Специализация полушарий головного мозга в детстве

 

Мозг человека покрыт парным образованием – полушариями. Исследования многих лет свидетельствуют о неравнозначности их функций, которая, однако, не одинакова на разных этапах онтогенеза. Например, удаление левого полушария у взрослых при лечении больных, имеющих опухоли большого размера в нем, приводит к необратимым речевым потерям. Но подобная операция в младенчестве не сказывается на речевых способностях [26]. Это свидетельствует о необычайной пластичности (способности к перестройкам) мозга сразу же после рождения и способности полушарий брать на себя функции другого при его повреждении. Выявлено, что у новорожденных нет различий при удалении правого или левого полушарий.

Современные данные свидетельствуют о том, что полушария специализируются по способу обработки информации: правое полушарие обрабатывает любую информацию целостно, одновременно, тогда как левое – последовательно. Именно поэтому левое полушарие и у леворуких, и у праворуких людей отвечает за анализ речи, которая представляет собой последовательность предложений, состоящих из последовательности слов, каждое из которых является последовательностью звуков или букв (в зависимости от того, устная речь или письменная). Правое полушарие же специализируется на целостном, образном восприятии действительности, восприятии пространства, отвечает за анализ и узнавание мимики лица и за экспрессию (выраженность) собственных эмоций человека [98]. После рождения правое полушарие несколько опережает в развитии левое. Оно интенсивно развивается в первый год постнатальной жизни, но потом с развитием речи фактически подавляется левым [268].

Между полушариями существуют реципрокные отношения, то есть при возбуждении одного из них тормозится активность другого. Поскольку в любую деятельность включено не все полушарие, а только определенные его области, то, соответственно, подавляется не все другое полушарие, а только парные по отношению к первому области. Но в этом последнем полушарии вокруг области со сниженной активностью возникает область с повышенной активностью по тому же механизму взаимного подавления. Именно поэтому практически в любую деятельность включены оба полушария, но особым для каждого образом. Например, когда левое полушарие, в котором расположен центр речи, активируется в разговоре, то правое полушарие отвечает за эмоциональную и интонационную сторону общения.

У детей дошкольного возраста активность правого полушария выше не только в образной, но и в словесной деятельности [180]. Примерно до четырех лет правое и левое полушария одинаково владеют речью. Только с возрастом усиливается частота левостороннего доминирования ЭЭГ активности.

Согласно современным представлениям [157], организация межполушарного взаимодействия в процессе развития ребенка происходит параллельно созреванию структур, обеспечивающих взаимодействие полушарий мозга. Эти структуры называются комиссурами. Они представляют собой тяжи нервов, связывающие различные участки полушарий между собой (рис. 2.9). Самая большая из этих комиссур называется мозолистым телом. Именно созревание этих тяжей определяет интенсивность взаимодействия полушарий между собой и распределение нагрузки между ними. Индивидуальные различия в скорости созревания мозолистого тела (то есть покрытие этих нервных тяжей миелиновой оболочкой, обеспечивающей их изоляцию) и будет определять уникальную особенность распределения функций между полушариями [98].

 

Рис. 2.9. Главные комиссуры человека

 

Первый этап развития межполушарных взаимоотношений охватывает внутриутробный период и первые 2–3 года жизни ребенка. Он связан с формированием подкорковых связей на уровне ствола мозга. Позднее, в возрасте от 3 до 7 лет, активно созревает взаимосвязь между полушариями на уровне гиппокампа – структуры, которая играет большую роль в механизмах памяти. При нарушении этих связей возникает ухудшение запоминания и хранения информации. Параллельно формируется доминирование левого полушария по речи. Рост числа леворуких детей в настоящее время кроме других причин связан, в первую очередь, с увеличением количества детей (около 70 %), у которых наблюдаются органические или функциональные изменения в процессе развития этих комиссур [156].

Завершающий этап в становлении межполушарных взаимодействий ребенка связан с созреванием мозолистого тела и продолжается от семи до 12–15 лет. До этого момента оно преимущественно было включено в организацию взаимодействия задних отделов правого и левого полушарий, одновременно усиливая контроль над другими комиссурами. Зрелость мозолистого тела позволяет ему обеспечивать связи на уровне лобных долей головного мозга, которые отвечают за регуляцию осознанного поведения. У взрослых людей эти отделы составляют 27 % всей коры.

За счет межполушарных взаимодействий возможно закрепление функционального приоритета лобных отделов левого полушария, что позволяет ребенку не только выстраивать свои собственные программы поведения, ставить перед собой определенные цели, но и менять их в зависимости от условий. Этот уровень, как самый молодой и поздно созревающий (как в индивидуальном, так и в эволюционном развитии), является наиболее уязвимым, подверженным различным внешним воздействиям [156].

Вполне возможно, что именно созревание комиссур определяет скорость и специфику формирования межполушарной асимметрии в сенсорной и моторной сферах.

Как показали исследования, проведенные на детях [159], основы функциональной специализации являются врожденными, однако по мере развития ребенка происходит усовершенствование и усложнение межполушарной асимметрии и межполушарного взаимодействия. Раньше других появляется асимметрия биоэлектрических показателей в моторных и сенсорных областях коры, позже – в ассоциативных: префронтальных и заднее-теменно-височных зонах коры головного мозга [72].

Специализация полушарий в различных познавательных процессах также формируется постепенно. Еще в 7 лет у детей при внимании обнаруживаются изменения активности в обоих полушариях, тогда как у взрослых – только в левом. При познавательных процессах ребенка возникает локальная (ограниченная) активность левого полушария и генерализованная (обобщенная) активность правого полушария. При этом характер участия различных областей коры левого и правого полушарий зависит от конкретной познавательной задачи. Полушарное разделение зрелого типа формируется только к девяти годам. С усилением вовлечения лобных долей в речевые процессы мозговая организация речи становится более избирательной и левосторонней [181].

У подростков 13–14 лет отсутствует свойственная левому полушарию взрослых возможность опознания изображения путем вычленения только значимого признака без анализа всех остальных свойств. Такой способ опознания называется классификационным. У детей и левое, и правое полушария описывают все признаки объекта при опознании. Полушарная специализация в зрительном опознании отчетливо проявляется с 16–17 лет. Этому соответствует четкая полушарная асимметрия позитивно-негативного комплекса связанных с событием потенциалов в лобной коре, его максимальная выраженность в 16–17 лет отмечается в лобной области. Окончательное формирование системы классификационного анализа связано со структурно-функциональным созреванием переднеассоциативных отделов коры и усилением роли лобных областей левого полушария в процессе опознания.

К концу подросткового возраста формируется зрелый тип функциональной организации зрительного восприятия, при котором ведущая роль правого полушария принадлежит сенсорному анализу стимулов и их запоминанию, а левого – классификационному опознанию [72]. Подобная специализация ведет к экономии затрат мозгом при выполнении отдельных операций.

Можно перечислить факторы, которые способствуют функциональной специализации в онтогенезе. К ним относятся:

– созревание нейронов корковых зон коры и их связей, обеспечивающее зрелый тип структурной организации левого и правого полушарий мозга;

– структурно-функциональное созревание лобных областей коры, участвующих в обработке сенсорной информации на разных этапах: от приема сигнала до заключительных познавательных операций.

Созревание лобных областей происходит одновременно с возникновением полушарных различий в способах опознания объектов. Взрослый тип опознания объектов связан с опознанием по классификационному типу в левом полушарии и путем полного описания – в правом. Созревание фронто-таламической регуляторной системы (то есть системы связи лобного отдела коры с подкорковыми структурами) обеспечивает избирательность и пластичность функциональной организации мозговых структур [181].