Lateralizacja funkcji mózgu - Lateralization of brain function

Mózg ludzki jest podzielony na dwie półkule – lewą i prawą. Naukowcy nadal badają, w jaki sposób niektóre funkcje poznawcze są zdominowane przez jedną lub drugą stronę; czyli jak są lateralizowane .

Lateralizacja funkcji mózgu jest tendencja pewnych funkcji nerwowych lub procesów poznawczych specjalizują jednej strony mózgu lub inne. Przyśrodkowej wzdłużna szczelina oddziela ludzkiego mózgu na dwie odrębne półkul mózgowych , połączony przez modzelowatego . Chociaż makrostruktura obu półkul wydaje się być prawie identyczna, różny skład sieci neuronowych pozwala na wyspecjalizowane funkcje, które są różne w każdej półkuli.

Lateralizacja struktur mózgowych opiera się na ogólnych trendach wyrażanych u zdrowych pacjentów; istnieje jednak wiele kontrprzykładów dla każdego uogólnienia. Mózg każdego człowieka rozwija się inaczej, co prowadzi do wyjątkowej lateralizacji u poszczególnych osób. Różni się to od specjalizacji, ponieważ lateralizacja dotyczy tylko funkcji jednej struktury podzielonej między dwie półkule. Specjalizacja jest znacznie łatwiejsza do zaobserwowania jako trend, ponieważ ma silniejszą historię antropologiczną .

Najlepszym przykładem ustalonej lateralizacji jest obszar Broca i Wernickego , gdzie oba są często spotykane wyłącznie na lewej półkuli. Od tego czasu kwestionowano lateralizację funkcji, takich jak semantyka , intonacja , akcentowanie i prozodia , i stwierdzono, że ma ona podłoże neuronalne w obu półkulach. Innym przykładem jest to, że każda półkula mózgu reprezentuje jedną stronę ciała. W móżdżku jest to ta sama strona ciała, ale w przodomózgowiu jest to głównie strona kontralateralna .

Funkcje lateralne

Język

Funkcje językowe, takie jak gramatyka, słownictwo i znaczenie dosłowne, są zazwyczaj zwrócone do lewej półkuli, zwłaszcza u osób praworęcznych. Podczas gdy produkcja języka jest lewostronna u 90% praworęcznych, jest bardziej obustronna, a nawet prawostronna u około 50% leworęcznych.

Okolice Broca i Wernickego , związane odpowiednio z wytwarzaniem mowy i rozumieniem mowy, znajdują się w lewej półkuli mózgu u około 95% praworęcznych, ale około 70% leworęcznych. Osoby mówiące wieloma językami demonstrują oddzielne obszary mowy dla każdego języka.

Przetwarzanie sensoryczne

Przetwarzanie podstawowych informacji sensorycznych jest zlateralizowane poprzez podział na lewą i prawą stronę ciała lub przestrzeń wokół ciała.

W widzeniu około połowa neuronów nerwu wzrokowego z każdego oka krzyżuje się na przeciwną półkulę, a około połowa nie przechodzi na półkulę po tej samej stronie. Oznacza to, że lewa strona pola widzenia jest przetwarzana w dużej mierze przez korę wzrokową prawej półkuli i odwrotnie dla prawej strony pola widzenia.

Podczas słyszenia około 90% neuronów nerwu słuchowego z jednego ucha krzyżuje się do kory słuchowej przeciwnej półkuli.

W sensie dotyku większość neuronów ze skóry przechodzi do kory somatosensorycznej przeciwnej półkuli.

Ze względu na ten funkcjonalny podział lewej i prawej strony ciała oraz otaczającej je przestrzeni, przetwarzanie informacji w korze czuciowej jest zasadniczo identyczne. Oznacza to, że przetwarzanie bodźców wzrokowych i słuchowych, manipulacja przestrzenna, percepcja twarzy i zdolności artystyczne są reprezentowane obustronnie. Estymacja numeryczna, porównanie i obliczenia online zależą od obustronnych regionów ciemieniowych, podczas gdy dokładne obliczenia i wyszukiwanie faktów są związane z lewymi regionami ciemieniowymi, być może ze względu na ich powiązania z przetwarzaniem językowym.

Systemy wartości

Zamiast być tylko serią miejsc, w których występują różne moduły mózgu, występują podobieństwa w rodzaju funkcji obserwowanych po każdej stronie, na przykład w jaki sposób upośledzenie zdolności rysowania po prawej stronie powoduje, że pacjenci rysują części przedmiotu z całkowicie niespójnym relacji, lub gdzie rodzaj uszkodzenia po lewej stronie obserwowany w zaburzeniach językowych nie uszkadza zdolności pacjenta do uchwycenia znaczenia intonacji w mowie. Doprowadziło to do tego, że brytyjski psychiatra Iain McGilchrist postrzegał dwie półkule jako posiadające różne systemy wartości , przy czym lewa półkula ma tendencję do redukowania złożonych kwestii, takich jak etyka, do zasad i środków, a prawa półkula jest nastawiona do holistycznego i metaforycznego.

Znaczenie kliniczne

Depresja jest powiązana z nadaktywną prawą półkulą, z dowodami na wybiórcze zaangażowanie w „przetwarzanie negatywnych emocji, pesymistycznych myśli i niekonstruktywnych stylów myślenia”, a także czujnością, pobudzeniem i autorefleksją oraz względnie hipoaktywną lewą półkulą, „szczególnie zaangażowaną w przetwarzania przyjemnych doświadczeń” i „stosunkowo bardziej zaangażowany w procesy decyzyjne”. Dodatkowo, „zmiany na lewej półkuli powodują błąd lub błąd odpowiedzi, podczas gdy zmiany na prawej półkuli powodują błąd lub błąd odpowiedzi”. W urojeniowe zespoły błędnej identyfikacji , reduplicative paramnesia i zespół capgrasa są często wynikiem zmian prawej półkuli.

Uszkodzenie półkuli

Uszkodzenie prawej lub lewej półkuli i wynikające z tego ubytki dają wgląd w funkcję uszkodzonego obszaru. Uszkodzenie lewej półkuli ma wiele wpływów na produkcję i percepcję języka. Uszkodzenia lub zmiany w prawej półkuli mogą skutkować brakiem prozodii emocjonalnej lub intonacji podczas mówienia. Uszkodzenie prawej półkuli ma również poważny wpływ na rozumienie dyskursu. Osoby z uszkodzeniem prawej półkuli mają zmniejszoną zdolność do generowania wniosków, rozumienia i tworzenia głównych pojęć oraz zmniejszoną zdolność do zarządzania alternatywnymi znaczeniami. Co więcej, osoby z uszkodzeniem prawej półkuli często wykazują dyskurs, który jest nagły i pobieżny lub gadatliwy i przesadny. Mogą również mieć pragmatyczne braki w sytuacjach zmiany kolejności, utrzymywania tematu i dzielenia się wiedzą.

Boczne uszkodzenie mózgu może również wpływać na wzrokową percepcyjną rozdzielczość przestrzenną. Osoby z uszkodzeniem lewej półkuli mogą mieć zaburzoną percepcję wysokiej rozdzielczości lub szczegółowych aspektów obrazu. Osoby z uszkodzeniem prawej półkuli mogą mieć zaburzone postrzeganie aspektów obrazu o niskiej rozdzielczości lub w dużym obrazie.

Plastyczność

Jeśli określony obszar mózgu, a nawet cała półkula, ulegnie uszkodzeniu lub zniszczeniu, jego funkcje może czasami przejąć sąsiedni obszar na tej samej półkuli lub odpowiedni obszar na drugiej półkuli, w zależności od uszkodzonego obszaru i stanu pacjenta. wiek. Gdy uraz zakłóca ścieżki z jednego obszaru do drugiego, mogą powstać alternatywne (pośrednie) połączenia, aby przekazywać informacje z oddzielonymi obszarami, pomimo nieefektywności.

Afazja Broki

Afazja Broki jest specyficznym typem afazji ekspresyjnej i jest tak nazwana ze względu na afazję, która wynika z uszkodzenia lub zmian chorobowych w obszarze mózgu Broki , który występuje najczęściej w lewej dolnej półkuli czołowej. Zatem afazja, która rozwija się z braku funkcjonowania obszaru Broca, jest afazją ekspresyjną i niepłynną. Nazywa się to „niepłynnym” ze względu na problemy, które pojawiają się, ponieważ obszar Broca ma kluczowe znaczenie dla wymowy i produkcji języka. Obszar ten kontroluje niektóre motoryczne aspekty wytwarzania mowy i artykulacji myśli na słowa i jako takie zmiany w obszarze powodują specyficzną afazję niepłynną.

Afazja Wernickego

Afazja Wernickego jest wynikiem uszkodzenia obszaru mózgu, który zwykle znajduje się w lewej półkuli nad szczeliną Sylviana . Uszkodzenie tego obszaru powoduje przede wszystkim deficyt rozumienia języka. Podczas gdy oszczędzona jest umiejętność płynnego mówienia z normalną intonacją melodyczną , język produkowany przez osobę z afazją Wernickego jest najeżony błędami semantycznymi i może brzmieć dla słuchacza bezsensownie. Afazja Wernickego charakteryzuje się parafazami fonemicznymi, neologizmem lub żargonem. Inną cechą osoby z afazją Wernickego jest to, że nie przejmują się popełnianymi błędami.

Społeczeństwo i kultura

Niewłaściwe zastosowanie

Rażące uproszczenie półkulistości

Terence Hines twierdzi, że badania nad lateralizacją mózgu są ważne jako program badawczy, chociaż promotorzy komercyjni stosowali je do promowania przedmiotów i produktów daleko poza implikacjami badań. Na przykład implikacje badań nie mają wpływu na interwencje psychologiczne, takie jak odczulanie i ponowne przetwarzanie ruchów gałek ocznych (EMDR) i programowanie neurolingwistyczne , sprzęt do treningu mózgu lub trening zarządzania.

Popularna psychologia

Nadmierne uproszczenie lateralizacji w psychologii pop. To przekonanie było szeroko rozpowszechnione nawet w środowisku naukowym przez kilka lat.

Niektóre popularyzacje nadmiernie upraszczają naukę o lateralizacji, przedstawiając funkcjonalne różnice między półkulami jako bardziej bezwzględne niż w rzeczywistości. Co ciekawe, badania wykazały zupełnie odwrotną funkcję lateralizacji mózgu, tj. lewa półkula twórczo i chaotycznie powiązana między pojęciami a prawą półkulą ma tendencję do trzymania się określonej daty i czasu, chociaż generalnie trzyma się wzorca lewej półkuli jako interpretacji językowej i prawej półkuli jako przestrzeni -czasowy.

Różnice płci

W XIX i w mniejszym stopniu w XX uważano, że każda półkula mózgu kojarzy się z określoną płcią: lewa odpowiadająca męskości, prawa kobiecości, a każda połowa może funkcjonować niezależnie. Prawa półkula mózgu była postrzegana jako gorsza i uważana za widoczną u kobiet, dzikusów, dzieci, przestępców i szaleńców. Doskonałym tego przykładem w literaturze beletrystycznej jest Dziwna sprawa doktora Jekylla i pana Hyde'a Roberta Louisa Stevensona .

Przewaga ewolucyjna

Powszechna lateralizacja wielu kręgowców sugeruje przewagę ewolucyjną związaną ze specjalizacją każdej półkuli.

Historia

Broca

Jedna z pierwszych oznak lateralizacji funkcji mózgu była wynikiem badań francuskiego lekarza Pierre'a Paula Broca w 1861 roku. Jego badania dotyczyły pacjenta płci męskiej o pseudonimie „Tan”, który cierpiał na deficyt mowy ( afazja ); „tan” było jednym z niewielu słów, które potrafił wyartykułować, stąd jego przydomek. Podczas autopsji Tan Broca ustalił, że ma syfilityczną zmianę w lewej półkuli mózgu. Ten obszar lewego płata czołowego mózgu (obszar Broki ) jest ważnym obszarem produkcji mowy. Motoryczne aspekty deficytów produkcji mowy spowodowane uszkodzeniem obszaru Broki są znane jako afazja ekspresyjna . W ocenie klinicznej tego typu afazji pacjenci mają trudności z wydawaniem mowy.

Wernicke

Niemiecki lekarz Karl Wernicke kontynuował badania Broki, badając deficyty językowe w przeciwieństwie do afazji ekspresyjnej. Wernicke zauważył, że nie każdy deficyt dotyczył produkcji mowy; niektóre były językowe. Odkrył, że uszkodzenie lewego tylnego górnego zakrętu skroniowego ( obszar Wernickego ) powodowało raczej deficyty rozumienia języka niż zaburzenia produkcji mowy, zespół znany jako afazja receptywna .

Obrazowanie

Te przełomowe prace dotyczące specjalizacji półkuli zostały wykonane na pacjentach lub mózgach pośmiertnych, co rodzi pytania o potencjalny wpływ patologii na wyniki badań. Nowe metody umożliwiają porównanie półkul in vivo u zdrowych osobników. W szczególności rezonans magnetyczny (MRI) i pozytonowa tomografia emisyjna (PET) są ważne ze względu na ich wysoką rozdzielczość przestrzenną i zdolność do obrazowania podkorowych struktur mózgu.

Ruch i doznania

W latach czterdziestych neurochirurg Wilder Penfield i jego kolega neurolog Herbert Jasper opracowali technikę mapowania mózgu, aby pomóc zmniejszyć skutki uboczne spowodowane operacją leczenia padaczki . Stymulowali korę ruchową i somatosensoryczną mózgu małymi prądami elektrycznymi, aby aktywować odrębne obszary mózgu. Odkryli, że stymulacja kory ruchowej jednej półkuli powoduje skurcz mięśni po przeciwnej stronie ciała. Co więcej, funkcjonalna mapa kory ruchowej i czuciowej jest dość spójna w zależności od osoby; Rezultatem były słynne zdjęcia Penfielda i Jaspera przedstawiające homunculusy motoryczne i sensoryczne .

Pacjenci z rozszczepionym mózgiem

Badania Michaela Gazzanigi i Rogera Wolcotta Sperry'ego w latach 60. na pacjentach z rozszczepionym mózgiem doprowadziły do ​​jeszcze lepszego zrozumienia funkcjonalnej lateralizacji. Pacjenci z rozszczepionym mózgiem to pacjenci, którzy przeszli kalozotomię ciała modzelowatego (zwykle w leczeniu ciężkiej padaczki), przecięcie dużej części ciała modzelowatego . Ciało modzelowate łączy dwie półkule mózgu i umożliwia im komunikację. Kiedy te połączenia są przecinane, dwie połówki mózgu mają zmniejszoną zdolność komunikowania się ze sobą. Doprowadziło to do wielu interesujących zjawisk behawioralnych , które pozwoliły Gazzaniga i Sperry zbadać wkład każdej półkuli w różne procesy poznawcze i percepcyjne. Jednym z ich głównych odkryć było to, że prawa półkula była zdolna do podstawowego przetwarzania języka, ale często nie miała zdolności leksykalnych ani gramatycznych. Eran Zaidel również badał takich pacjentów i znalazł dowody na to, że prawa półkula ma przynajmniej pewne zdolności syntaktyczne.

Język jest zlokalizowany głównie na lewej półkuli. Podczas gdy lewa półkula okazała się być bardziej zoptymalizowana pod kątem języka, prawa półkula ma zdolność wyrażania emocji, takich jak sarkazm, które mogą wyrażać prozodię w zdaniach podczas mówienia. Według Shepparda i Hillisa „prawa półkula ma kluczowe znaczenie dla postrzegania sarkazmu (Davis i in., 2016), integrowania kontekstu wymaganego do zrozumienia metafory, wnioskowania i humoru, a także rozpoznawania i wyrażania afektywnej lub emocjonalnej prozodii – zmian w wysokości tonu. , rytm, tempo i głośność, które przekazują emocje”. Jeden z eksperymentów przeprowadzonych przez Gazzanigę dotyczył pacjenta płci męskiej z rozszczepionym mózgiem siedzącego przed ekranem komputera, mając słowa i obrazy prezentowane po obu stronach ekranu, a bodźce wzrokowe trafiały do ​​prawego lub lewego pola widzenia. a zatem odpowiednio lewą lub prawą półkulę mózgową. Zaobserwowano, że jeśli pacjentowi przedstawiono obraz w lewym polu widzenia (prawego mózgu), zgłosiłby, że nic nie widzi. Jeśli był w stanie wyczuć pewne przedmioty, mógł dokładnie wybrać właściwy przedmiot, mimo że nie był w stanie zwerbalizować tego, co zobaczył.

Dodatkowe obrazy

• 

  Komory mózgu i zwoje podstawy. Doskonały widok. Przekrój poziomy. Głębokie rozwarstwienie

• 

  Komory mózgu i zwoje podstawy. Doskonały widok. Przekrój poziomy. Głębokie rozwarstwienie

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Lewy mózg, prawy mózg? Zło

Bibliografia

Dalsze zasoby