«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».
Ф. Г. Добржанский.
По решению Всемирной федерации неврологии ежегодно 22 июля отмечается Всемирный день мозга.
В основном, прогресс в изучении мозга связан с использованием современных методов исследования и различных психологических тестов. Благодаря им удалось определить локализацию центров мозга, ответственных за выполнение определенных функций или за возникновение тех или иных болезней. Но несмотря на прогресс в области медицины, головной мозг продолжает оставаться для науки загадкой. Высказывание создателя науки о высшей нервной деятельности, физиолога И. П. Павлова: «Если не имеешь в голове идеи, – не увидишь фактов», – прекрасное тому подтверждение. Одной из ключевых проблем является латерализация мозга – то есть асимметрия в строении и функционировании полушарий. В статье от 13 августа 2022 года к Дню Левши мы рассказали, как теории пола и асимметрии В. Геодакяна позволяют ответить на загадки леворукости. Эта статья посвящена эволюции мозга, тому, где он хранит и перерабатывает новую информацию и как это связано с полом.
Что непонятно
Хотя исследования по специализации полушарий ведутся уже более 100 лет и по многим направлениям достигнут значительный прогресс, причины специализации полушарий по-прежнему не ясны. Непонятно, почему какие-то функции локализованы в правом, другие – в левом, а третьи – в обоих полушариях. Нет единой трактовки половых различий в морфологии, физиологии мозга и, как следствие, в поведении и психологии мужчин и женщин. Поскольку асимметрия мозга присутствует не только у человека и высших приматов, но даже у рыб, пчел и муравьев, все «человеческие» теории можно признать как минимум неполными.
Право- или левополушарность, как и право-леворукость – это проявления латеральной (право-левой) асимметрии. Асимметрия наблюдается и по другим парным органам, из которых руки наиболее заметны. Понятно, что асимметрия мозга – это только часть более общей проблемы асимметрии и тесно связана с эволюцией живых существ.
Известно, что в процессе эволюции асимметрия живых существ определяется свойствами среды обитания и закономерно растет. Аналогично растет их сложность и прогрессивность. По мнению советского зоолога В. Н. Беклемишева, организмы шаровой, радиальной и билатеральной симметрии образуют эволюционный ряд, в котором сложность организации растет. Такая тенденция наблюдается как у животных, так и у растений. Первые организмы на Земле имели шаровую симметрию. А, например, у цветковых растений известно, что билатерально-симметричные цветки дельфиниума и львиного зева эволюционно более прогрессивны, чем радиально-симметричные цветки розы и лютика, но менее прогрессивны, чем триаксиально («право-лево») асимметричные цветки канны и валерианы.
Адаптивность асимметризаций по оси «низ–верх» и «зад–перед» понятна и связана с особенностями питания, прикрепленного или придонного образа жизни и активного движения. А вот что дает «право-левая» асимметрия оставалось не ясным, и ее долго игнорировали, считая отклонениями развития.
Теории пола и асимметрии Вигена Геодакяна
«…в истории различных наций бинарное деление «женский – мужской» связывалось с делением «левая сторона – правая сторона» (…) в соответствии со многими биологическими, этнографическими и мифологическими источниками, левая сторона человеческого тела коррелирует с женским началом, а правая сторона – с мужским началом».
В. Иванов, 1999.
Теория асимметрии Вигена Геодакяна, как и его теория пола, основана на принципе сопряженных подсистем, которые эволюционируют асинхронно. Теории подробно изложены в монографиях «Компас Эволюции» и «Человек Асимметричный?» Поскольку в основе обеих теорий лежит общий принцип разделения системы на консервативную и оперативную подсистемы, между ними существует аналогия. Такое понимание существовало с древних времен. Считалось, что левая сторона человеческого тела коррелирует с женским началом, а правая сторона – с мужским. А так как полушария мозга управляют противоположными сторонами тела, то правое полушарие – это аналог женского пола, а левое – мужского.
Что дает латеральная асимметрия (левый-правый), долгое время оставалось загадкой. Тем не менее, латеральная асимметрия существует и наиболее ярко проявляется в асимметрии мозга, как морфологической, так и функциональной. По мнению В. Геодакяна, латерально асимметричные организмы являются самыми прогрессивными.
В пользу дальнейшей эволюции билатерально симметричных организмов говорят факты латеральной асимметрии у высших форм (функциональная асимметрия мозга и праворукость человека, односторонняя овуляция и однополушарный сон дельфинов), тесные связи асимметрии с полом и направление полового диморфизма (Ж → М).
По мнению В. Геодакяна, асимметрия правой и левой сторон тела и полушарий мозга связана с тем, что они эволюционируют не одновременно, а последовательно. По аналогии с полом, когда информация от среды попадает сначала к мужскому полу и только потом к женскому, можно предположить, что новая информация попадает сначала в левое полушарие, а потом, после проверки, переходит в правое. С появлением асимметрии возникает и доминантность органа, которую теория трактует как эволюционную продвинутость. То есть доминантное полушарие это то, которое уже имеет информацию (управляющие центры) о новых функциях. У подавляющего большинства людей (98%) доминирует левое полушарие, оно содержит больше новой информации и опережает правое, а управляемая им правая сторона тела должна опережать левую.
Доминирует не орган, а функция
Если у органа не одна функция – они могут иметь разное направление и величину доминирования. Например, человек может быть по одной функции (писать) сильно праворук, по другой (хватать) – слабо леворук, а по третьей – амбидекстр (симметричен). И так по всем органам. Поэтому, в чистом виде, элементарной единицей (носителем) асимметрии является функция (а не орган, как обычно считается).
Ученые обычно ищут: «какие функции локализованы в каком полушарии?» и принцип их локализации, то есть исходят из статичной картины. А факты говорят о том, что многие представлены в обоих полушариях, но качество управления функций разное. Теория асимметрии предлагает динамичную картину движения функций в филогенезе. Новые функции возникают в левом полушарии, а потом, после проверки, переходят в правое. Критерием локализации функции в левом или правом полушарии является ее эволюционный «возраст». Новые, эволюционно молодые функции, локализованы в левом полушарии, а старые, «зрелые» – в правом. Функции левого полушария, выдержавшие отбор, в будущем попадут в правое, а все функции правого полушария когда-то в прошлом уже побывали в левом.
Эволюционный возраст функций и их локализация
Правополушарные люди за лесом не видят отдельных деревьев, а левополушарные – за отдельными деревьями не видят леса.
Б. Белый
Очевидно, что большинство левополушарных функций: смысловое восприятие и воспроизведение речи, письмо, тонкие движения пальцев обеих рук, самосознание, абстрактное, аналитическое и логическое мышление, арифметический счет, музыкальная композиция явно эволюционно моложе, чем правополушарные: пространственно-зрительные, интуиция, музыка, интонационные особенности речи, грубые движения всей руки, конкретно-ситуационное мышление, эмбриональные признаки.
Эмоции. Как в филогенезе так и в онтогенезе отрицательные эмоции появляются раньше положительных. У новорожденных детей плач опережает улыбку, у котят жалобный писк предшествует мурлыканию, у щенят скуление начинается на три месяца раньше виляния хвостом. Кроме того, при функциональном угнетении мозга отрицательные эмоции исчезают последними и восстанавливаются первыми, что означает более древний возраст.
Понимание пространства – времени. Если вспомнить мышление и лексику детей или представителей молодых культур (дикарей), то легко убедиться, что понимание пространства проще, чем времени; существительных проще, чем глаголов; истинные высказывания проще, чем ложные. Ориентация в пространстве приходит раньше, чем во времени; первые слова ребенка – чаще существительные, лукавство и ложь появляются позже. Пространство цветов также, видимо, можно считать эволюционно новым приобретением. Персонажи Гомера пользовались очень узким спектром названий цветовой гаммы.
Слух. Эволюционно старые звуки – средовые (шум дождя, ветра, моря, лай собаки, кашель) лучше улавливает левое ухо (информация поступает в правое полушарие), а смысловые звуки (слова, числа) – правое. Преимущество правого уха при прослушивании слогов было также показано у более чем 1100 мужчин и женщин в возрасте от 8 до 80 лет. При предъявлении числительных и одиночных пар слов дети от 5 до 11 лет воспроизводили те из них, которые были предъявлены правому уху.
Напротив, нелингвистические стимулы лучше воспринимались левым ухом (правое полушарие). Правая доля активировалась сильнее при прослушивании музыкальных инструментов и природных звуков. Узнавание человека по голосу более древнее, чем называние человека по имени, относится к функциям правого полушария.
Зрение. Старые стимулы, вспышки света, лучше улавливаются в левом зрительном поле, тогда как новые – мелькание слов или чисел – в правом. У новорожденных и младенцев в ответ на вспышки света отмечена бóльшая активация правого полушария мозга. Пятилетние дети, которые еще не знают букв, делали одинаковое число ошибок при их распознавании в правом и левом полях зрения. Те же дети в возрасте семи лет, которые знали алфавит и начали читать, делали меньше ошибок при распознавании букв в правом зрительном поле (информация поступает в левое полушарие). Четырнадцатилетние дети лучше распознавали слова в правом зрительном поле (преимущество левого полушария), а лица – в левом поле (правое полушарие). Фотографии, а также лица лучше узнаются при их предъявлении в левое поле зрения. Как люди, так и обезьяны-резусы имеют правополушарное предпочтение при различении лиц. При переворачивании лиц предпочтение исчезает. Это говорит о том, что перевернутые лица распознаются больше как геометрические картинки, а не как нормальные лица. Числа, буквы, слова лучше воспринимаются при их предъявлении в правое поле зрения.
Тактильность. Новые (незнакомые) предметы на ощупь лучше должны узнаваться правой рукой, а старые (хорошо знакомые) – левой. Это предсказание теории также подтверждают многочисленные эксперименты по дигаптическому узнаванию предметов.
Рефлексы. Безусловные рефлексы, как более старые, должны быть сильнее слева (контролируются правым полушарием), а условные (молодые) – справа (левым полушарием). Так, хватательный рефлекс, как один из самых эволюционно древних, согласно теории, должен находиться в правом полушарии и быть сильнее развит у левой руки. Поэтому новорожденные лучше хватают и удерживают предметы левой рукой. Напротив, сосательный рефлекс является более новым (появляется у млекопитающих), и за него должно отвечать левое полушарие. И действительно, большинство детей сосут в утробе матери правый палец.
Эмбриогенез. Эмбриогенезом в целом (морфология: череп, скелет), как старой системой, должно управлять правое полушарие. Поэтому, управляемая правым полушарием, левая сторона тела должна быть крупнее, чем правая. Правое полушарие при рождении более развито. Установлен также правополушарный контроль внутриутробного развития человека.
Сергей Геодакян, к.м.н.
Рисунки предоставлены автором
