Специализированные области мозга
Состоит ли кора головного мозга из десятков отдельных областей, образованных клетками одного вида и занятых выполнением той или иной специальной функции? 1акое представление значительно повлияла на наше понимание работы мозга, однако ей противостоит другая теория: взаимосвязанные области мозга работают вместе.
Представление о том, что мыслительные (когнитивные) функции локализуются в специфических областях мозга, называется «функциональной модульностью», или «локализацией мозговой функции». Оно восходит к XVIII веку, когда Франц Йозеф Галль развил френологию — систему, в которой черты личности увязывались с формой, размером и местоположением шишек на черепе. Весь XIX век френология пользовалась большой популярностью, но от нее как от псевдонауки в конце концов отказались.
Локализация мозговых функций набрала научной убедительности примерно к середине XIX века — благодаря работам двух неврологов, заметивших, что у пациентов с речевыми трудностями были поражены определенные участки мозга. Один из этих неврологов — Пьер-Поль Брока, он изучал пациентов, переживших инсульт. Брока исследовал мозг пациентов после их смерти и заметил, что у всех повреждена одна и та же часть мозга — левая лобная доля. Эта область получила название центр Брока, а неспособность говорить после инсульта — афазия Брока.
Примерно через десять лет немецкий врач Карл Вернике исследовал пациентов-инсультников, утерявших способность понимать устную речь. Изучив их мозг, он заметил, что все повреждения — в другой специфической области. Ныне эта область называется центром Вернике, он расположен в левой височной доле, а неспособность понимать устную речь после инсульта иногда именуют афазией Вернике.
Поля Бродмана
В первой половине ХХ века немецкий анатом Корбиниан Бродман систематически анализировал и сравнивал кору головного мозга человека, обезьяны и различных других видов млекопитающих. Он вскрывал ткани разных частей коры, окрашивал их по методике Ниссля и изучал их внутреннюю структуру под микроскопом. Хотя кора головного мозга имеет единую слоистую структуру, Бродман заметил тонкие различия. В некоторых областях одни слои были выражены отчетливее других, а нейроны в них расположены плотнее.
Кроме того, Бродман обратил внимание, что эти различия в клеточной структуре определяют границы между соседними областями. Основываясь на этих наблюдениях, он разделил кору головного мозга человека на 43 выраженные области и в 1909 году опубликовал свою карту. Карта Бродмана была в ходу весь прошлый век и остается значимой поныне. Первичная двигательная кора, например, частенько именуется четвертым полем Бродмана, а первичная зрительная кора также известна как поле 17.
«Великое множество особым образом обустроенных структурных областей предполагает особое разделение самостоятельных функций» Корбиниан Бродман (1868-1918), немецкий невролог
Исследователи при помощи современных методик подтвердили изначальные наблюдения Бродмана, однако выяснили и многие новые подробности, уточнившие первые карты. К примеру, Бродман перечислил пять полей в мозге обезьяны (поля 17-21), относящихся к обработке зрительной информации, а современные анатомические и психологические методы показывают, что эти области можно поделить на 40 выраженных зон, и у каждой — своя функция.
Работает все и разом
Некоторые исследователи критиковали представление о коре головного мозга как о совокупности отдельных специализированных областей и предпочитали идею «распределенной обработки». Этой позиции придерживался физиолог Карл Лэшли. В 1920-х годах Лэшли произвел серию знаменитых экспериментов с целью выяснить, где именно в мозге хранятся воспоминания. Он обучил крыс находить выход из лабиринта, после чего повреждал разные части коры их мозга, пытаясь тем самым стереть память.
Он обнаружил, что крысы все равно всегда выбирались из лабиринта, независимо от поражений мозга. Основываясь на этом наблюдении, Лэшли заключил, что функция памяти не локализована в конкретной области коры, а распределена по всему мозгу.
Также было замечено, что некоторые области мозга, вроде бы специализирующиеся на определенных функциях — например, обработке зрительной или звуковой информации, — могут решать и другие задачи. Возьмем результаты одного исследования, опубликованные в 2012 году: они показали, что у врожденно глухих людей слуховая кора, которая обычно занята усвоением звуковой информации, может обрабатывать осязательные и зрительные данные. И все же функциональная модульность и распределенная обработка не исключают друг друга. Разумеется, современный взгляд на работу мозга — комбинация этих двух представлений. Неврологи полагают, что мозг работает в режиме, как они это называют, «массово-параллельного распределенного процессора», с многочисленными сетями, срабатывающими вместе и производящими наши мысли и действия. Иными словами, мозг все-таки содержит участки, занятые выполнением особых задач, однако эти отдельные участки мозга действуют не сами по себе. Напротив, каждый следует воспринимать как узел сети, распределенной по всему мозгу или в пределах отдельных его областей.
Каждая сеть состоит из сложных, связанных между собой участков мозга, сообща работающих над кодированием определенного вида информации или над производством тех или иных действий. Внутри каждой такой сети данные перерабатываются серийно или передаются от одной области к другой, и обработка происходит последовательно. Эти многосоставные сети, вероятно, работают одновременно, а на более высоком уровне организации деятельность таких многосоставных цепей собирается воедино, из чего получается суммарный порядок деятельности, а из него, в свою очередь, — наши мысли и поступки.
Знать меня, знать тебя
Особенное значение для межчеловеческого общения имеют лица, хотя по-прежнему обсуждается, обращается ли мозг с лицами как с особыми раздражителями или же они просто подкатегория объектов. Веретенообразная лицевая область, расположенная на нижней поверхности височной доли, очень избирательно реагирует на лица, из чего может следовать, что она специализируется на распознавании лиц и что лица — да, особая история. Повреждение веретенообразной лицевой или прилегающих областей вызывает прозопагнозию, или лицевую слепоту, — расстройство, при котором у пациента отказывает способность различать лица. В предельных случаях страдающие прозопагнозией не в состоянии узнать даже себя в зеркале или на фотографиях. В книге «Человек, который принял жену за шляпу» невролог Оливер Сакс описал случай одного сельского жителя, который прежде умел различать своих коров по мордам, но в результате поражения мозга утерял эту способность.
