Ученые составили карту функциональной латерализации мозга человека

Французские ученые составили примерную карту функциональной латерализации головного мозга. Изучив данные, полученные в ходе фМРТ-экспериментов, они подразделили почти 600 когнитивных процессов человека на несколько категорий и отнесли их либо к левому, либо к правому полушарию. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Если провести линию вдоль человеческого тела, то можно заметить, что две части очень друг на друга похожи. С учетом некоторой асимметрии, которая патологией не считается, человеческое тело — и справа и слева — анатомически достаточно симметрично. Это, однако, совсем не касается функциональных возможностей каждой из этих частей. Среди людей есть правши, левши и амбидекстеры, из-за чего разные конечности (и даже органы чувств) человеческого тела обладают разными возможностями: например, праворукие люди могут писать только правой рукой, а некоторые музыканты-амбидекстеры могут играть на струнных инструментах одинаково хорошо как правой, так и левой рукой.

Такое различие называется функциональной латерализацией и присутствует оно также в человеческом мозге: за некоторые функции, в основном, отвечает левое полушарие, а за другие — правое (при этом популярная теория о «творческом» и «логическом» полушариях очень упрощена и, строго говоря, неверна). Систематизировать данные о функциональной латерализации человеческого мозга решили ученые под руководством Мишеля Тьебо де Шоттена (Michel Thiebaut de Schotten) из Парижского университета. Для этого они воспользовались данными, полученными в ходе масштабного метаанализа фМРТ-исследований, посвященных функциональной репрезентации некоторых функций человека. 

Всего ученые рассмотрели активность мозга, которая характерна для 590 когнитивных процессов. Доминантное полушарие для каждого процесса ученые определили, высчитав разницу между количеством вокселей активации: если при уровне значимости p < 0,05 какое-либо из полушарий более активно, чем другое, то оно и считалось доминантным. Следует уточнить, что процессов, которые активируют только одно полушарие абсолютно без какого-либо вмешательства второго, нет: доминантность лишь означает, что какое-то полушарие активируется значительно больше. 

Ученые выяснили, что активность мозга, характерную для каждого из рассмотренных процессов, можно примерно разбить на четыре категории: символьная коммуникация (язык, распознавание объектов визуального мира), эмоции, восприятие и действия, а также принятие решений. Так, они выяснили, что символьная коммуникация по большей части активирует левое полушарие, восприятие, действия и эмоции — правое, а принятие решений — лобные доли по большей части также с правой стороны. При этом то, насколько точно тот или иной процесс можно отнести к той или иной категории, отражает и то, насколько он латерализован: к примеру, способность к языку, для которой символьная репрезентация является ключевой, будет латерализована в левой части больше, чем анализ объектов визуального мира, который также относится и к категории восприятия и действия.

Также ученые выяснили, что те участки, которые вовлечены в наиболее латерализованные функции (например, центра Брока — один из ключевых языковых центров мозга, находящийся в левом полушарии), в меньшей степени связаны с симметрично расположенными участками в другом полушарии.

На основании полученных данных ученые сделали несколько важных выводов. Во-первых, в процессе развития человека и его мозга наиболее затратные процессы оказались прерогативой того или иного полушария, оставляя другое полушарие вовлеченным в меньшей степени. С точки зрения эволюции это очевидное преимущество: мозг человека увеличивался в размерах, и латерализация определенных функций обеспечивала большую эффективность, сокращая возможность того, что между двумя полушариями будут происходить какие-либо задержки связи. Во-вторых, у такой строгой латерализации есть и важное клиническое значение. Повреждения некоторых отделов мозга вследствие инсульта или травмы могут привести к потере некоторых функций, а строгая вовлеченность определенного полушария при этом может быть как плюсом, так и минусом. С одной стороны, вероятность потерять возможность что-либо делать сокращается (например, большинство афазий связаны как раз с повреждением левого полушария), но с другой стороны, из-за сниженной связи сильно латерализованного отдела с его аналогом в другом полушарии, сокращает и вероятность того, что мозг «переучится» и функция восстановится.

Функциональная латерализация может проявляться и анатомически. Например, пару лет назад ученые выяснили, что челюсть хищных рыб цихлид перекошена в ту или иную сторону в зависимости от того, с какой стороны они предпочитают подбираться к жертве.

Елизавета Ивтушок