Biologiczne
mechanizmy
funkcjonowania
człowieka
Asymetria funkcjonalna
mózgu
(
wykład 10)
Elżbieta Szeląg
Obserwowane są następujące
różnice anatomiczne:
Bruzda Sylwiusza
jest krótsza
i biegnie bardziej
ku górze
Planum temporale
(widoczne po
odchyleniu płata skroniowego)
jest zazwyczaj
wyraźnie większe. Ten powiększony region
stanowi część okolicy Wernickego,
co sugeruje że różnice anatomiczne
mogą stanowić podłoże specjalizacji
funkcjonalnej w procesach językowych
Półkula
lewa
Półkula
prawa
P y t a n i
a :
Jakie są dowody na
funkcjonalną specjalizację
półkul mózgowych
Metody badania asymetrii pólkulowej
?
•
Badanie skutków uszkodzenia mózgu
• Próba amytalowa
• Śródoperacyjne drażnienie mózgu
• Przecięcie spoidła wielkiego mózgu
• Metody obrazowego badania
żyjącego mózgu
• Badania eksperymentalne
(lateralna
prezentacja
bodźców wzrokowych visual field
asymmetries, test
rozdzielnousznego słyszenia dichotic
listening test,
metody elektrofizjologiczne, fizjologiczne
biochemiczne)
A jakie zaburzenia zachowania
są zazwyczaj obserwowane po
uszkodzeniach p r a w e j
półkuli mózgu?
Zaburzenia wykonywania zadań
wymagających analizy cech
wzrokowo-przestrzennych
Następstwem uszkodzenia u większości
ludzi prawej półkuli mózgu
Przykłady funkcji wzrokowo-
przestrzennych zazwyczaj
reprezentowanych w prawej półkuli
• Percepcja relacji część/całość
• Projektowanie układów
konstrukcji (Block-design test)
• Rysowanie złożonych kształtów
i figur geometrycznych
• Zadania typu mental rotation
• Percepcja twarzy
• Percepcja głębii
• Orientacja w przestrzeni
• Percepcja i ekspresja emocji
•
Badanie skutków uszkodzenia mózgu
• Próba amytalowa
• Śródoperacyjne drażnienie mózgu
• Przecięcie spoidła wielkiego mózgu
• Metody obrazowego badania żyjącego
mózgu
• Badania eksperymentalne
(lateralna
prezentacja
bodźców wzrokowych visual field
asymmetries, test
rozdzielnousznego słyszenia dichotic
listening test,
metody elektrofizjologiczne, fizjologiczne
biochemiczne)
K o m i s u r o t o m i a -
chirurgiczne rozdzielenie
półkul mózgowych
Roger Sperry
- laureat Nagrody Nobla
w 1981
Komisurotomia nie wpływa na
codzienne zachowanie pacjenta,
które pozostaje nie zmienione w
następujących aspektach:
•
inteligencja
• mowa/język
• pamięć
• osobowość
• emocje
• ogólne zachowanie
• rytmy dzienne
(okołodobowe)
Każda z półkul mózgowych
nie jest świadoma zadań,
które wykonuje druga
półkula
Badania empiryczne na pacjentach po
komisurotomii wykazały, że każda z półkul
mózgowych jest wyspecjalizowana w
określonych zadaniach poznawczych.
Są one zazwyczaj odmienne dla każdej z półkul.
Nie ma półkuli dominującej i
podporządkowanej, istnieje natomiast
funkcjonalna ich specjalizacja.
Funkcje językowe są
reprezentowane w lewej półkuli
mózgu u większości ludzi
Choć półkula prawa nie jest zdolna
do ekspresji mowy, to jednak
posiada pewne ograniczone
możliwości językowe. Ograniczają
się one zazwyczaj do rozumienia
pojedynczych, konkretnych
wyrazów.
W kompleksowym procesie porozumiewania
językowego zaangażowany jest cały mózg,
nie tylko :klasyczny obszar językowy”.
Jednak tylko w następstwie uszkodzenia tego
obszaru występują deficyty językowe.
Podsumowanie wyników badań
klinicznych
•
badania kliniczne potwierdzają asymetrię
funkcjonalną półkul mózgowych
• określone obszary lewej półkuli specjalizują się
w specyficznych funkcjach językowych
• uszkodzenia prawej półkuli mózgu, a czasem
również uszkodzenia podkorowe, mogą prowadzić
do zaburzeń językowych
•
Badanie skutków uszkodzenia mózgu
• Próba amytalowa
• Śródoperacyjne drażnienie mózgu
• Przecięcie spoidła wielkiego mózgu
• Metody obrazowego badania żyjącego
mózgu
• Badania eksperymentalne
(lateralna
prezentacja
bodźców wzrokowych visual field
asymmetries, test
rozdzielnousznego słyszenia dichotic
listening test,
metody elektrofizjologiczne, fizjologiczne
biochemiczne)
Lateralna prezentacja bodźców wzrokowych
- fakty, problemy i perspektywy
Jaki materiał prezentuje się
osobie badanej ?
Bodźce werbalne: litery sylaby, wyrazy,
bezsensowne zbiegi liter, kształty i figury geometryczne,
twarze neutralne, twarze wyrażające emocje, itp….
Asymetria funkcjonalna
w zakresie percepcji słuchowej
Test rozdzielnousznego słyszenia-
Dichotic Listening Test
opracowany przez Doreen Kimurę.
Jaki materiał prezentuje się osobie badanej ?
Bodźce werbalne: słowa, sylaby, cyfry, liczby,
Sylaby bezsensowne, nie podlegające werbalizacji dźwięki
otoczenia, bodźce muzyczne i.t.p….
Metody elektrofizjologiczne
Aktywność bioelektryczna mózgu -
charakterystyka fal obserwowanych
w EEG
Rodzaj fali Częstotliwość
/sek
Obszar
występowania
Stan organizmu
Alfa
8-12
Potyliczny i
ciemieniowy
Spoczynek,
Beta
18-30
Czołowy,
(precentral)
Aktywacja
(arousal)
Theta
5-7
Człowy i
skroniowy
Delta
0.5-4
Różnorodny
Głęboki sen
Na specjalizację danej półkuli w określonym zadaniu
wskazuje więcej rytmu BETA, a mniej rytmu ALFA
Zaobserwowano wysoką zgodność
pomiędzy lewopółkulową przewagą w
różnorodnych zadaniach werbalnych w
badaniach eksperymentalnych na
osobach z nieuszkodzonym mózgiem, a
wynikami przedstawionych badań
klinicznych.
Na czym więc polega asymetria
funkcjonalna mózgu
?
Czy rodzaj prezentowanego materiału
wyznacza asymetrię funkcjonalną ?
Rodzaj prezentowanego
materiału
nie jest
wyznacznikiem kierunku
asymetrii
funkcjonalnej mózgu
Czy sposób opracowywania informacji
Wyznacza asymetrię funkcjonalną ?
U podłoża specjalizacji
funkcjonalnej mózgu leży
prawdopodobnie sposób analizy
informacji.
Lewa półkula mózgu opracowuje informację w sposób
sekwencyjny, analityczny, element po elemencie,
a prawa półkula w sposób globalny, całościowy, holistyczny
Ewolucja poglądów na temat asymetrii
funkcjonalnej
Klasyczne dychotomie ?
• Werbalny – niewerbalny
• Analityczny – całościowy
• Kategorialny - metryczny
Asymetria
funkcjonalna
wrodzona czy nabyta
?
Dwie wykluczające się
koncepcje
• Koncepcja tradycyjna
-początkowej
ekwipoten-cjonalności
i stopniowej
lateralizacji
funkcjonalnej (aż do
dojrzewania płciowego
lub do 5-6 roku życia,
Lenneberg, Krashen)
• Koncepcja wrodzonej,
zdeterminowanej
czynnikami
genetycznymi
lateralizacji
funkcjonalnej
(Kinsbourne i in.)
Czy specyficzne warunki
rozwoju mogą
wpływać na wzorzec
asymetrii
?
Asymetria funkcjonalna jest
cechą wrodzoną.
Jest ona
stabilna i w zasadzie nie zmienia
się wraz z wiekiem. Pod
wpływem specyficznych
warunków rozwoju osobniczego
możliwe są
modyfikacje jej
wzorca
. Funkcjonalna
reorganizacja jest następstwem
plastyczności mózgu
.
Plastyczność i asymetria
współdziałają ze sobą już od
narodzin człowieka.
Asymetria półkulowa: jeden czy dwa mózgi
?
Hipoteza dwóch niezależnych systemów vs jeden
umysł
… argumenty za i przeciw…
• komisurotomia:
• u ludzi zdrowych: problematyczny transfer umiejętności
w zakresie
jednej z rąk do drugiej ręki (np. czytanie Braille’a)
Wielu badaczy wyraża przekonanie,
że w normalnym mózgu
obie półkule stanowią jeden umysł
i obie uczestniczą we wszelkich
funkcjach psychicznych.
Dwie półkule – jeden mózg