенное Майклом Газзанига и Джозефом Ле Ду, показало, что П. С. может составить по буквам названия предметов, предъявлявшихся его правому полушарию, используя левую руку для того, чтобы расположить в нужном

Исследование расщепленного мозга

Рис. 2.6. Больной П. С. может отвечать на вопросы, вспыхивавшие в его левом-поле зрения и адресованные «немому» правому полушарию, складывая буквы с помощью левой руки [17].

порядке буквы, выбранные из набора для игры в скрэбл¹ [17]. Способность П. С. «писать» с помощью правого полушария позволила Газзаниге и Ле Ду разговаривать с правой половиной его мозга. Они сначала устно задавали вопрос, спрашивая,

например: «Какое у вас любимое.......?» Сразу после этого слова

«занятие» предъявлялось в правом или левом поле зрения. П. С. затем отвечал вслух, если слово подавалось к левому полушарию, или составлял по буквам «м-а-ш-и-н-а», если слово

¹ У нас подобная игра известна под названием «Эрудит». -— Прим. ре&.

■52

Глава Ц

предъявлялось в левом поле зрения. Эта процедура (см. рис 2.6) использовалась для исследования объема осознания правым полушарием внешнего мира. К этой проблеме мы еще вернемся.

Сначала правое полушарие П. С. могло давать словесные ■ответы только путем составления слов из букв, а потом стали накапливаться данные, позволившие предположить, что П. С. также может говорить с помощью правого полушария. Примерло через три года после операции П. С. начал использовать устную речь для определения слов и предметов, предъявлявшихся правому полушарию. Исключив в качестве возможных объяснений этому перекрестное подсказывание и неадекватную латерализащш стимулов, Газзанига и Ле Ду предположили, что в основе этой новой способности П. С. лежит регенерация волокон, которые в норме осуществляют перенос зрительной информации. Другие тесты исключили и это объяснение и обеспечили поддержку предположению о том, что П. С. «говорил» действительно от своего правого полушария. Эти тесты отличались изящной простотой [18].

Слова вроде «cupcake»¹ предъявляли таким образом, что «сир» находилось слева от точки фиксации взгляда, а_ «cake» — справа. П. С. мог сообщить, что он видел слово «сир» и слово «cake», но был не в состоянии увидеть слово «cupcake» целиком, в отличие от неврологически нормальных испытуемых в этих условиях. Необходимы дополнительные исследования, прежде чем можно будет сказать с полной уверенностью, что П. С. говорит теперь с помощью своего правого полушария, но есть шанс, что это именно так.

Хотя П. С. является первым больным с расщепленным мозгом, приобретшим способность говорить с помощью правого полушария, нам, возможно, не следует слишком удивляться этому, принимая во внимание наличие у него повреждения левого полушария в раннем возрасте. В течение многих лет некоторые неврологи утверждали, что восстановление языковых функций после тяжелого повреждения речевого полушария в некоторых случаях происходит благодаря тому, что интактное (неповрежденное) полушарие принимает на себя выполнение многих функций поврежденного. Очень интересно узнать, почему у одних людей такое восстановление происходит, а у других нет, и выучивается ли язык интактным полушарием после повреждения или он предсуществует в нем, но бездействует в течение почти всей жизни больного. Мы пока не знаем ответов на эти вопросы.

¹ Не имеющее смысла сочетание, составленное из двух слов: «сир» — чашка, «cake» — пирог.

Исследование расщепленного мозга

Некоторые предостережения относительно интерпретации данных

Случай с П. С. выдвигает на первый план важность рассмотрения неврологической истории болезни при интерпретации данных, получаемых на больных с расщепленным мозгом, и указывает на то, что по этим данным можно переоценить степень языковых способностей правого полушария у нормальных людей. Эпилепсия, поражающая левое полушарие, может приводить к реорганизации языковых функций, вовлекающей правое полушарие, поэтому языковые способности правого полушария у больного с расщепленным мозгом могут оказаться более выраженными, чем у здоровых людей, не страдавших эпилепсией.

Сходные доводы приводились для предостережения от распространения любых данных, получаемых при исследовании на больных с расщепленным мозгом, на здоровых людей. Во многих случаях трудно выяснить точно природу какого-либо раннего повреждения мозга, вызванного эпилепсией, и еще более сложно узнать, какие компенсаторные изменения произошли в мозгу вследствие этого. Наилучший способ разрешения вопроса с интерпретацией данных состоит в том, чтобы ориентироваться на результаты, которые постоянно получаются со всеми больными, независимо от истории их болезни. Второй способ заключается в оценке данных, получаемых на каждом больном с учетом его неврологического статуса. Некоторые ученые вообще отвергают данные исследований расщепленного мозга из-за этих проблем в интерпретации результатов. Мы полагаем, что более разумный подход состоит в том, чтобы узнать о мозге все, что возможно, из этого уникального источника, помня при этом, что такое исследование — только одно из нескольких средств, необходимых для создания полной картины.

Зрительно-пространственные функции полушарий

Более старая литература, касающаяся травм человеческого мозга, дала исследователям расщепленного мозга хороший ключ к разгадке вопроса о видах деятельности, осуществляемых, вероятно, лучше правым полушарием. Наиболее общий вывод, который можно сделать о специализации правого полушария на основании исследований расщепленного мозга, состоит в том, что она не связана с лингвистическими функциями. Эта специализация касается, по-видимому, сложных зрительных и пространственных процессов.

Представляется, что восприятие, например, пространственных соотношений между частью и целым осуществляется лучше правым полушарием. В одной из задач больные рассматрива-

Глава 2

Рис. 2.7. Задача на построение композиции из кубиков. Испытуемого просят расположить раскрашенные кубики так, чтобы цветной рисунок соответствовал предъявляемому образцу.

ли зарисовки геометрических фигур, разрезанные на отдельные куски, причем куски были немного отделены друг от друга. Затем они определяли, какой из трех предложенных на выбор предметов, скрытых от зрения и ощупываемых одной рукой, был представлен на этой фрагментированной картине. Левая рука намного лучше справлялась с этой задачей, правая рука у шести из семи исследовавшихся больных только случайна показывала нужный предмет [19].

Одно из наиболее ярких проявлений превосходства правого полушария в решении зрительно-пространственных задач был» заснято на пленку Газзанигой и Сперри при исследовании ими больного У. Дж. — первого из больных калифорнийской группы. У. Дж. предъявляли несколько кубиков, каждый из которых имел две красные, две белые и две красно-белые (с границей по диагонали) стороны. Он должен был так расположить эти кубики, чтобы в результате получилась квадратная плоскость с таким же цветовым рисунком, как на предъявляемых ему карточках. Рис. 2. 7 иллюстрирует эту задачу.

Начало фильма показывает У. Дж., легко собирающего левой рукой определенный рисунок из кубиков. Когда, однако, он пытается это сделать правой рукой, то испытывает серьезные затруднения. Правая рука раскладывает кубики медленно и очень нерешительно. В какой-то момент в кадре появляется

Исследование расщепленного мозга___________________ 55

Рис. 2.8. Рисунки куба, сделанные до и после комиссуротомии. До операции больной мог нарисовать куб любой рукой. После операции правая рука справлялась с этим плохо. Больной был праворуким [17].

левая рука и начинает собирать кубики в правильном порядке. Исследователь мягко, но решительно удаляет ее со стола, в то время как правая рука продолжает беспомощно вертеть кубики. ^J

Другим свидетельством превосходства правого полушария в отношении зрительно-пространственных способностей является различие в способностях двух рук больного с расщепленным мозгом нарисовать изображение куба. Левая рука всегда делает лучший рисунок. Соответствующие примеры показаны на рис. 2.8.

Что лежит в основе более высоких способностей правого полушария в выполнении этих зрительно-пространственных задач? Перед исследователями были два возможных варианта объяснения. Первый состоит в том, что правое полушарие может доминировать при внешнем выражении понимания зрительной информации так же, как левое полушарие доминирует при выражении понимания речи, хотя в отношении восприятия пространственных взаимоотношений оба полушария могут быть равноценны. Эта точка зрения делает упор на асимметрию в способности выполнять сложные двигательные акты, требуемые заданием. Согласно противоположному объяснению между полушариями существуют истинные различия в способности к восприятию.

Есть данные, позволяющие полагать, что оба эти объяснения до некоторой степени обоснованны. Создается впечатление, что в основе различного выполнения полушариями определенных задач лежат истинные различия в зрительном восприятии [20]. Асимметрии при выполнении других задач пред-

Глава 2

ставляются связанными с манипуляционным компонентом [21J, В последнем случае асимметрии, обязанные своим появлением правому полушарию, уменьшаются или исчезают, если задание сделать чисто зрительным, так что испытуемому не нужно ни с чем манипулировать.

Обработка информации в обоих полушариях

Характер результатов, полученных при продолжении исследований специализированных функций обоих полушарий, навел на мысль о новом пути создания представления о межполушар-ных различиях. Представилась возможность разграничить полушария не на основе типа задач (например, вербальных или пространственных), выполняемых каждым из них наилучшим образом, а по тому способу, каким каждое из них обрабатывает информацию вообще.

В соответствии с этим анализом левое полушарие специализировано для языковых функций, но эта специализация есть следствие преобладания в левом полушарии аналитических процессов, одним из проявлений которых является речь. Сходным образом, превосходство правого полушария в выполнении зрительно-пространственных задач связано с его синтетическим, целостным способом обработки информации. Какие результаты привели к этому переосмыслению межполушарных различий? Большая часть исследований была проведена Джерре Леви и ее коллегами, которые работали с калифорнийской группой больных.

Одно из первых указаний на то, что два полушария обрабатывают информацию различным способом, пришло из исследования, в котором больных с расщепленным мозгом просил» выбрать левой или правой рукой небольшие деревянные предметы в соответствии с показанными в развернутом виде двумерными изображениями этих предметов. Левая рука всегда значительно лучше, чем правая, справлялась с этой задачей, ж> самое интересное состояло в том, что два полушария, по-видимому, применяли для решения этой проблемы различную стратегию. ~

Анализ ошибок в выполнении показал, что те модели, с которыми, как было обнаружено, легче иметь дело правой руке (левому полушарию), легко было описать словами, но трудно различить зрительно. Для левой руки (правое полушарие) верным было обратное. Конкретно, левое полушарие, по-видимому, осуществляло подбор на основании словесного описания свойств предметов и двумерных моделей. Оно казалось неспособным свернуть мысленно двумерное изображение так, чтобы можно было подобрать соответствующий предмет по общему виду [22].

Исследование расщепленного мозга

Рис. 2.9. Выбор картинок, сходных по назначению или по внешнему виду, выполняемый больными с расщепленным мозгом. Предметы, расположенные в верхнем ряду, предъявляются одному из полушарий. Больного просят отобрать из представленных на выбор предметов наилучшую «пару». Когда изображение видит левое полушарие, оно склонно подбирать пары по смыслу. Когда правое полушарие видит эти предметы, оно склонно подбирать пары по внешнему виду [28].

Другие работы продемонстрировали, что два полушария различаются и в том, какой вид информации они извлекают из зрительных стимулов. Мы обсудим эти работы подробнее в одном из последующих разделов этой главы. Здесь же следует указать лишь на то, что картинки, которые можно подобрать в пары либо по смыслу (такие, например, как торт на тарелке, нож и вилка), либо по виду (например, торт на тарелке и шляпа с полями), выбираются по-разному двумя полушариями. Примеры таких картинок можно видеть на рис. 2.9. При неопределенной инструкции просто подобрать похожие картинки левое полушарие больного с расщепленным мозгом подбирает их по смыслу, а правое — по общему виду.

Леви сделала вывод о том, что обработка поступающей информации в левом полушарии наилучшим образом характеризуется как аналитическая, правое полушарие, очевидно, обрабатывает информацию холистическим образом, не расчленяя «е [23]. Различия, которые мы только что рассмотрели, можно интерпретировать и по-другому, однако разграничение по способу обработки информации (аналитический — холистический) в наибольшей степени повлияло на отход наших представлений о межполушарных различиях от модели, связывавшей их только с вербальными и невербальными функциями. Последняя, очевидно, является слишком упрощенной «не может объяснить всех результатов, полученных при исследовании больных с повреждениями мозга, с расщепленным мозгом и (как мы увидим в следующей главе) нормальных, здоровых людей.

Глава 2

Феномен зрительного завершения

Больная Н. Дж. сидит перед экраном. Еще раз ее просят фиксировать взгляд на точке, поставленной в центре. На короткое время на экране появляется странный портрет. Это лицо, составленное из левой половины лица одного человека и правой половины лица другого человека, которые соединены по средней линии. Справа находится половина лица, которое ее научили называть «Диком», слева — половина лица, принадлежащего «Тому». Такие составленные из частей стимулы называют химерными. Название произошло от химеры — мифического чудовища, тело которого состояло из частей тела различных животных.

Н. Дж. просят сообщить, кого она видела. Она говорит, что видела Дика. Когда ее расспрашивают дальше, она отрицает, что в портрете было что-то странное. Позднее та же составная картина вспыхивает на экране. На этот раз больную просят ничего не говорить. Вместо этого ей показывают несколько фотографий нормальных лиц и просят указать любой рукой на то из них, которое она видела на экране. На этот раз она показывает на фотографию Тома.

Этот эксперимент, показанный на рис. 2.10, снова демонстрирует, что каждая половина мозга слепа к тому, что видит другая. Особенно поражает в этом «следовании с составными лицами то, что каждая половина мозга, несмотря на необычность стимула, видит, оказывается, нормальное, симметричное лицо. Кроме того, словесный отчет больной о том, что она видит, отличается от того ответа, который ее просят сделать жестом. И когда это происходит, больная не проявляет никаких. признаков того, что она заметила противоречие.

Завершение — тенденция больного с расщепленным мозгом видеть как целое то, что в действительности является частью картины, попадающей на среднюю линию поля зрения, — впервые было замечено в ситуации, когда больные проявили способность точно идентифицировать квадрат, изображение которого вспыхивало на экране в центре поля зрения. Поскольку левая половина квадрата проецируется на правое полушарие, а правая половина — на левое, тот факт, что больной, по его словам, видит нормальный квадрат, означает, что левое полушарие «завершило» предъявленный ему фрагмент изображения. Правое полушарие также восприняло нормальный квадрат, так как, когда больного просили сделать левой рукой набросок того, что он видел, он рисовал целую фигуру [24]. Последующие исследования показали, что химерные фигуры типа составных

Рис. 2.10. Тесты с «химерными» стимулами, проводимые на больных с расщепленным мозгом. А. Испытуемой говорят, что она увидит портрет, ее просят фиксировать взор на точке в центре экрана, а затем иа нем вспыхивает изображение составного лица. Испытуемую просят описать портрет, который она видела, либо словами (В), либо указать на него той или другой рукой (В). Больные с расщепленным мозгом не осознают, что химерные стимулы являются неполноценными или противоречивыми. Когда их просят произнести ответ, они выбирают тот портрет, из которого была сделана половина составного стимула, попадающая в правое поле зрения. Когда просят указать, они выбирают тот портрет, из которого была сделана половина стимула, попадающая в левое поле зрения [25].

Глава 2

изображений, предъявлявшихся больной Н. Дж., также вызывают зрительное завершение.

Феномен завершения наблюдался как у больных с расщепленным мозгом, так и у некоторых больных, имевших односторонние повреждения зрительных областей мозга. Механизмы этого явления не вполне понятны для обеих этих ситуаций, но ясно, что оно является одной из причин, по которым больные с расщепленным мозгом говорят, что окружающий мир выглядит для них нормально. Вместе с движениями глаз, обеспечивающими поступление информации к обоим полушариям, завершение помогает внести в зрительный опыт единство восприятия в пределах всего поля зрения.

Данные исследований, в которых использовались химерные изображения

Использование химерных изображений при тестировании больных с расщепленным мозгом продвинуло вперед изучение вопроса о том, как два полушария осуществляют разделение труда в условиях, когда испытуемому предъявлена определенная задача. Хотя мы не можем быть уверенными, что интактный мозг работает таким же образом, стоит все же потратить время на рассмотрение того, что мы узнали о динамике взаимодействия между полушариями от больных с расщепленным мозгом.

Джерре Леви и ее коллеги провели на калифорнийской группе больных с расщепленным мозгом обширное исследование с применением химерных стимулов. В первой работе они использовали химерные лица, составленные из портретов трех молодых людей [25]. Испытуемым говорили, что они увидят изображение лица, которое ненадолго вспыхнет на экране, а потом их попросят указать, кого они видели, рассмотрев несколько фотографий. Испытуемые фиксировали взгляд на точке, находящейся в центре поля зрения, а затем вспыхивало изображение химерного лица, удерживавшееся на экране в течение 150 мс для того, чтобы обеспечить восприятие каждой половины лица только одним полушарием. Независимо от того, какой рукой они пользовались для показа, больные в большинстве случаев выбирали лицо, воспринимавшееся правым полушарием. На оба лица, или на лицо, воспринимавшееся только левым полушарием, больные указывали редко.

Эти данные свидетельствуют о том, что при выполнении простого указательного жеста правое полушарие может управлять как левой, так и правой рукой. До сих пор мы принимали во внимание существование только перекрещенных нервных волокон, которые позволяют каждому полушарию управлять контралатеральной — расположенной на противоположной стороне тела — рукой. Однако существует также значительно