Dwie półkule
Powierzchnia mózgu, znana jako kora mózgowa, jest bardzo nierówna, charakteryzuje się charakterystycznym wzorem fałd lub nierówności, znanych jako gyri (liczba pojedyncza: gyrus), i rowków, znanych jako sulci (liczba pojedyncza: sulcus), pokazanych na Rysunku 1. Te gyri i sulci tworzą ważne punkty orientacyjne, które pozwalają nam rozdzielić mózg na ośrodki funkcjonalne. Najbardziej widoczna bruzda, znana jako szczelina podłużna, jest głębokim rowkiem, który dzieli mózg na dwie połowy lub półkule: lewą półkulę i prawą półkulę.
Istnieją dowody na specjalizację funkcji – określaną jako lateralizacja – w każdej półkuli, głównie w odniesieniu do różnic w funkcjach językowych. Lewa półkula kontroluje prawą połowę ciała, a prawa półkula kontroluje lewą połowę ciała. Dziesiątki lat badań nad lateralizacją funkcji, prowadzonych przez Michaela Gazzanigę i jego współpracowników, sugerują, że wiele funkcji, od rozumowania przyczynowo-skutkowego do samorozpoznawania, może wykazywać wzorce sugerujące pewien stopień dominacji półkulowej (Gazzaniga, 2005). Na przykład, wykazano, że lewa półkula ma przewagę w tworzeniu skojarzeń w pamięci, selektywnej uwadze i pozytywnych emocjach. Z drugiej strony, wykazano, że prawa półkula ma przewagę w percepcji wysokości dźwięku, pobudzenia i negatywnych emocji (Ehret, 2006). Należy jednak zaznaczyć, że badania nad tym, która półkula jest dominująca w wielu różnych zachowaniach dały niespójne wyniki, dlatego prawdopodobnie lepiej jest myśleć o tym, jak obie półkule oddziałują na siebie w celu wytworzenia danego zachowania, niż przypisywać pewne zachowania jednej półkuli w stosunku do drugiej (Banich & Heller, 1998).
Dwie półkule są połączone grubym pasmem włókien nerwowych znanych jako ciało modzelowate, składające się z około 200 milionów aksonów. Ciało modzelowate pozwala obu półkulom komunikować się ze sobą i umożliwia przekazywanie informacji przetwarzanych po jednej stronie mózgu drugiej stronie.
Normalnie nie jesteśmy świadomi różnych ról, jakie nasze obie półkule odgrywają w codziennym funkcjonowaniu, ale są ludzie, którzy dość dobrze poznają możliwości i funkcje swoich obu półkul. W niektórych przypadkach ciężkiej padaczki lekarze decydują się na przerwanie ciała modzelowatego, aby kontrolować rozprzestrzenianie się napadów (ryc. 2). Chociaż jest to skuteczna metoda leczenia, skutkuje ona u osób, które mają „rozdwojenie mózgu”. Po operacji pacjenci z rozdwojeniem mózgu wykazują wiele interesujących zachowań. Na przykład, pacjent z rozdwojeniem mózgu nie jest w stanie nazwać obrazka, który jest wyświetlany w lewym polu widzenia pacjenta, ponieważ informacja ta jest dostępna tylko w prawej półkuli, która jest w dużej mierze niewerbalna. Jednak jest w stanie odtworzyć obrazek lewą ręką, która również jest kontrolowana przez prawą półkulę. Kiedy bardziej werbalna lewa półkula widzi obraz, który narysowała ręka, pacjent jest w stanie go nazwać (zakładając, że lewa półkula potrafi zinterpretować to, co zostało narysowane przez lewą rękę).
Wiele z tego, co wiemy o funkcjach różnych obszarów mózgu pochodzi z badania zmian w zachowaniu i zdolnościach osób, które doznały uszkodzenia mózgu. Na przykład, naukowcy badają zmiany w zachowaniu spowodowane udarem, aby dowiedzieć się o funkcjach poszczególnych obszarów mózgu. Udar mózgu, spowodowany przerwaniem dopływu krwi do pewnego obszaru w mózgu, powoduje utratę funkcji mózgu w dotkniętym regionie. Uszkodzenie może dotyczyć niewielkiego obszaru, a jeśli tak jest, daje to badaczom możliwość powiązania wszelkich wynikających z tego zmian behawioralnych z konkretnym obszarem. Rodzaje deficytów wyświetlanych po udarze będą w dużej mierze zależały od tego, gdzie w mózgu nastąpiło uszkodzenie.
Rozważmy Theonę, inteligentną, samowystarczalną kobietę, która ma 62 lata. Niedawno doznała udaru w przedniej części prawej półkuli mózgu. (Jak już się dowiedziałeś, prawa półkula kontroluje lewą stronę ciała; ponadto główne ośrodki ruchowe mózgu znajdują się z przodu głowy, w płacie czołowym). Theona doświadczyła również zmian w zachowaniu. Na przykład, będąc w dziale produktów w sklepie spożywczym, czasami zjada winogrona, truskawki i jabłka bezpośrednio z kosza, zanim za nie zapłaci. Takie zachowanie – które byłoby dla niej bardzo krępujące przed udarem – jest zgodne z uszkodzeniem innego regionu w płacie czołowym – kory przedczołowej, która jest związana z osądem, rozumowaniem i kontrolą impulsów.
Watch It
Watch this video to see an incredible example of the challenges facing a split-brain patient shortly following the surgery to sever her corpus callosum.
You can view the transcript for „Split Brain mpeg1video” here (opens in new window).
Watch this second video about another patient who underwent a dramatic surgery to prevent her seizures. You’ll learn more about the brain’s ability to change, adapt, and reorganize itself, also known as brain plasticity.
You can view the transcript for „Brain Plasticity – the story of Jody” here (opens in new window).