Nożyczki i dwie półkule

Powszechnie wiadomym jest fakt posiadania przez człowieka dwóch półkul mózgu, z których każda jest wyspecjalizowana w wykonywaniu nieco innych zadań i przetwarzaniu informacji w inny sposób. Zjawisko zróżnicowania funkcji obydwu półkul nazywamy lateralizacją funkcji.

W warunkach normalnych obie połowy mózgu komunikują się ze sobą poprzez łączącą je wiązkę włókien nerwowych – ciało modzelowate. Co jednak stanie się, kiedy półkule zostaną od siebie oddzielone i pozbawione narzędzi komunikacji?

Już na początku XX wieku ludzkość otrzymała pierwszą odpowiedź na to pytanie. W jednym ze szpitali w USA w 1908 roku został odnotowany przypadek kobiety, która próbowała udusić się za pomocą swojej lewej ręki, podczas gdy prawa ręka broniła właścicielki. Kobieta stwierdziła, że nie ma władzy nad „agresywną” kończyną. Oprócz zamachów na jej życie, ręka kobiety przejawiała również inne skłonności do zachowań destruktywnych (darła pościel, rzucała poduszkami, tłukła naczynia). Neurolog podejrzewał uszkodzenie ciała modzelowatego – a więc odseparowanie od siebie obu półkul mózgu. Autopsja po śmierci kobiety potwierdziła jego przypuszczenia.

Ciało modzelowate - w środku, na żółto

Ciało modzelowate – w środku, na żółto

Bazując na badaniach tego rodzaju zjawisk, Robert Wolcott Sperry opracował nową metodę leczenia bardzo ciężkich przypadków padaczki. Miała ona polegać na przecięciu odpowiednich wiązań nerwowych łączących obie połowy mózgu, tak aby zapobiec przenoszeniu się ataków padaczki z jednej połowy ciała na drugą (zabieg nazywany komisurotomią). Tego rodzaju zabieg izoluje od siebie obydwie półkule i pozwala na kierowanie bodźce wybiórczo – tylko do jednej z nich. Sperry został w 1981 roku uhonorowany Nagrodą Nobla w dziedzinie medycyny, za badania nad lateralizacją funkcji mózgu. Jego studia w wielkim stopniu pomogły zrozumieć to zjawisko i wykorzystać je w leczeniu.
Dalsze badania nad różnicami pomiędzy półkulami mózgowymi doprowadziły do jednego z najważniejszych pytań: czy ślady pamięciowe służące wykonywaniu pewnych czynności są zlokalizowane w półkuli odpowiedzialnej za ich wykonywanie?

Badania prowadzone w Instytucie Neurologicznym w Montrealu, przez W.Penfielda i B. Milner pokazały, że trwała niepamięć (amnezja) występuje tylko w przypadku uszkodzenia lub usunięcia obydwu płatów skroniowych. U pacjentów, którym usunięto tylko jeden z płatów skroniowych, (w których to płatach znajdują się ośrodki pamięciowe) nie zaobserwowano żadnych kłopotów z pamięcią czy też przyswajaniem informacji. Uszkodzenie nawet dużych połaci jednej z półkul nie prowadziło, do niepamiętania określonych faktów – jedynie do ogólnego osłabienia wyrazistości tychże wspomnień.

Problem ten był przedmiotem licznych badań eksperymentalnych. Jednym z najbardziej znanych przykładów, są przeprowadzone przez Sperry’ego badania na kotach. Uczył w nich zwierzęta wykonywania pewnych czynności w odpowiedzi na bodziec, który odbierała tylko jedna półkula mózgu (tworzył odruchy warunkowe dla oka prawego podczas gdy lewe było zasłonięte). Jak się później okazało odruch ten ujawniał się również w przypadku gdy działano tym samym bodźcem na drugie oko, przy czym pierwsze było zasłonięte (bodziec dochodził do półkuli, która nigdy wcześniej nie miała z nim styczności).

Kolejnym etapem eksperymentu, na innych zwierzętach, było przecinanie skrzyżowań wzrokowych. W efekcie, lewe oko łączyło się tylko z lewą półkulą, a prawe tylko z prawą. Następnie uczono zwierzęta pewnych zachowań w ten sam sposób jak w etapie pierwszym. Kiedy przepaska została założona na drugie oko, zwierze nadal radziło sobie świetnie z wykonywaniem zadania, mimo że jego druga półkula mózgowa, nigdy nie miała do czynienia z tego rodzaju bodźcem.

Trzecim etapem eksperymentu, znowu na innej grupie zwierząt, było przecięcie nie tylko skrzyżowań wzrokowych, ale także (już po nauczeniu kotów pewnych odruchów) spoidła wielkiego, a więc całkowite odseparowanie od siebie półkul i uniemożliwienie ich komunikacji. Mimo to zwierzęta reagowały odruchem, również gdy działano bodźcem na oko, które było zasłonięte podczas nauki.

Dowodzi to, że w czasie procesu uczenia, ślady pamięciowe odpowiedzialne za ten właśnie odruch zostały zdublowane do obu półkul, każda z nich mogła być odpowiedzialna za daną czynność w przypadku zniszczenia lub uszkodzenia drugiej.

Źródła:
„Wstęp do psychologii” A.Augustynek
„Anatomia człowieka” A.Bochenek, M.Reichner
Wikipedia
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1981/sperry-bio.html [dostęp 4 lipca 2013]

Udostępnij: