Lateralizacja mózgu a świadomość

Ludzki mózg jest niezwykle skomplikowanym urządzeniem. Od ponad stu lat naukowcy nie są w stanie w pełni wyjaśnić sposobu, w jaki działa. Nie mówiąc już o jego związkach z tym, co nazywamy duszą, rozumem czy umysłem. Niektórzy twierdzą, że świadomość – poczucie własnego ja – jest efektem działania tego narządu. Inni uważają, że mózg to jedynie narzędzie, dzięki któremu świadomość może się manifestować. Gdyby porównać mózg do komputera, świadomość byłaby Internetem: rzeczywiście istnieje poza komputerem, ale potrzebuje go, aby się ujawnić i w jakiś sposób oddziaływać na środowisko zewnętrzne.

W naszym mózgu znajdują się dwie półkule, które są w stanie funkcjonować w pewnym stopniu niezależnie od siebie. Co więcej – udowodniono, że każda z nich posiada odrębne specjalizacje. W znacznym uproszczeniu można powiedzieć, że lewa półkula to chłodny analityk, myślący logicznie, przywiązujący wagę do szczegółów i potrafiący mówić. Prawa to niemy artysta, wrażliwy na muzykę, często kierujący się emocjami i posiadający niezłą orientację w przestrzeni.

Czym jest lateralizacja?

Lateralizacja to pojęcie używane zamiennie z terminem “asymetria”, oznaczające przewagę jednej ze stron ciała (prawej lub lewej), jak i określonych funkcji psychicznych, które wynikają z dominacji przeciwstawnej półkuli mózgu. Lateralizacja jest czynnikiem rozwoju ruchowego człowieka. Pomimo, iż wydaje się, że półkule mózgowe są swoim lustrzanym odbiciem i niczym się między sobą nie różnią, to w rzeczywistości wcale tak nie jest. Są one względem siebie odmienne anatomicznie i funkcjonalnie. Różnice w strukturze półkul to przede wszystkim inna wielkość określonych obszarów mózgu oraz ich niejednakowa lokalizacja. Natomiast lateralizacja funkcjonalna mózgu to przede wszystkim odmienność w zakresie mowy, umiejętności wzrokowo-przestrzennych oraz emocji i uważa się je za właściwości specyficzne dla każdego człowieka.

Wiele wykonywanych przez nas czynności wymaga udziału jednoczesnej współpracy określonych części ciała. Przykładowo, przejażdżka samochodem w roli kierowcy wymaga od nas równoległej, harmonicznej pracy oka, ręki i nogi. Sprzyja temu dominacja narządów ruchu po tej samej osi ciała, co jest związane z przewagą przeciwstawnej półkuli mózgowej. Ta krzyżowa linia komunikacji wynika z faktu, iż szlaki nerwowe, które łączą określony narząd ruchu i zmysłu z mózgiem, krzyżują się. I tak u osób praworęcznych dominuje lewa półkula a u leworęcznych prawa. Taka sama sytuacja ma miejsce w przypadku kończyn dolnych. Nie jest to jednak sztywna reguła, ponieważ, jak w większości aspektów życia, tak i w tym przypadku istnieją różnego rodzaju wyjątki.

Typy lateralizacji

Lateralizacja jednorodna:

• prawostronna – dominująca lewa półkula mózgu, prawa ręka, prawe oko, prawa noga
• lewostronna – dominująca prawa półkula mózgu, lewa ręka, lewe oko, lewa noga

Lateralizacja niejednorodna:

• • ustalona (skrzyżowana) – równoważność półkul mózgu, dominacja czynnościowa narządów ruchu i zmysłu po obu stronach ciała np. prawa ręka, lewe oko, lewa noga
  • nieustalona (słaba):
    • równoważność półkul mózgu, brak dominacji czynnościowej narządów ruchu i zmysłu, co objawia się oburęcznością, obuocznością i obunożnością
    • równoważność półkul mózgu, brak przewagi tylko jednego z narządów np. praworęczność, lewooczność i obunożność

 

Praworęczność i leworęczność

Lateralizacja jest zjawiskiem zauważalnym już we wczesnym dzieciństwie. Jednak z przeprowadzonych badań wynika, że dzieci różnią się względem siebie nie tylko z uwagi na stronną przewagę czynnościową, ale także na tempo i siłę tego procesu. Niektóre z nich są znacznie zlateralizowane i rodzice nie mają wątpliwości, co do ich prawo-, czy leworęczności, ale są też takie, u których zjawisko to przebiega bardzo powoli, a jego nasilenie jest trudne do wychwycenia.

Istnieje również różnica pomiędzy siłą praworęczności i leworęczności. Udowodniono, że osoby praworęczne stale używają swojej dominującej ręki do wykonywania wszelkich czynności (do których potrzebna jest tylko jedna z nich), natomiast ci drudzy posiadają pewną podzielność w tym aspekcie. Część czynności mają w zwyczaju wykonywać lewą a inne prawą ręką. Podobną zależność można zauważyć, jeżeli chodzi o siłę rąk. U osób praworęcznych, górna kończyna dominująca jest znacznie sprawniejsza od drugiej, czego nie można powiedzieć o leworęcznych, przez co ci drudzy mogą więc mieć większe trudności np. w opanowaniu umiejętności pisania (może u nich trwać to nieco dłużej).

Pomimo, iż leworęczni stanowią znacznie mniejszą część populacji, to nie należy odbierać ich w jakikolwiek sposób jako wybrakowanych. Istnieje twierdzenie, że są oni ponadprzeciętnie inteligentni i uzdolnieni artystycznie, ponieważ mają bardzo dobrze rozwinięte zdolności matematyczne oraz manualne. Przedstawicielami tej grupy byli m.in. Albert Einstein oraz Leonardo da Vinci.

Za co odpowiadają półkule mózgu?

Relacje pomiędzy półkulami mózgu można określić w następujący sposób: analityczna i wyrachowana lewa przeważa nad mądrzejszą i nieco słabszą prawą, która pomimo, iż nie potrafi “mówić”, to spełnia bardzo ważną rolę w zadaniach o charakterze językowym, ponieważ odpowiada za analizę aspektów prozodycznych wypowiedzi, rozumienie przenośni i ironii, a także treści, która powinna nas rozbawić. Prawa półkula odpowiada za wizualizację oraz odbieranie podstawowych wzorów i kształtów. Lewa natomiast to myśląca logicznie humanistka, która warunkuje naszą sprawność werbalną i przetwarzanie informacji, czyli mówienie, czytanie i pisanie. Obie półkule biorą więc czynny udział w naszej sferze językowej oraz wzrokowo-przestrzennej. Ich odmienność wynika z różnicy w zakresie zdolności, w odniesieniu do konkretnej funkcji. Struktura, która je łączy i integruje ich pracę, czyli środkowe ciało modzelowate (nazywane też spoidłem wielkim) jest transporterem, dzięki któremu każda z półkul mózgu może dostarczać drugiej informacje o swoich innych spostrzeżeniach względem otaczającego świata.

Kalozotomia – resekcja spoidła wielkiego mózgu

Istnieje schorzenie, przy którym współdziałanie obydwu półkul mózgowych jest zjawiskiem niepożądanym. Wyładowania epileptyczne, powstające podczas ataku padaczki wieloogniskowej mogą dzięki temu swobodnie przechodzić z jednej półkuli na drugą (poprzez ciało modzelowate), działając niekorzystnie na większym obszarze mózgu. W ciężkich przypadkach tego schorzenia odseparowanie obydwu części mózgowia od siebie daje bardzo zadowalające rezultaty. Możliwe jest nawet całkowite wyeliminowanie ataków, znacznie poprawiając przy tym jakość życia chorych na epilepsję.

Pierwszy udokumentowany zabieg rozdzielenia półkul mózgowych, poprzez resekcję spoidła wielkiego, czyli kalozotomię, przeprowadzono w roku 1936. Wykonał ją neurochirurg Walter E. Dandy. Operacja ta budziła ogromne kontrowersje, ponieważ uważano, że musi ona pociągać za sobą znaczne defekty umysłowe, skoro informacje przepływające przez mózg, nie będą mogły przemieszczać się z jednej półkuli na drugą. Jednak lekarz, który przeprowadził ten zabieg stwierdził: „Wzdłużne przecięcie spoidła wielkiego nie prowadzi do żadnych objawów. Ten prosty eksperyment obala wszystkie ekstrawaganckie hipotezy dotyczące jego funkcji”. Oczywiście jego spostrzeżenia były mylne. Wykrycie zmian w prawidłowym funkcjonowaniu mózgu pozbawionego łączności międzypółkulowej było tylko kwestią czasu. Stale rośnie liczba pacjentów chorych na ciężkie przypadki lekoopornej epilepsji, u których zabieg resekcji spoidła wielkiego mózgu ratuje życie, a podjęcie ryzyka operacji i związanych z nią powikłań wydaje się jak najbardziej zasadne. W Polsce kalozotomię przeprowadza się od lat 90. ubiegłego wieku. Pacjentami są najczęściej dzieci, bo u nich niekorzystne skutki tej operacji są najmniejsze.

Konsekwencje rozszczepienia półkul mózgu

Jakie konsekwencje wynikają z zabiegu resekcji spoidła wielkiego mózgu? W wyniku rozdzielenia obydwu półkul najczęściej występującym powikłaniem jest zespół rozłączenia, inaczej zespół rozdwojonego mózgu. Obecnie wiadomo, że na to zjawisko składają się następujące objawy: zaburzenia funkcjonowania układu ruchu, bezruch, brak kontaktu werbalnego w określonych sytuacjach oraz porażenie mięśni jednej strony ciała, ale nie tylko. W kontekście badań nad powikłaniami wynikającymi z przeprowadzenia tego zabiegu nie można pominąć jednego bardzo ważnego nazwiska. Mowa o Rogerze Sperrym, uhonorowanym Nagrodą Nobla za doświadczenia, które przyczyniły się do zrozumienia zjawiska lateralizacji funkcji mózgu. Skutki operacji usunięcia ciała modzelowatego ten wybitny neurolog opisał w następujący sposób:

„Wszystko co dotąd widzieliśmy wskazuje, że w następstwie zabiegu chirurgicznego ludzie ci posiadają dwa oddzielne umysły, dwie oddzielone sfery świadomości. Doświadczenia prawej półkuli zdają się pozostawać całkowicie poza zasięgiem świadomości lewej. Wykazano istnienie takiego psychicznego rozdzielenia w odniesieniu do spostrzegania, poznania, woli, uczenia się i pamięci“.

Metoda badawcza Sperry’ego pozwalała na ograniczenie informacji wzrokowej tylko do jednej z półkul. Pacjentowi kazano patrzeć w jeden punkt, znajdujący się na środku umieszczonego przed nim ekranu oraz wkładano jego ręce w znajdujący się poniżej tunel, co umożliwiało manipulację określonymi przedmiotami bez kontroli narządu wzroku. Prawidłowo obieg informacji powinien przebiegać w następujący sposób: gdy chwytamy w lewą dłoń np. długopis, to bodźce dotykowe dobiegające z tej ręki trafiają do prawej półkuli i odwrotnie (prawa dłoń – lewa półkula). Takie samo zjawisko ma miejsce, gdy ten “długopis” zostanie nam wyświetlony w formie wyrazu, po lewej stronie ekranu. Wtedy bodźce wzrokowe trafiają do potylicznych okolic prawej półkuli mózgu, a gdy ujrzymy go z prawej strony, to informacja o obrazie dociera do lewej półkuli. Następnie po odebraniu określonego bodźca, informacja przechodzi przez ciało modzelowate do przeciwległej półkuli, dzięki czemu nasza percepcja działa prawidłowo (i np. widzimy pełny obraz). U osób, u których praca tego “łącznika” została zaburzona, ostateczny transport informacji do drugiej półkuli nie jest możliwy. Co zaobserwowano?

Pacjenci po kalozotomii nie potrafią odczytać wyrazów umieszczonych np. po prawej stronie ekranu, ponieważ ośrodek mowy nie ma dojścia do tych informacji. Często dzieje się tak, że osoby te nawet nie wiedzą, że cokolwiek im wyświetlono. Ale co ciekawe jeśli w takiej sytuacji poprosi się pacjenta żeby wziął w lewą dłoń przedmiot, którego nazwa pojawiła się na ekranie, to potrafi on to zrobić bez trudu. Dzieje się tak, ponieważ informacja z wyświetlacza ominęła lewą półkulę mózgu, ale trafiła do prawej, która odpowiada za kontrolę lewej ręki. Sperry zaobserwował jeszcze jedno zjawisko wynikające z kalozotomii – zespół obcej ręki, czyli utrudnioną kontrolę nad czynnościami, które wykonuje lewa ręka. U niektórych osób po tym zabiegu zauważono, że jedna z nich świadomie zapina guziki w koszuli, a druga w sposób niezależny od świadomości pacjenta rozpina je. W innych przypadkach jedna ręką próbuje otworzyć szufladę, a w tym samym czasie drugą ją zamyka. Wygląda to tak, jakby kłóciły się ze sobą dwie istoty zamknięte w tej samej głowie.

W przeszłości stale skłaniano się ku temu, by określić jakąś ogólną, sztywną zasadę określającą naturę półkul mózgowych. Od każdej z opisanych kiedyś reguł, obecnie obserwuje się tak liczne wyjątki, że naukowcy zaprzeczają istnieniu jakichkolwiek określonych zasad. Dzięki nowoczesnej technologii i obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego ustalono, że nawet jeżeli jakąś określoną czynność przypisuje się konkretnej z półkul, to zazwyczaj obserwuje się obustronną aktywację struktur występujących symetrycznie po obu stronach mózgowia. Nieustanny postęp naukowy daje zielone światło dla poznania kolejnych faktów dotyczących lateralizacji oraz związanych z nią procesów psychicznych, takich jak świadomość, podmiotowość i tożsamość. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że w przyszłości naukowcy zdołają odpowiedź na pytanie: czy rozdzielenie dwóch półkul poprzez usunięcie spoidła wielkiego mózgu, powoduje obdarzenie autonomią małej, odciętej od świata cząstki świadomości?