Элхонон Голдберг - Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация

С тех пор учёные поняли, что то, как в обыденном человеческом языке обозначаются психологические черты и формы поведения, не вполне согласуется с тем, как они представлены в мозге. Сегодня мы все ещё думаем о коре как состоящей из многих функционально различных частей. Но научный язык, который мы используем для описания этих различных функций, существенно изменился. Сравните две карты на рисунках 5.1 и 5.2. Первая карта была создана Галлем в начале девятнадцатого столетия. Вторая карта была создана выдающимся неврологом Клейстом в начале двадцатого столетия2. Хотя очевидно, что вторая карта не вполне отражает сегодняшнее состояние науки, она намного ближе к принципам нейронной организации, как мы понимаем их сегодня.

Эти две карты отражают изменение нашего понимания мозга. Различие между ними отражает не просто рост знания. Оно отражает парадигматический сдвиг, для завершения которого потребовалось приблизительно одно столетие. В каждой области познания существует фундаментальное различие между языком здравого смысла и научным языком, используемым для описания его предметной области. Повседневный язык описывает мир в терминах столов, стульев, камней, рек, цветов и деревьев. Ранние религиозные системы, древние предшественники науки, пытались объяснять мир, постулируя отдельное божество для каждого такого повседневного объекта.

Напротив, научный язык описывает мир в терминах единиц, которые не обязательно отражают то, что доступно простому наблюдению. Язык физики описывает мир в терминах атомов и субатомных частиц; научный язык химии — в терминах молекул. Наука о мозге находится сегодня на той же стадии, на которой находилась неорганическая химия ко времени Менделеева — на стадии поиска своих организующих принципов и разработки собственного научного языка. Эта область пребывает в постоянном процессе движения. Переход от карты Галля к карте Клейста отражает этот процесс. Такие френологические признаки как жадность, почитание, самоуважение, могут иметь непосредственный обыденный смысл, но они не соответствуют отдельным структурам мозга.

Но какие признаки соответствуют определённым структурам мозга? Представьте себе, что вы слушаете сложную музыку, производимую рядом неизвестных и невидимых музыкальных инструментов, и пытаетесь установить, что это за инструменты, сколько их, и что добавляет каждый из них к общему впечатлению слушателя. Вы услышите громкие звуки и тихие звуки, мягкие звуки и пронзительные звуки, но как эти повседневные описания соответствуют фактическому составу оркестра? Эта проблема, с которой сталкивались поколения исследователей мозга, располагая лишь весьма ограниченными и неточными инструментами, — некоторое подобие того, как слепые брамины из известной притчи пытались определить природу слона. Подлинный «оркестр» когнитивной деятельности зачастую трудно понять в терминах здравого смысла. Действительно, какое отношение имеют такие вещи как «тактильное восприятие» на карте Клейста к нашим повседневным чувствам, мыслям и действиям?

Положим, что существует отношение между структурой и функцией; наш поиск несколько облегчается отдельными ярко выраженными свойствами морфологии мозга. Кора состоит из двух полушарий, и каждое полушарие состоит из четырёх долей: затылочной, теменной, височной и лобной. Традиционно затылочная доля связывалась со зрительной информацией, височная доля — со звуковой информацией, а теменная доля — с тактильной информацией. Левое полушарие связывалось с языком, а правое полушарие — с пространственным анализом. Однако в последние десятилетия эти глубоко укоренившиеся убеждения были поставлены под сомнение новыми сведениями и теориями.

Новизна, рутина и полушария мозга

Давно известно, что одно полушарие (в большинстве случаев левое) более тесно связано с языком, чем другое. Поль Пьер Брока3 и Карл Вернике4 продемонстрировали во второй половине девятнадцатого века, что изолированные повреждения левого полушария существенно влияют на речь. Афазии (нарушения речи) обычно наблюдаются в результате левополушарных инсультов, но не правополушарных инсультов.

Основные факты, свидетельствующие о связи левого полушария с языком, несомненны. Возникает, однако, вопрос, является ли эта тесная ассоциация с языком центральным атрибутом левого полушария, или специальным случаем, следствием более фундаментального принципа организации мозга. Любая попытка охарактеризовать функцию одного полушария посредством языка, а функцию другого — посредством пространственного представления ведёт к тревожащим выводам. Поскольку язык, по крайней мере, в его узком определении, является уникально человеческим свойством, любая дихотомия, базирующаяся на языке, применима только к людям. Означает ли это, что у животных не существует никакой полушарной специализации? Малое количество работ в области полушарной специализации у животных даёт основание предполагать, что таково преобладающее мнение среди специалистов по нейронауке.

Но допущение уникальности полушарной специализации у человека противоречит интуиции, так как мы ожидаем наличие, по крайней мере, некоторой степени эволюционной непрерывности в чертах разных биологических видов. Хотя имеется множество примеров эволюционной прерывности, рабочей гипотезой в любом научном поиске должна быть гипотеза непрерывности. На это мне указал много лет назад не кто иной, как мой отец, инженер по профессии, который не изучал психологию (и потому не был обременён её предрассудками), но обладал широкой общей культурой, строгим логическим умом и здравым смыслом.

Постулат уникальности полушарной специализации у человека также противоречит нашему общему пониманию отношения между структурой и функцией. Два полушария мозга не являются зеркальными отражениями друг друга. Правая лобная доля шире, чем левая, и слегка за неё «выпирает». Левая затылочная доля шире, чем правая затылочная доля, и слегка за неё «выпирает». Эта двойная асимметрия называется «сдвиг Яковлева», по имени открывшего его выдающегося нейроанатома из Гарвардского университета П. Яковлева5. Лобная кора толще в правом полушарии, чем в левом6. Но сдвиг Яковлева существует уже у ископаемого человека, и многие полушарные асимметрии имеются у высших приматов7. Половые различия и полушарные асимметрии есть у крыс8. Планум темпорале, структура височной доли, у людей больше в левом полушарии, чем в правом9. Традиционно эта асимметрия связывалась с языком. Однако недавние исследования показали, что Сильвиева щель и, в особенности, планум темпорале — структуры височной доли, традиционно ассоциировавшиеся с языком, — асимметричны также у орангутанов, горилл10 и шимпанзе11, а не только у людей.

Биохимия мозга также асимметрична. Нейротрансмиттер дофамин несколько преобладает в левом полушарии, а нейротрансмиттер норэпинефрин — в правом полушарии12. Нейрогормональные эстрогеновые рецепторы также более преобладают в правом полушарии, чем в левом13. Эти биохимические различия уже существуют у некоторых видов, помимо человека14. У обезьян концентрация андрогенового рецептора в лобных долях асимметрична у мужских эмбрионов, но симметрична у женских15.

Таким образом, оказывается, что два полушария различаются как структурно, так и биохимически у различных видов животных. Поэтому логично предполагать, что и функции двух полушарий у животных также различны. Но у животных эти различия не могут основываться на языке, так как животные не обладают языком, по крайней мере в его узком определении! Ясно, что требуется более фундаментальный принцип различия между функциями двух полушарий. В идеале, оно должно не отвергать ассоциацию между языком и левым полушарием, но включать её как частный случай.

Идея, которая направляла мой подход к мозговым полушариям, родилась тридцать лет назад в Москве. Как студент Московского университета, я проводил много времени в Институте нейрохирургии им. Бурденко, где у Лурии была лаборатория. Я подружился с несколькими детскими нейрохирургами; в больничном кафетерии они часто рассказывали свои хирургические истории. Одна история звучала особенно озадачивающе. Мне говорили, что у очень маленьких детей повреждение правого полушария бывало крайне разрушительным, а повреждение левого полушария было относительно малозначащим. Хотя эти утверждения не были подкреплены формальным исследованием, они представляли гипотетическую ситуацию, требующую объяснения, — упражнение в умственной гимнастике, против которого я не мог устоять.