Управляющий мозг. Лобные доли, лидерство и цивилизация

В растущем числе исследований по функциональной нейровизуализации используется эта методология с современными технологиями, такими как функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI), позитронно-эмиссионная томография (PET) и компьютерная томография с помощью эмиссии одиночного фотона (SPECT). Данные, полученные этими методами, также демонстрируют глубокую связь между правым полушарием и новизной, между левым полушарием и рутиной. Алекс Мартин и его коллеги из Национального института психического здоровья представили особенно убедительную демонстрацию такого рода24. Используя PET, они изучали изменения уровня кровотока в то время, когда испытуемый перерабатывал различные типы информации: слова, имеющие значение, бессмысленные слова, реальные объекты и бессмысленные объекты. Каждый тип информации предъявлялся дважды, но каждый раз конкретные объекты были уникальными. Во время первого предъявления, когда задача была новой, особенно активированы были правые глубинные отделы височной доли, но эта активация снижалась во время второго предъявления. В отличие от этого, в левых медиальных височных структурах уровень активации был постоянным. Это отражено на рисунке 5.3. Эти открытия были важны, поскольку уровень кровотока отражает уровень нейронной активации.

В исследовании Мартина сдвиг активации справа налево распространялся на все четыре типа информации, как вербальной, так и невербальной. Это означает, что ассоциация правого полушария с новизной и левого полушария с рутиной не зависит от природы информации, а является универсальной. Более того, сдвиг активации справа налево произошел, несмотря на тот факт, что конкретные объекты не повторялись в ходе двух последовательных предъявлений. Таким образом, изменения в паттернах активации отражают скорее общие аспекты обучения, чем обучение специфическим стимулам.

a) НАИВНЫЕ           b) ТРЕНИРОВАННЫЕ

Рис. 5.3. Изменения в местной активации мозга, как функция знакомства с тестом. Правое полушарие особенно активно в начале теста (а), с тренировкой эта активация уменьшается (b). (Адаптировано из: Martin А., Wiggs С. L., Weisberg J. Modulation of human medial temporal lobe activity by form, meaning, and experience // Hippocampus. 1997. Vol. 7, № 6. P. 587-593.)

Аналогичные результаты сообщила группа британских специалистов по нейронауке25. Как при распознавании лиц, так и при распознавании символов, столкновение с незнакомыми объектами сопровождалось возрастанием активации правой затылочной области (fusiform gyrus). В противоположность этому, возрастающее знакомство с объектами было связано с уменьшением правой затылочной активации и увеличением левой затылочной активации. Как и в исследовании Мартина, эффект новизны-привычности независим от природы объекта. Он имеет место как для символов (которые, согласно ортодоксальной трактовке, должны быть привязаны к левому полушарию), так и для лиц (которые, согласно ортодоксальной трактовке, должны быть привязаны к правому полушарию).

Используя PET, Голд и его коллеги изучали изменения в паттернах зонального мозгового кровотока (rCBF) в ходе изучения сложной «лобной» задачи (комбинация отсроченной реакции и отсроченного изменения) у здоровых испытуемых26. Сравнивались ранние (наивные) и поздние (тренированные) стадии кривой обучения. Активация лобных долей была очевидна на обеих стадиях, но она была значительно выше на ранней стадии, чем на поздней. Особенно примечательно было изменение относительной активации. На ранней стадии rCBF-активация была больше в префронтальных областях правого полушария, чем левого. На поздней стадии картина была обратной, показывая большую rCBF-активацию префронтальных областей левого полушария по сравнению с правым. Это сопровождалось общим снижением префронтальной активации.

Шадмер и Холкомб изучали PET rCBF-корреляты обучения сложному моторному навыку, требующему от испытуемого умения предсказывать поведение робототехнического устройства и управлять им27. Повышение активности относительно исходных условий на ранних стадиях обучения было отмечено в префронтальной области коры правого полушария (средняя лобная извилина). В противоположность этому, повышение активности на поздних стадиях тренировки было отмечено в задней теменной области коры левого полушария, левой дорзальной премоторной коре и правой передней коре мозжечка.

Хайер и его коллеги изучали регистрируемые PET корреляты — показатели скорости метаболизма глюкозы (GMR) — при обучении популярной пространственной головоломке (Тетрис)28. После ежедневных тренировок с Тетрисом на протяжении четырёх-восьми недель, GMR в поверхностных областях коры понижался, несмотря на семикратное улучшение уровня игры. Испытуемые, в наибольшей степени улучшившие своё мастерство игры в Тетрис, демонстрировали после тренировки наибольшие понижения GMR в различных, зонах правого полушария.