Мозг изучают многие, но пока известно про него недостаточно. Некоторые болезни, например тяжёлые формы эпилепсии, удаётся вылечить лишь разорвав связи между двумя полушариями. Изучение людей, которым сделали такую операцию, дало немало информации о том, как функционирует мозг.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №2(42). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

В нашем теле почти всего по паре. Через него мысленно можно провести линию от головы до пяток, и справа от этой линии будет то же самое, что слева, — это называется двусторонняя, или билатеральная, симметрия. В головном мозге почти все структуры тоже парные. Это касается и его больших полушарий. Они, как и глубже лежащие и более древние его области, взяли на себя контроль за разными сторонами тела. Правое полушарие отвечает за левую сторону, левое — наоборот, за правую.

Полушария, как и половины тела, всё-таки не абсолютно одинаковы. У большого процента людей левое полушарие доминирует над правым, а значит, они совершают больше действий правой рукой, шаг правой ноги у них чуть длиннее, чем левой, и так далее…

Правши и левши существовали уже десятки тысяч лет назад. Доисторические Homo sapiens и их соседи неандертальцы обрабатывали некоторые предметы, например куски кожи, так: один конец клали в зубы, а второй брали рукой и натягивали. Орудием в другой руке отрезали куски, а чтобы было удобнее, поворачивали голову в противоположную сторону. От этого на зубах возникали борозды, развёрнутые в определённом направлении. У большинства находок следы на зубах указывают, что древние люди держали орудия чаще правой рукой, то есть были правшами.

А в 2016 году исследователи из нескольких университетов Испании, Южной Африки, Италии и США обнаружили аналогичные следы на зубах такого древнего Homo, как человек умелый возрастом 1,8 миллиона лет.

Человек умелый — правша отрывает куски от предмета, зажимая его зубами и левой рукой, а каменный скребок держа в правой. Борозды от регулярного использования зубов как тисков, в которых предмет всегда повёрнут одинаковым образом, имеют одно и то же направление.

Правда, до недавнего по геологическим меркам времени никто не знал, почему одни люди левши, а другие правши и правшей больше. Догадки стали появляться, когда люди осознали связь между нервной системой и движениями — в XVIII–XIX веках. Тогда родилась мысль, что разные участки мозга могут отвечать за действия разных рук и прочих конечностей. Но этот подход — локализационизм — оспаривали представители другого течения — эквипотенциализма. Они говорили, что в мозге всё отвечает за всё, и для правильного функционирования важно только, сколько нервных клеток есть у организма.

Сейчас мы знаем, что обе точки зрения верны, но только для разных функций и в разных случаях. Многие клетки выполняют чётко заданные функции, но если их не станет, «соседи» в ряде случаев смогут взять чужую работу на себя. Это называется пластичностью мозга, у детей и подростков она особенно велика.

В любом случае локализационистам требовалось показать хотя бы на примере одной группы клеток мозга, что она занимается чем-то, что никто, кроме неё, делать не может. И доказательство нашлось в 1860‑х годах. Французский врач Поль Брока работал с пациентами с неврологическими нарушениями. У некоторых из них в результате сифилиса, инсульта или черепно-мозговых травм была повреждена часть лобной доли одного из полушарий. Брока заметил, что все «левополушарные» больные, в отличие от «правополушарных», теряли способность складывать слова в предложения, хотя прекрасно понимали, что им говорят, и их интеллект в результате повреждения не снижался.

Поражение зоны Брока у пациента по имени Лелонг. Изучив его мозг, учёный пришёл к выводу, что за способность к связной речи отвечает именно эта зона, и даже воскликнул: Nous parlons avec l'hemisphere gauche! («Мы говорим левым полушарием!»).

После смерти некоторых больных Брока препарировал их головной мозг и отмечал патологии в его строении. Те, у кого нарушалась речь, то есть наблюдалась афазия, имели повреждения одного и того же участка коры лобной доли левого полушария. Этот участок впоследствии назвали зоной Брока. Травма зеркально расположенных тканей правого полушария не вызывала афазии, поэтому Брока заключил, что «центр речи» у людей находится только в левом полушарии.

Чуть позже немецкий невропатолог Карл Вернике обнаружил, что люди теряют способность понимать свою и чужую речь, если у них нарушена структура одного из участков височной доли — и снова левого полушария! Оказалось, «центров речи» в левом полушарии как минимум два: один позволяет сказать, а другой — понять сказанное. Это зона Брока и зона Вернике соответственно. Они соединены «канатом» из нервных волокон, получившим название аркуатный пучок.

А что же тогда делают клетки на месте зоны Брока и зоны Вернике в правом полушарии? Исследования больных с травмами мозга, а также электроэнцефалография (ЭЭГ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) показали, что эти участки мозга отвечают за восприятие и воспроизведение мелодий. Но так бывает не всегда. У небольшого процента людей центры речи располагаются в правом полушарии. Таких уникумов немало среди билингвов и трилингвов — людей, в совершенстве говорящих на двух и трёх языках соответственно. Один язык они «учат» левым полушарием, а другой могут «узнать» правым. Поэтому если центр речи с одной стороны у них повреждается, они всё равно сохраняют способность говорить на одном из языков.

Если центры речи лежат в левом полушарии, получается, что правое в каком-то смысле не умеет разговаривать. Но как понять, что оно чувствует? Как отделить его реакции от реакций левого полушария?

На эти вопросы ответили американские нейробиологи и психологи Роджер Сперри, Майкл Газзанига и Джозеф Леду в 1960–1970‑х годах. Сперри вначале проводил опыты с кошками и макаками, которым перерезали мозолистое тело — сложносоставный пучок волокон, идущих из одного полушария в другое. В дополнение к этому животным иногда повреждали переднюю комиссуру — связку между полушариями более скромных размеров. А потом смотрели, как изменится поведение испытуемых. Кроме того, Сперри придумал показывать двум полушариям разные стимулы: ставить перед носом животного непрозрачную перегородку и по обе стороны от неё класть разные предметы. После экспериментатор проверял, какие из них запомнились, а какие нет.

Но, конечно, интереснее были опыты на людях с перерезанным мозолистым телом: ведь люди могут сказать, что они видели, а что нет. Разумеется, нарочно проводить такую операцию — расщепление мозга — экспериментаторы не могли: это негуманно. Но Сперри, а затем и Газзанига с Леду искали тех, кому расщепили мозг в медицинских целях. Мозолистое тело порой перерезают, если человек страдает эпилептическими припадками, затрагивающими целое полушарие, а лекарства не помогают. Нарушение целостности мозолистого тела мешает патологически высокой активности нейронов перекинуться с одного полушария на другое и вызвать ещё более сильный припадок.

Пациентам с расщеплённым мозгом, как и кошкам и макакам, показывали два объекта: один — правому полушарию, другой — левому. Затем оба предмета убирали, отодвигали перегородку и просили человека сказать, что он видел. Испытуемые называли тот предмет, который предъявляли их левому полушарию. Его показывали правому глазу, так как пути передачи зрительной информации в мозге перекрещиваются. Ну а если левому полушарию ничего не показывали, то даже если правому что-то и предъявляли, человек отвечал, что ничего не видел.

Хотя правое полушарие не имело возможности поведать о своих ощущениях, оно могло показать на нужный предмет левой рукой. Поэтому если пациента просили указать на увиденные им чуть раньше предметы, руками он верно выбирал картинки.

Похожие эксперименты Сперри, Газзанига и Леду проводили сотни раз, и казалось, что они уже не дают новой информации. Но в какой-то момент Майклу Газзаниге пришла в голову идея, как усложнить тест. По его задумке, надо было демонстрировать каждому полушарию своё изображение, потом просить испытуемого каждой рукой выбрать фото предмета, наиболее тесно связанного по смыслу с увиденным, а после этого отодвинуть перегородку и предложить словами объяснить выбор. То есть левое полушарие должно было рассказать о том, о чём не имело представления.

Вот классический пример. Правое полушарие видело заснеженный пейзаж, а левое — лапу курицы. Правое полушарие посредством левой руки выбрало лопату: этим предметом можно разгребать снег. Но левое полушарие было не в курсе этой логической цепочки. И вместо того чтобы признаться в этом, оно моментально придумало нелепое объяснение: «потому что лопатой чистят курятник».

Подобные ситуации повторялись вновь и вновь с разными испытуемыми. Левое полушарие будто не хотело признаваться, что чего-то не знает, и находило причины для всех поступков «хозяина». Неважно, насколько эти причины были глупыми. Поэтому Майкл Газзанига назвал левое полушарие интерпретатором. Получается, в природе человека заложено искать объяснения всему на свете, в первую очередь собственным действиям.

Правда, Газзанига не выяснил, какая именно часть левого полушария так стремится объяснить все действия человека. Скорее всего, внутри интерпретатора есть несколько модулей с разделением труда.

Также Леду и Газзанига уточнили, что у человека делает передняя комиссура. Её при операциях по рассечению мозолистого тела обычно не трогают, так что у испытуемых она была цела и служила единственным источником связи двух полушарий. Выяснилось, что передняя комиссура передаёт информацию об эмоциях. Это показали эксперименты, когда правому полушарию показывали страшные видео, как один человек толкает другого в огонь, а левому — нейтральные записи. После таких опытов испытуемым было не по себе, хотя они не могли словами объяснить причины страха.

«Не знаю почему, но я чувствую себя напуганной. Как-то мне неспокойно… Я знаю, что мне нравится доктор Газзанига, но прямо сейчас я как будто боюсь его».

Чтобы увидеть ряд различий между полушариями, не обязательно повреждать мозг. Левое и правое полушария могут различаться по степени электрической активности — это выявляет ЭЭГ, или по тонусу кровеносных сосудов и их наполнению — это выявляет фМРТ. Опыты с использованием этих методик показали, что каждое полушарие специализируется на конкретных вариантах восприятия и движений. Это называют функциональной асимметрией.

После того как информация о функциональной асимметрии пошла в народ, она породила ряд заблуждений. Появились курсы по «правополушарному рисованию», книги, якобы обучающие, как думать правым полушарием вместо левого, и многое другое. И тут наше левое полушарие-интерпретатор должно было бы напомнить, что две половины мозга нам даны не просто так, а по какой-то причине, и развивать одно невозможно без второго — если, конечно, у вас не расщеплён мозг. Ну и потом, между функциями двух полушарий всё же гораздо больше пересечений, чем различий.