расщепление мозга что это
Один хорошо, а два лучше: как работает мозг с расщепленными полушариями
В издательстве Corpus выходит книга нейробиолога Майкла Газзаниги «Истории от разных полушарий мозга. Жизнь в нейронауке» в переводе Юлии Плискиной и Светланы Ястребовой. Газзанига рассказывает о расщепленном мозге, исследованием которого он занимается с 1960-х. После разъединения правая и левая половины мозга начинают функционировать независимо друг от друга — в голове фактически возникают два самостоятельных разума. Публикуем фрагмент из главы, посвященной тому, как более полувека назад начинали исследовать расщепленный мозг у пациентов, перенесших операцию на мозолистом теле.
Майкл Газзанига (М. Г.): Зафиксируйте взгляд на точке.
У. Дж.: Вы имеете в виду маленький кусочек бумаги, прилипший к экрану?
М. Г.: Да, это точка… Смотрите прямо на нее.
У. Дж.: Хорошо.
Я убеждаюсь, что он смотрит прямо на точку, и вывожу на экран изображение простого объекта, квадрата, расположенного справа от точки, ровно на 100 миллисекунд. Объект, расположенный таким образом, проецируется в левое, «говорящее» полушарие мозга. Этот разработанный мной тест с пациентами Акелайтиса еще не проводился.
М. Г.: Что вы видели?
У. Дж.: Прямоугольник.
М. Г.: Хорошо, давайте попробуем еще раз. Зафиксируйте взгляд на точке.
У. Дж.: Вы имеете в виду кусочек бумаги?
М. Г.: Да, именно. Смотрите на него.
И снова я вывожу на экран изображение квадрата, но на этот раз слева от точки, на которой зафиксирован взгляд пациента, и оно попадает только в правое полушарие мозга, то, что не способно говорить. Из-за особой операции, при которой связующие волокна между полушариями рассекли, правое полушарие У. Дж. больше не могло обмениваться информацией с левым. Это был решающий момент. Сердцебиение у меня учащается, во рту пересыхает, когда я спрашиваю:
М. Г.: Что вы видели?
У. Дж.: Ничего.
М. Г.: Ничего? Вы ничего не видели?
У. Дж.: Ничего.
Сердце колотится. Я начинаю потеть. Неужели я только что лицезрел два мозга, вернее сказать, два разума, работающих отдельно друг от друга в одной голове? Один мог говорить, другой — нет. Это ведь происходило?
У. Дж.: Хотите, чтобы я что‑нибудь еще сделал?
М. Г.: Да, один момент.
Я быстро нахожу еще более простые слайды, когда на экран проецируются только отдельные маленькие круги. На каждом слайде изображен только один круг, но появляется он на экране всякий раз в новом месте. Что будет, если пациента просто попросить указывать на то, что он видит?
М. Г.: Просто показывайте рукой на то, что увидите.
У. Дж.: На экране?
М. Г.: Да, причем какой хотите рукой.
У. Дж.: Хорошо.
М. Г.: Зафиксируйте взгляд на точке.
Круг высвечивается справа от точки, на которой зафиксирован взгляд, что позволяет левому полушарию пациента увидеть его. Правая рука У. Дж. поднимается со стола и указывает на то место, где был круг. Мы проделываем это еще несколько раз, причем круг появляется то на одной половине экрана, то на другой. Ничего не меняется. Когда круг находится справа от точки фиксации взгляда, правая рука, контролируемая левым полушарием, указывает на него. Когда круг расположен слева от точки фиксации взгляда, на него указывает левая рука, контролируемая правым полушарием. Одна рука или другая верно показывает на нужное место на экране. Это означает, что каждое полушарие действительно видит круг, когда он находится в противоположном поле зрения, и каждое отдельно от второго может направлять контролируемую им руку для ответа на стимул. Однако лишь левое полушарие способно сказать об этом. Я едва могу сдерживаться. О сладость открытия!
Так начинается направление исследований, которое двадцатью годами позже, почти день в день, будет отмечено Нобелевской премией.
Выберите любой период жизни, в событиях которого принимало участие много людей, — и каждый из них перескажет историю по‑своему. У меня шестеро детей, и на рождественские каникулы вся орава приезжает домой. Слушая их воспоминания о детстве, я диву даюсь, насколько по‑разному у них в памяти запечатлелись одни и те же события. Это верно и для всех нас, когда мы вспоминаем события из профессиональной жизни. На переднем плане находилась фактическая сторона научных исследований, а что происходило на заднем плане? Конечно же, тот волшебный миг с У. Дж. случился не только благодаря нам двоим.
Смелый доктор и его добровольный пациент
Джозеф Боген был молодым нейрохирургом, ярким и напористым, и он продвигал идею проводить операции по расщеплению мозга на человеке. Он убедил главу нейрохирургического отделения, Питера Вогеля, провести первые современные операции по расщеплению мозга. Джо был неутомимым интеллектуалом с особым вкусом к жизни и помог взглянуть на проект с ценной медицинской точки зрения. А еще именно он нашел первого подходящего пациента. Я мог бы объяснить, как это вышло, но гораздо лучше об этом расскажет он сам, вспоминая того пациента и те ранние годы. Революционный вклад пациента У. Дж. очевиден с самого начала:
«Я впервые встретил Билла Дженкинса летом 1960 года, когда его привезли в реанимацию в эпилептическом статусе; я в тот момент дежурил в неврологическом отделении. В последующие месяцы мне стали очевидны гетерогенность вкупе с устойчивостью к медикаментозному лечению и тяжестью его многоочаговых припадков. И в клинике, и в госпитале я был свидетелем психомоторных нарушений, внезапных падений тонуса мышц и односторонних подергиваний, а также генерализованных судорог. В конце 1960‑го я написал Мейтленду Болдуину, на тот момент главе нейрохирургического отделения НИЗ (Национальных институтов здравоохранения) в Бетесде, штат Мэриленд. Несколькими месяцами позже Билла перевели в эпилептологический центр НИЗ, где он провел шесть недель. Его отправили домой весной 1961‑го, сказав, что для его случая не существует эффективного метода лечения, ни уже проверенного, ни экспериментального.
Тогда Биллу и его жене Ферн рассказали о результатах работы Ван Вагенена [нейрохирург, который впервые провел рассечение мозолистого тела человеку в 1940‑х годах. — Прим. ред.], главным образом с частичным рассечением комиссур мозга. Я высказал предположение, что поможет полное рассечение. Их энтузиазм вдохновил меня обратиться к Филу (моему шефу): у него имелся большой опыт по удалению артериовенозных мальформаций мозолистого тела. Он предложил пять-шесть раз попрактиковаться в морге. К концу лета (в течение которого я снова работал нейрохирургом) мы уверенно овладели техникой операции. В разговорах со Сперри я упирал на то, что это уникальная возможность проверить результаты его экспериментов с кошками и обезьянами на людях и что его направление исследований было крайне важным. Он упомянул, что студент, который вот-вот выпустится из Дартмутского колледжа, провел предыдущее лето в лаборатории и будет рад протестировать человека. Майк Газзанига начал свою аспирантскую работу в сентябре и, как сказал Сперри, жаждал протестировать испытуемого-человека. Мы с ним вскоре подружились и стали вместе планировать экспери-
менты, которые нужно провести до и после операции. Перед ней случилась небольшая задержка, во время которой Билла тестировали в лаборатории Сперри. Во время этой отсрочки у нас также была возможность достаточно полно и подробно зарегистрировать многократные припадки Билла.
Шел период предоперационного тестирования, когда Билл сказал: „Знаете, даже если операция не поможет унять мои припадки, но вы благодаря ей узнаете что‑то новое, это принесет больше пользы, чем что‑либо сделанное мною за долгие годы“.
Его прооперировали в феврале 1962 года. Оглядываясь назад, я думаю, что, если бы тогда в нашем госпитале существовал исследовательский комитет, одобрение членов которого требовалось бы для проведения любой процедуры, эту операцию никогда бы не сделали. В то время глава отделения в одиночку мог принять подобное решение, что, полагаю, напоминало ситуацию в Рочестерском университете в конце 1930‑х».
Наука тогда и сейчас
Тогда, в 1961‑м, жизнь была простой. Или так кажется сейчас. То было время, когда люди уезжали в колледж, усердно учились, поступали в магистратуру или аспирантуру, получали ученую степень, становились постдоками, переходили на оплачиваемую позицию, затем становились профессорами в каком‑нибудь институте. Они проживали жизнь, преследуя свои интересы в интеллектуальной сфере. Сегодня карьерные пути не так четко определены и все больше постдоков уходят в индустрию, просветительскую деятельность, стартапы, зарубежные исследовательские организации и так далее. У многих есть коллеги, приехавшие из‑за рубежа или проведшие там некоторое время. Это все тоже прекрасно, но отличается от прежнего порядка и в социальном смысле более сложно устроено.
Читайте также
В начале 1960‑х некоторые аспекты биологии тоже обманчиво казались простыми. Уотсон и Крик совершили свое прорывное открытие структуры ДНК и ее роли в наследственности. По сегодняшним стандартам молекулярных механизмов, построенная ими модель проста. Гены продуцируют белки, а белки затем выполняют всевозможные функции организма. Раз-два — и вот у вас полный механизм. Он стал известен под названием «центральная догма». Информация перемещалась в одном направлении — от ДНК к белкам, которые затем давали команды организму. Сегодня уже, правда, существуют серьезные расхождения даже по поводу того, что именовать геном, и уж тем более по поводу того, сколько разных взаимодействий существует между молекулами, которые, как считается, составляют звенья некоей причинно-следственной цепи. Чтобы еще усложнить картину, добавим, что информация идет в обоих направлениях: то, что образуется, в свою очередь, влияет на то, как оно образуется. Молекулярные аспекты жизни отражают сложную систему, основанную на петлях обратной связи и множественных взаимодействиях, — в ней нет ничего линейного и простого.
На заре современной науки о мозге обсуждения велись в незатейливых терминах. Нейрон A посылал сигнал нейрону Б, а тот — нейрону В. Информация передавалась по цепочке и каким‑то образом постепенно трансформировалась из ощущений от сенсорных систем в действия, под влиянием внешних подкреплений. Сегодня столь упрощенное описание работы мозга выглядит смешным. Взаимодействия различных сетей мозга так же сложны, как и взаимодействия составляющих их молекул. Построение схемы их работы почти парализующе по своей сложности. Хорошо, что тогда мы этого не осознавали, а то бы никто не отважился взяться за эту работу.
Оглядываясь на те ранние годы, я думаю: исследованию расщепленного мозга на людях сыграло на руку, что его развивал наивнейший из исследователей — я. Я не знал ничего.
Я просто пытался понять проблему, используя собственный словарь и собственную простую логику. Это все, что у меня было помимо нескончаемой энергии. По иронии судьбы то же было верно и для Сперри, самого продвинутого специалиста по нейронауке своей эпохи. Он ранее никогда не работал с людьми в качестве испытуемых, так что мы пробивали путь вперед вместе.
В каком‑то смысле, конечно, мы все понимали, что пациенты с расщепленным мозгом — это пациенты с неврологическими расстройствами, а неврология была уже сформировавшейся областью с богатым словарем. Джо был нашим проводником по минному полю специальных терминов. Обследование пациента с инсультом или дегенеративным заболеванием было надежно отработано и точно описано. Богатая история первых неврологов принесла нам массу информации о том, какая часть мозга за какие когнитивные функции отвечает. Жившие в XIX веке гиганты профессии, Поль Брока и Джон Хьюлингс Джексон, и их коллеги из XX века, такие как нейрохирург Уайлдер Пенфилд и Норман Гешвинд, все сыграли важные роли в развитии медицинской точки зрения на устройство мозга.
Я все еще помню день, когда Джо приехал в Калтех из Мемориальной больницы Уайта, чтобы провести у нас в лаборатории семинар. Он описал наши первые результаты, используя классическую неврологическую терминологию. Хотя это не было абракадаброй, звучало это для меня именно так, и я помню, как сказал об этом Джо и Сперри. Джо был очень открытым и неизменно прогрессивным. Он просто сказал мне: «Хорошо, опиши лучше», и Сперри кивнул в знак согласия. В последующие годы мы это сделали, разработав в наших первых четырех статьях словарь научных терминов для описания происходящего с людьми, которым разделили половины мозга.
Расщепленный мозг: сколько в человеке личностей?
Могут ли люди с разделенным мозгом продолжать оставаться цельными личностями? Вместе с нидерландским психологом Яиром Пинто из Университета Амстердама разбираемся, что такое синдром расщепленного мозга и как люди с этим синдромом воспринимают реальность, если их полушария больше не синхронизируются.
Мозг – это, пожалуй, самая сложная машина во Вселенной. Он состоит из двух полушарий, каждое из которых имеет множество различных модулей. К счастью, все эти отдельные части не являются автономными агентами. Они тесно взаимосвязаны и работают в гармонии, чтобы создать одно уникальное существо: вас.
Но что произойдет, если мы уничтожим эту гармонию? Что делать, если некоторые модули начинают работать независимо от остальных? Интересно, что это не просто мысленный эксперимент. Для некоторых людей это стало реальностью.
У пациентов с так называемым «разделенным мозгом» хирургически рассечено мозолистое тело (магистраль для связи между левым и правым полушариями головного мозга) для прекращения неизлечимой иными способами эпилепсии.
Операция считается эффективной при лечении этого заболевания. Если в одном полушарии начинается нейронная буря, изоляция гарантирует, что она не распространится на другую половину. Однако без мозолистого тела два полушария практически не имеют возможности обмениваться информацией.
Что же происходит с человеком? Производит ли мозг все еще одну личность, если его части больше не синхронизированы? Нейроученые Роджер Сперри и Майкл Газзанига исследовали этот вопрос в еще 60-х и 70-х годах и получили удивительные данные, свидетельствующие о том, что при разделении мозга также происходит и «разделение личности». В 1981 году Сперри получил Нобелевскую премию в медицине за свою работу о разделенном мозге.
Также по теме «Тайна двух полушарий»: Татьяна Черниговская и Юрий Лотман о работе нашего мозга (Киевнаучфильм, 1982 г.)
Благодаря специальному устройству, контролирующему поступление потока визуальной информации в мозг, исследователи стремились доказать, что разделение мозга производит две личности, по одной на полушарие.
Они уже знали, что оба глаза отправляют информацию в оба полушария мозга, которые находятся в сложном взаимодействии друг с другом. Если вы фиксируете одну точку, то все слева от этой точки (левое визуальное поле) обрабатывается правым полушарием, а все справа от вашей точки фиксации (правое поле зрения) обрабатывается левым полушарием. Более того, левое полушарие контролирует правую часть тела и язык, а правое полушарие контролирует левую часть тела и отвечает за визуальное восприятие и обработку лиц.
Когда Сперри и Газзанига активировали стимулы в области правого визуального поля (обработанные левым полушарием), пациент реагировал нормально. Однако когда стимулы были показаны в левом визуальном поле (обработанное «немым» правым полушарием), пациент говорил, что ничего не видит. Но его левая рука нарисовала показанное изображение. Когда его спросили, почему его левая рука сделала это, пациент выглядел озадаченным и ответил, что он не знает.
Что же это означает? Левое полушарие не могло видеть левое визуальное поле, поэтому, когда появился стимул, пациент ответил, что действительно ничего не видит. Тем не менее, правое полушарие увидело стимул и указало на это единственным способом, которым располагало, задействовав левую руку. Вывод, сделанный Сперри и Газзанигой, был ясен: одного пациента с разделенным мозгом фактически следует рассматривать как двух пациентов с однополушарным мозгом на каждого, словно сиамских близнецов. Сперри утверждал, что это выходит далеко за рамки простого любопытства, так как исследование в прямом смысле доказало идею о материальной основе сознания. Если при разделении мозга происходит разделение личности, это фактически опровергает идею существования нематериальной души.
Тем не менее, вопрос остается открытым. Мы должны признать, что пациенты с разделенным мозгом не отличаются от нормальных людей. Если пациент с разделенным мозгом входит в комнату, вы не заметите ничего необычного. И они сами утверждают, что ничего не изменилось, кроме того, что они избавились от ужасных эпилептических припадков. Так что неверно было бы утверждать, что такие люди действительно оказались «расщепленными».
Чтобы попытаться разобраться в этой дилемме, команда доктора Йара Пинто из Амстердамского университета повторно обратилась к этому фундаментальному вопросу. Они проверили двух пациентов с разделенным мозгом, оценив, могут ли те точно реагировать на объекты в левом поле зрения (воспринимаемом правым мозгом), одновременно отвечая устно или реагируя правой рукой (под контролем левого мозга). Исследователи с удивлением обнаружили у этих двух пациентов нечто совершенно иное, чем ранее открыли Сперри и Газзанига. Оба пациента показали полное осознание присутствия и расположения стимулов во всем поле зрения, как справа, так и слева. Когда в левом поле зрения появились стимулы, они практически никогда не говорили или не показывали правой рукой, что ничего не видят. Они точно указывали на появление стимулов и их локацию.
Однако пациенты с разделенным мозгом все еще отличались аномалиями. Они не могли сравнивать стимулы по разные стороны от средней линии визуального поля. Более того, когда в левом поле зрения появлялся стимул, пациент лучше показывал свои визуальные способности (даже когда он отвечал правой рукой или устно!). А когда стимул появлялся в правом поле зрения, пациенту легче давалось его устное обозначение (даже когда отвечал левой рукой).
Основываясь на этих выводах, ученые предложили новую модель синдрома разделенного мозга. По их мнению, при разделении мозга у человека остается все равно только одна личность. Тем не менее, этот человек получает два потока визуальной информации, по одному для каждого поля зрения. И этот человек не может интегрировать два потока. Это похоже на то, что он смотрит фильм, в котором рассинхронизированы не просто звук и изображение, а скорее, вообще присутствуют два видеопотока.
И последнее. В то время как предыдущая модель давала убедительные доказательства материальной основы сознания (разделенный мозг = расщепленная личность), новое понимание, похоже, только углубляет его тайну. Вы разделяете мозг на две половины, и все же у вас сохраняется только один человек. Пока у исследователей остается больше вопросов, чем ясных ответов. Как мозг, состоящий из многих модулей, создает только одну личность? И как пациенты с разделенным мозгом действуют как один человек, при том что его части даже не сообщаются друг с другом?
Источник: When You Split the Brain, Do You Split the Person? / Big Think
Обложка: фрагмент картины Иеронима Босха «Извлечение камня безумия»
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Расщепленный мозг: сколько в человеке личностей?
Могут ли люди с разделенным мозгом продолжать оставаться цельными личностями? Вместе с нидерландским психологом Яиром Пинто из Университета Амстердама разбираемся, что такое синдром расщепленного мозга и как люди с этим синдромом воспринимают реальность, если их полушария больше не синхронизируются. Об этом пишет «Моноклер».
Мозг – это, пожалуй, самая сложная машина во Вселенной. Он состоит из двух полушарий, каждое из которых имеет множество различных модулей. К счастью, все эти отдельные части не являются автономными агентами. Они тесно взаимосвязаны и работают в гармонии, чтобы создать одно уникальное существо: вас.
Но что произойдет, если мы уничтожим эту гармонию? Что делать, если некоторые модули начинают работать независимо от остальных? Интересно, что это не просто мысленный эксперимент. Для некоторых людей это стало реальностью.
У пациентов с так называемым «разделенным мозгом» хирургически рассечено мозолистое тело (магистраль для связи между левым и правым полушариями головного мозга) для прекращения неизлечимой иными способами эпилепсии.
Операция считается эффективной при лечении этого заболевания. Если в одном полушарии начинается нейронная буря, изоляция гарантирует, что она не распространится на другую половину. Однако без мозолистого тела два полушария практически не имеют возможности обмениваться информацией.
Что же происходит с человеком? Производит ли мозг все еще одну личность, если его части больше не синхронизированы? Нейроученые Роджер Сперри и Майкл Газзанига исследовали этот вопрос в еще 60-х и 70-х годах и получили удивительные данные, свидетельствующие о том, что при разделении мозга также происходит и «разделение личности». В 1981 году Сперри получил Нобелевскую премию в медицине за свою работу о разделенном мозге.
Благодаря специальному устройству, контролирующему поступление потока визуальной информации в мозг, исследователи стремились доказать, что разделение мозга производит две личности, по одной на полушарие.
Они уже знали, что оба глаза отправляют информацию в оба полушария мозга, которые находятся в сложном взаимодействии друг с другом. Если вы фиксируете одну точку, то все слева от этой точки (левое визуальное поле) обрабатывается правым полушарием, а все справа от вашей точки фиксации (правое поле зрения) обрабатывается левым полушарием. Более того, левое полушарие контролирует правую часть тела и язык, а правое полушарие контролирует левую часть тела и отвечает за визуальное восприятие и обработку лиц.
Когда Сперри и Газзанига активировали стимулы в области правого визуального поля (обработанные левым полушарием), пациент реагировал нормально. Однако когда стимулы были показаны в левом визуальном поле (обработанное «немым» правым полушарием), пациент говорил, что ничего не видит. Но его левая рука нарисовала показанное изображение. Когда его спросили, почему его левая рука сделала это, пациент выглядел озадаченным и ответил, что он не знает.
Что же это означает? Левое полушарие не могло видеть левое визуальное поле, поэтому, когда появился стимул, пациент ответил, что действительно ничего не видит. Тем не менее, правое полушарие увидело стимул и указало на это единственным способом, которым располагало, задействовав левую руку. Вывод, сделанный Сперри и Газзанигой, был ясен: одного пациента с разделенным мозгом фактически следует рассматривать как двух пациентов с однополушарным мозгом на каждого, словно сиамских близнецов. Сперри утверждал, что это выходит далеко за рамки простого любопытства, так как исследование в прямом смысле доказало идею о материальной основе сознания. Если при разделении мозга происходит разделение личности, это фактически опровергает идею существования нематериальной души.
Тем не менее, вопрос остается открытым. Мы должны признать, что пациенты с разделенным мозгом не отличаются от нормальных людей. Если пациент с разделенным мозгом входит в комнату, вы не заметите ничего необычного. И они сами утверждают, что ничего не изменилось, кроме того, что они избавились от ужасных эпилептических припадков. Так что неверно было бы утверждать, что такие люди действительно оказались «расщепленными».
Чтобы попытаться разобраться в этой дилемме, команда доктора Йара Пинто из Амстердамского университета повторно обратилась к этому фундаментальному вопросу. Они проверили двух пациентов с разделенным мозгом, оценив, могут ли те точно реагировать на объекты в левом поле зрения (воспринимаемом правым мозгом), одновременно отвечая устно или реагируя правой рукой (под контролем левого мозга). Исследователи с удивлением обнаружили у этих двух пациентов нечто совершенно иное, чем ранее открыли Сперри и Газзанига. Оба пациента показали полное осознание присутствия и расположения стимулов во всем поле зрения, как справа, так и слева. Когда в левом поле зрения появились стимулы, они практически никогда не говорили или не показывали правой рукой, что ничего не видят. Они точно указывали на появление стимулов и их локацию.
Однако пациенты с разделенным мозгом все еще отличались аномалиями. Они не могли сравнивать стимулы по разные стороны от средней линии визуального поля. Более того, когда в левом поле зрения появлялся стимул, пациент лучше показывал свои визуальные способности (даже когда он отвечал правой рукой или устно!). А когда стимул появлялся в правом поле зрения, пациенту легче давалось его устное обозначение (даже когда отвечал левой рукой).
Основываясь на этих выводах, ученые предложили новую модель синдрома разделенного мозга. По их мнению, при разделении мозга у человека остается все равно только одна личность. Тем не менее, этот человек получает два потока визуальной информации, по одному для каждого поля зрения. И этот человек не может интегрировать два потока. Это похоже на то, что он смотрит фильм, в котором рассинхронизированы не просто звук и изображение, а скорее, вообще присутствуют два видеопотока.
И последнее. В то время как предыдущая модель давала убедительные доказательства материальной основы сознания (разделенный мозг = расщепленная личность), новое понимание, похоже, только углубляет его тайну. Вы разделяете мозг на две половины, и все же у вас сохраняется только один человек. Пока у исследователей остается больше вопросов, чем ясных ответов. Как мозг, состоящий из многих модулей, создает только одну личность? И как пациенты с разделенным мозгом действуют как один человек, при том что его части даже не сообщаются друг с другом?