Теория асимметрии мозга

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 327↑

09.12.2003 Хронометраж

42:55

Стенограмма эфира

Что означает видовая праворукость и индивидуальная леворукость человека? Можно ли считать, что прогрессивная эволюция сопровождалась закономерной утратой симметрии — асимметризацией, и эволюция шла от симметрии к асимметрии? Какая логика, какой принцип лежит в ее основе? Об эволюционном обосновании асимметрии организмов, мозга и тела — биолог Виген Геодакян.

Участник:

Виген Артаваздович Геодакян — кандидат технических и доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем эволюции и экологии им. А. Н. Северцова РАН

Материалы к программе:

Из статьи «Асинхронная асимметрия (половая и латеральная дифференциация — следствие асинхронной эволюции)»:

Индуктивное развитие наук (особенно биологических), создавая множество понятийных и терминологических барьеров между разными областями, мешает увидеть общее. Порой достаточно чуть изменить угол зрения, по-другому представить или назвать явления и можно заметить общность, аналогии, новые связи.

Когда целое делится на две одинаковые (симметричные) части, вначале между ними нет никакой асимметрии. Асимметрия появляется как только одна из частей изменяется — эволюционирует. Стало быть, явления асинхронии и асимметрии сопряжены. В результате асинхронной эволюции симметричной системы всегда возникает асимметрия, а превращение симметричной системы в асимметричную всегда означает асинхронную эволюцию подсистем.

Что дает латерализация? Какая логика, какой принцип лежит в ее основе? Почему полушария управляют противоположной стороной тела (эволюционный смысл нервного перекреста)? Что означает видовая праворукость человека? Индивидуальная леворукость? Наконец, почему все это так тесно связано с полом?

Проблема, непонятные факты, существующие теории. Мозг у позвоночных — парный орган. Его разделение на два полушария обусловлено билатеральным планом строения тела, симметрией сенсорных и моторных функций. Каждая половина тела связана с противоположным полушарием мозга (более слабые, эволюционно молодые, ипсилатеральные связи играют второстепенную роль). Смысл этого перекреста считается неясным. Доминирующие контралатеральные связи позволяют определить ведущее полушарие по превосходству или предпочтению органов той или другой стороны, по скорости или качеству выполнения функции.

Считается, что все парные органы человека (легкие, почки, яичники, семенники) функционально симметричны и выполняют идентичные функции, и можно обходиться только одним органом, а полушария мозга в этом отношении представляют исключение. Левое полушарие (у нормальных праворуких) служит для смыслового восприятия и воспроизведения речи, письма, тонкого двигательного контроля пальцев обеих рук, самосознания, арифметического счета, логического, аналитического, абстрактного мышления, музыкальной композиции, пространства цветов, положительных эмоций. Оно обрабатывает информацию последовательно, хорошо понимает время, глаголы, способно на ложные «высказывания». Выключение левого полушария приводит к депрессии. Правое полушарие — для пространственно-зрительных функций, интуиции, музыки, интонационных особенностей речи, грубых движений всей руки, эмоционально-целостного восприятия, синтетического, ситуационного мышления, отрицательных эмоций. Оно обрабатывает информацию одномоментно (холистически), почти не понимает глаголов, абстрактных терминов (таких как здоровье, злоба, радость, религия), не способно на ложные высказывания, понимает юмор. Выключение правого полушария приводит к эйфории.

Вначале, считая асимметрию мозга сугубо человеческим явлением, пытались объяснить ее как следствие уникальных особенностей человека: речи, праворукости, самосознания. Но оказалось, что асимметрия мозга довольно широко распространена у позвоночных.

Не меньше загадок таит и проблема рукости. Пожалуй, из всех парных органов человека, функционально руки самые асимметричные. Подавляющее большинство людей использует почти исключительно правую руку для письма и других видов тонкой деятельности. Исследование представителей разных культур показывает, что число праворуких составляет от 82 до 99%, в среднем около 90%. Одни авторы считают, что так было и в доисторические времена. На рисунках, обнаруженных на стенах пещер и в египетских пирамидах, обычно изображены люди, делающие что-то правой рукой, а анализ оружия и орудий труда эпохи палеолита показывает, что они были сделаны правой рукой и для правой руки. Другие авторы доказывают, что в каменном веке праворуких и леворуких было поровну, в бронзовом веке было 2/3 праворуких, а в наше время еще больше. До последнего времени существовало убеждение, что по признаку предпочтения правой или левой лапы, животные в популяции делятся поровну. Почему же тогда большинство людей является праворукими? И, с другой стороны, почему значительная часть людей все же используют левую руку, несмотря на скрытое, а подчас и открытое социальное давление, требующее от них приспосабливаться к рукости характерной для большинства?

Это и ряд других исследований позволяют заключить, что в онтогенезе, по крайней мере у человека, асимметрия мозга усиливается: она минимальна у новорожденных и становится четче с возрастом. Споры идут в основном о возрасте завершения латерализации. Одни считают, что она завершается в период полового созревания, когда утрачивается способность, находясь в соответствующем окружении, овладеть новым языком и говорить на нем без акцента. Другие — что это происходит примерно к пяти годам, а третьи считают, что асимметрия закладывается еще раньше, что мозг новорожденного по степени асимметрии не отличается от мозга взрослого человека.

Рассмотрение известных фактов и существующих трактовок позволяет сделать следующие выводы:

1. Латерализация мозга — особенность не только человека, но свойственна и многим позвоночным.

2. Половой диморфизм по латерализации также не является сугубо человеческим феноменом, он наблюдается и у животных.

3. Ни одна из существующих теорий латерализации или рукости не может объяснить непротиворечиво явление в целом.

4. Необходимо искать более общие эволюционные концепции. Для этого обратимся к истокам и попытаемся определить сначала место латерализации в более общей биологической проблеме «симметрия-асимметрия».

Эволюция асимметрии (гипотеза). Функциональные признаки организма, как и морфологические, будучи тесно связаны с условиями среды в конечном счете определяются ими. Свойства симметрии не являются исключением. Свободно плавающие в толще воды одноклеточные (радиолярии), а также простейшие многоклеточные организмы (вольвоксовые) имеют максимально возможную симметрию — шаровую, с центром симметрии, с бесконечным числом плоскостей и осей симметрии бесконечного порядка.

Прикрепленные или малоподвижные формы (растения, кишечнополо-стные) имеют радиальную симметрию с несколькими (n) плоскостями симметрии и одной осью n-го порядка.

Для млекопитающих, птиц, насекомых, рыб, ракообразных и других характерна билатеральная (зеркальная) симметрия с одной плоскостью симметрии и одной осью симметрии второго порядка.

Развитие асимметрии в процессе земной эволюции связано с анизотропией экологической ниши. Прежде всего с гравитацией (поляризация низ-верх), с выгодами активного поступательного движения в поисках пищи (поляризация вперед-назад), с локализацией в связи с этим в головной части тела рецепторов и мозга. В результате у билатеральных форм утрачены центр и оси симметрии, а от бесконечного множества плоскостей симметрии шара остается только одна — медианная делящая организм на левую и правую половины. Можно ли считать, что прогрессивная эволюция сопровождалась закономерной утратой симметрии — асимметризапией? Что эволюция шла от симметрии к асимметрии, и в этом смысле латеральная симметрия прогрессивных форм есть последний бастион симметрии, который штурмует асимметрия? Тогда латеральная асимметрия, эволюционно самая молодая, развитие которой ликвидирует последнее направление симметрии и создает трехмерно асимметричную структуру?

Итак:

1. В рамках адаптогенеза полностью изотропной экологической нише соответствует максимальная степень симметрии организмов. Анизотропизация среды, шаг за шагом, приводит к закономерной асимметризации организмов.

2. Если по каждой из трех координатных осей (х, у, z) симметричность организма обозначить «О», асимметричность — «1», то теоретически возможны только четыре типа с тремя переходами между ними. Все они, в принципе, существуют в природе, но только три хорошо известны: шаровая, радиальная, билатеральная, а четвертый тип пока не выделен, не признан и не исследован. Сразу очевидна эволюционная «логика ряда»: от триаксиальной симметрии к триаксиальной асимметрии с трансформацией на каждом переходе одной оси симметрии в ось асимметрии.

3. Если для переходов асимметризации А и Б векторы анизотропии экологической ниши довольно очевидны (гравитация и выгоды целенаправленного движения), в случае интересующего нас перехода В — латеральной асимметризации его предстоит найти.

4. Поскольку переходы А и Б адаптивны, то, по всей вероятности, адаптивным должен быть и переход В, т. е. латеральная асимметрия, как и другие типы асимметрии, является специализацией.

5. Закономерное чередование выделенных типов симметрии прослеживается и в стадиях онтогенеза: зигота, гаструла, эмбрион, взрослый асимметричный (рукость, мозг) человек.

6. Сказанное с учетом растущего числа фактов, говорящих о широком распространении латеральной асимметрии у прогрессивных форм (праворукость, морфофункциональная асимметрия мозга человека, асимметричный череп китов, однополушарный сон дельфинов, тесные связи асимметрии с полом, направление полового диморфизма и т. д.) позволяет высказать гипотезу о том, что современные прогрессивные формы переходят к новому типу — триаксиальной асимметрии того же эволюционного ранга, что и три, предшествующие ей. Итак, латерализация, как и другие асимметрии (верх — низ, голова — тело), является специализацией левой и правой сторон организма и имеет адаптивное значение. Но совершенно неясно какое. С проблемой асимметрии тесно связана еще одна фундаментальная загадка билатеральности, а именно перекрест нервных путей (ипси — контра связей).

Гипотеза нервного перекреста. Как уже говорили, каждое полушарие мозга получает информацию главным образом от противоположной половины тела и управляет этой половиной, т. е. управляющие, информационные связи полушарий с половинами тела реализованы по контралатеральной схеме. В филогенезе этот перекрест появился, видимо, с билатеральным строением организмов, его смысл остается неясным. В отличие от информационных, энергетические связи (кровеносные сосуды) не перекрещены, т. е. имеют ипсилатеральную схему. Казалось бы, ипси-схема проще, чем контра-, тогда почему эволюция пошла на усложнение? Что это дает? Чтобы связать две половины тела? Тогда, почему не перекрещены и энергетические связи? Ведь связь была бы теснее. Здесь предлагается гипотеза, объясняющая эволюционный смысл перекреста.

Поскольку нас интересуют пограничные проблемы между билатеральной симметрией (с ее характерной дифференциацией голова-тело) и триаксиальной асимметрией (с дифференциацией левое — правое), наложение этих двух дифференциаций образует систему из четырех подсистем: двух управляющих (левое и правое полушария мозга) и двух управляемых (левая и правая половины тела). Если информационные и энергетические связи между управляющими и управляемыми подсистемами организма могут иметь или ипси- или контра-схему соединения, то в принципе, возможны четыре комбинации. Из них две дискордантны, две конкордантны.

Природа реализовала только первую комбинацию. Почему? Чем она лучше остальных? Все дело в том, что конкордантные комбинации образуют положительную обратную связь, нарушающую равновесие.

Если были бы реализованы они, то было бы невозможно билатеральное (соразмерное) развитие организма: одна половина тела могла гипертрофироваться, вторая атрофироваться (кстати, если известны такие аномалии развития или болезни, предлагаемая трактовка может объяснить их причину). Стало быть, природа должна была осуществить одну из дискордантных комбинаций, которые образуют отрицательные обратные связи, поддерживающие латеральное равновесие.

А почему из дискордантных была выбрана именно первая комбинация? Видимо, она проще в реализации, так как проще перекрещивать нервы, чем сосуды. Например, интенсивная нагрузка на правую руку (письмо, теннис, шпага), повышая кровоснабжение правой стороны, улучшает питание не «своего» полушария, а «чужого», правого, которое управляет левой рукой. Если допустить, что с улучшением кровоснабжения может улучшиться управление, то образуется отрицательная обратная связь, обеспечивающая симметричность (соразмерность) рук. Следовательно, перекрест нервных путей — отрицательная обратная связь, обеспечивающая латеральную симметрию организма. В кибернетическом плане такая трактовка нервного перекреста, как регулятора оптимальной «дистанции» между половинами тела, аналогична Х-хромосомному перекрестному наследованию, поддерживающему оптимальную «дистанцию» между полами.

Такие соображения позволяют высказать гипотезу: в изоморфных системах половой и латеральной дифференциации контра-пути («мужская» X-хромосома, нервный перекрест) осуществляют отрицательные обратные связи, поддерживающие равновесные оптимумы полового и латерального диморфизма. Тогда как ипси-пути (Y-хромосома, «женская» — Х-хромосома и неперекрещенные нервные связи), имеющие характер положительных обратных связей, играют роль регулятора, переключателя оптимума (как в холодильнике). Первые сохраняют существующее равновесие, вторые приводят к новому, поэтому тесно связаны с эволюцией. Тогда становится понятно, почему при переходе от билатеральной симметрии к триаксиальной асимметрии появляются эволюционно более молодые, чем контра-, пока слабые, но, по всей видимости, прогрессирующие ипси-латеральные связи. Такую точку зрения мы можем подкрепить пока, к сожалению, только эволюцией зрительных ипси-путей, которые, как было показано, действительно прогрессируют, более продвинуты у мужчин и обусловливают их лучшие пространственно-зрительные способности. Ключ к пониманию описанных явлений, включающих и латерализацию и пол, дает кибернетическая идея, высказанная нами в 1972 г.

Принцип сопряженных подсистем. С выделением любой системы автоматически появляется среда, в которой она существует. Поскольку эволюционируют и среда и система, а среда всегда больше (инерционнее) системы, то эволюция среды диктует эволюцию системы (строго в рамках дарвиновской парадигмы адаптогенеза).

Сама идея эволюции подразумевает наличие двух непременных условий: сохранения и изменения (иначе нет эволюции, ибо система или исчезает, или застывает). От среды идет одновременно как вредная, разрушающая систему информация, так и полезная — управляющая, подсказывающая: в каком направлении надо меняться. Поэтому для лучшего сохранения система должна быть, в информационном смысле, «подальше» от среды, а для лучшего изменения, напротив, «поближе». Следовательно, проблема эволюции ставит перед системой конфликтные требования: быть одновременно подальше и поближе от среды. Разрешить конфликт можно двояко: или целиком быть на некотором оптимальном «расстоянии» от среды, или дифференцироваться на две сопряженные подсистемы: одну — консервативную, убрать подальше для сохранения имеющейся информации, вторую — оперативную, придвинуть поближе к среде для получения новой информации.

Второе решение, по сравнению с первым повышает эволюционную устойчивость системы в целом, поэтому такая «гантелеобразная» информационная структура часто встречается среди адаптивных, следящих систем, эволюционирующих в изменчивой среде, независимо от их конкретной природы: биологических, социальных, технических, игровых и т. д. Среди живых систем к сопряженным можно отнести: нуклеиновые кислоты — белки, аутосомы — гоносомы, ядро — цитоплазма, гаметы — сома, женский — мужской пол, правая — левая сторона и т. д.

Информационное обособление подсистем означает, что между ними существует барьер, препятствующий полному смешению информации. А локализация новой, экологической информации в оперативной подсистеме равносильно асинхронной эволюции подсистем с одновременным появлением асимметрии между ними, т. е. эволюция оперативной подсистемы начинается и кончается раньше, чем консервативной. Такой подход оказался очень плодотворным и привел к созданию эволюционной теории пола.

Эволюционная теория латерализации. Она должна удовлетворять следующим граничным условиям: во-первых, исходная точка, когда нет еще функции (органа, признака), не может быть и центра управления ею в мозге, поэтому не может быть и асимметрии доминирования полушарий; во-вторых, конечная точка, когда функция в филогенезе утрачивается, элиминируется, исчезают и центры управления ею и асимметрия доминирования. Стало быть, между этими двумя точками симметрии мы должны разместить картину асинхронно-асимметричной эволюции доминирования.

Единственный вопрос, который остается открытым: «кто есть кто?», какая подсистема играет роль оперативной, являясь аналогом мужского пола, а какая — консервативной, или аналогом женского пола? Этот вопрос решается, индуктивно, т. е. анализом специализации левого и правого полушария. Функции, управляемые оперативным полушарием, должны быть эволюционно «моложе», чем функции, управляемые консервативным. Приведенный в начале статьи перечень «профессий» полушарий не оставляет никакого сомнения, что оперативной подсистемой мозга следует считать левое полушарие, консервативной — правое. Итак, исходное состояние симметричное, а при появлении новой функции в филогенезе доминирующий центр управления ею дислоцируется в левое полушарие. Пока мужской пол «осваивает» новую функцию, левое полушарие «осваивает» ее центр управления. Функция остается левополушарной в течение мозгового (полушарного) дихроизма, сравнимого по длительности с его аналогом — половым дихроизмом.

Следовательно, левое полушарие, как и мужской пол, является «экспериментальным» («ясли», «питомник» для молодых функций). По прошествии полового дихроизма в левое полушарие дислоцируется доминирование и у женского пола. Этот переход от исходной билатеральности к левополушарности представляет дислокационную фазу эволюции функции.

Через промежуток времени, равный мозговому дихроизму, у мужских особей происходит транслокация доминирования из левого полушария в правое. Со сдвигом на половой дихроизм то же самое происходит и у женских особей. Это — транслокационная фаза эволюции, в результате которой центры управления функции оказываются у обоих полов в правом полушарии. Для «живых» функций на этом эволюция кончается. Если же функция в дальнейшем утрачивается (сперва у мужского пола, затем у женского), то ее центр управления элиминируется, и по этой функции исчезает асимметрия и система возвращается снова к симметрии (конечной). Последняя фаза — релокационная. Следовательно, критерием локализации функции в левом или правом полушарии является ее эволюционный «возраст». Новые эволюционно молодые функции локализованы в левом полушарии, а старые, «зрелые» — в правом. Функции левого полушария (выдержавшие отбор) в будущем попадут в правое, а все функции правого полушария когда-то в прошлом уже побывали в левом. Стало быть, доминирование нельзя относить к целому органу (руке, ноге, глазу, уху) или, тем более, к целому организму (правша, левша), а только к отдельной функции, характеризуя ее эволюционный возраст. Правостороннее доминирование органа (левополушарное управление) означает молодой возраст данной функции, а левостороннее доминирование (правополушарное управление), наоборот — старый. В филогенезе каждой функции можно выделить переходы: дислокационный, когда исходная билатеральность превращается в левополушарность; транслокационный (когда левополушарность переходит в правополушарность); и для утрачиваемых функций еще релокационный, когда состояние мозга возвращается в конечную билатеральность.

Следовательно, правое — левое полушария можно характеризовать соответственно как: консервативное — оперативное, биологическое — социальное, генетическое (по информации, передаваемой потомству через гаметы) — культурное (через культуру), видовое (универсальное, общее для разных этносов, культур) — этническое (национальное, личностное, индивидуальное), филогенетическое (постоянная память) — онтогенетическое (оперативная память), генеративное (внутреннее, обособленное от среды) — экологическое (внешнее, теснее связанное со средой). В этом суть новой концепции латерализации, асимметрии мозга и рукости.

Проверка теории: факты, предсказания. Теперь о трактовке непонятных фактов с новых позиций. Прежде всего совершенно очевидно, что подавляющее большинство специализированных функций полушарий, перечисленных в начале статьи, укладываются в предложенную трактовку.

Функции, локализованные в левом полушарии, действительно, эволюционно молодые: речь, письмо, самосознание, тонкие движения пальцев обеих рук, рационально-логическое, аналитическое, абстрактное мышление, арифметика, музыкальная композиция. А функции, связанные с правым полушарием, — эволюционно старые: пространственно-зрительные, музыка, интонация речи, интуиция, грубые движения всей руки, конкретно-ситуационное мышление, эмбриональные функции.

Но есть и такие, эволюционный возраст которых не так очевиден. Например, эмоции: отрицательные — положительные; понимание: пространства — времени, существительных — глаголов; высказывания: истинные — ложные. Как в филогенезе, так и в онтогенезе первые появляются раньше вторых. У новорожденных плач опережает улыбку, у котят жалобный писк предшествует мурлыканию, у щенят скуление начинается на три месяца раньше виляния хвостом. Кроме того, при функциональном угнетении мозга отрицательные эмоции исчезают последними и восстанавливаются первыми.

Если вспомнить мышление и лексику детей или представителей молодых культур (дикарей), то легко убедиться, что понимание пространства проще, чем времени; существительных проще, чем глаголов; истинные высказывания проще, чем ложные. Ориентация в пространстве приходит раньше, чем во времени; первые слова ребенка — существительные, лукавство и ложь появляются позже. Пространство цветов, также, видимо, можно считать эволюционно новым приобретением. Персонажи «Илиады» и «Одиссеи» пользовались очень узким спектром цветовой гаммы.

Единственная функция, локализация которой не укладывается в нашу схему — юмор. Юмор, казалось, филогенетически новый признак, об этом говорит, в частности, направление полового диморфизма: у мужчин он проявляется чаще и сильнее. Однако считается, что он локализован в правом полушарии. По всей видимости, с юмором ситуация аналогична музыке. Наши предки слушали пение птиц, пытались подражать другим животным, научились петь, в этом смысле музыка — эволюционно старая функция и должна управляться правым полушарием. Но музыкальное творчество (как и любое другое, вероятно) — эволюционно новая функция и должна находиться в левом полушарии. Так обстоит дело с трактовкой известных фактов.

Однако гораздо убедительнее могут быть те успешные предсказания, которые следуют из новой концепции. И чем неожиданнее они, ниоткуда иначе не следуют, парадоксальнее, тем информативнее. Выберем для каждого органа явно старые и явно новые функции, и попытаемся предсказать направление асимметрии мозга и ведущую сторону при выполнении этой функции.

1. Для руки — самые старые функции, наверное, хвататься, висеть (на ветвях дерева), тянуться за кормом, брать корм, сорвать плод и т. д. Явно новые функции руки для обезьяны — открывать крючок, шпингалет, откручивать гайку, печатать на машинке, крутить телефонный диск, пользоваться кнопкой звонка или тумблером, другими атрибутами цивилизации, которых не было в лесу. Теория предсказывает, что первые должны управляться правым полушарием, вторые левым, т. е. в первом случае должно быть предпочтение и лучшие показатели левой руки, во втором — правой. Специальные полевые наблюдения и эксперименты такое предсказание полностью подтверждают. В восьми исследованиях разных авторов, разными методиками на 700–800 обезьянах получен совершенно однозначный результат: тянуться и брать корм обезьяны предпочитают чаще левой рукой, а «манипулировать» правой. Несмотря на видовую праворукость человека, хватательный рефлекс у новорожденных также сильнее выражен у левой руки. При этом участие ладони сильнее слева, а пальцев справа.

2. Когда предки человека переходили к прямохождению, новый центр управления возник в левом полушарии. Пока мужской пол «овладевал» прямохождением, его левое полушарие решало связанные с ним проблемы: сохранения равновесия, сужения шейки аорты, создания клапанов в венах и т. д. В этот «экспериментальный» период прямохождение было у мужского пола «ге-нотипическим», а у женского пола — еще «фенотипическим» (за счет широкой нормы реакции, высокой обучаемости и конформности он как бы «подражал» мужскому полу). В этот период, до момента транслокации, предки человека были правоноги. После транслокации правоногость перешла в левоногость. Поэтому, согласно закону рекапитуляции, в онтогенезе человека в определенном возрасте (в проекции точки транслокации) «детская» правоногость должна переходить во «взрослую» левоногость. Оказывается такой переход был открыт фон Бонином, который установил, что у человека от 6 до 12 лет больше правая бедренная кость, а с 13 до 20 лет становится больше левая. Такой парадоксальный факт никак иначе не объяснить. В отличие от рук, имеющих много новых функций, у ног их мало. Этим объясняется существующее мнение, что человек как вид «праворук и левоног».

3. По той же логике, эволюционно старые звуки — средовые (гром, шум дождя, ветра, рокот моря, лай собаки, кашель и т. д.), лучше должно улавливать левое ухо, в то время как новые, смысловые звуки (слова, числа), наоборот — правое. Эксперименты по дихотическому прослушиванию это предсказание полностью подтверждают.

4. По зрительному рецептору, по той же схеме, старые стимулы, простую вспышку света (молния) лучше улавливаются в левом зрительном поле, в то время как новые — мелькание слов или чисел (видимо, и показания приборов) в правом. Тахистоскопические эксперименты это также подтверждают.

5. По тактильному рецептору, логика та же, новые (незнакомые) предметы на ощупь лучше должны узнавать правой рукой, а старые (хорошо знакомые) — левой. Это предсказание теории также полностью подтверждают многочисленные эксперименты по дигаптической стимуляции. Обычно описанные различия пытаются объяснить вербализуемостью одних и невербализуемостью других стимулов. Однако дело не в этом. «Водораздел» проходит по «стажу» функций. Во всех этих случаях теория предсказывает и половой диморфизм, который также отмечается, когда фиксируют зависимость от пола. Такие работы особенно информативны, так как дают возможность проверить одновременно обе теории — пола и мозга.

6. Поскольку эволюционные преобразования затрагивают прежде всего мужской пол, то смена рукости в филогенезе (амбидекстрия — праворукость-леворукость) должна сопровождаться одновременным ростом в этих группах соотношения полов (доли мужчин). Такой прогноз теории тоже оправдывается. На каждую женщину приходится среди амбидекстров, примерно 0,5, среди право-руких ~0,9, леворуких ~5,0 мужчин.

7. Подтверждают теорию эксперименты Виттельсон по дигаптической стимуляции, приведенные нами выше.

8. Из 51 шимпанзе по 591 тесту обнаружили предпочтение правой руки у 21 и все они были самцами.

9. Согласно новой теории, правое полушарие биологическое (видовое), а левое — социокультурное (этническое), тогда можно предположить, что «степень левополушарности» (Л/П) в онтогенезе с возрастом должна расти. Поэтому минимальное значение она должна иметь для эмбриональной стадии развития, так как у эмбриона одни биологические функции и нет еще социокультурных. Оказывается, это тоже соответствует действительности. Эмбриологи отмечали, что у многих видов левая сторона развивается обычно немного быстрее правой. Установлен правополушарный контроль внутриутробного развития у человека. Еще одно доказательство этого представляет соотношение длин левой и правой височных плоскостей: у младенцев оно равно 1,64, а у взрослых оно 1,82.

10. С этих же позиций легко интерпретировать иначе непонятные результаты экспериментов другого плана. Индейцев, негров, белых (1220 человек) сравнивали по двум тестам: как считалось, для правого и левого полушария. По отношению оценок П/Л на первом месте оказались индейцы, затем негритянки, негры, белые (обратим внимание на половой диморфизм у негров). Был сделан вывод, что у цветных более правополушарное мышление. Однако вскоре было показано, что по правым полушариям нет никаких заметных различий, группы отличались в основном по левым полушариям, как и следовало ожидать. Аналогичные данные были получены по изучению северных народов у нас.

11. Значимую тенденцию от амбидекстрии к предпочтению правой руки с практикой выполнения функции наблюдали по тактильной дифференциации новых предметов на обезьянах резусах, мармозетах.

12. Аналогичные тенденции описаны у человека по речевым дихотическим сигналам: первые дни преимущество правого уха, через неделю — левого.

13. Сиаманги, шимпанзе, орангутаны, гориллы чаще предпочитают правую конечность для начала наземного движения.

14. Согласуются с теорией и археологические данные по изготовлению и применению орудий в каменном и бронзовом веке. Обратим внимание, что во всех этих разнообразных наблюдениях установлены только предсказанные теорией направления переходов: билатеральность — левополушарность — правополушарность. Таковы некоторые факты, которые существующие теории не могли объяснить, а новая концепция трактует естественно и просто.

Кроме того, она позволяет делать множество ниоткуда иначе не следующих четких и легко проверяемых предсказаний. Приведем некоторые из них.

Поскольку асимметрия мозга связана с эволюцией, то максимальных значений асимметрии, помимо человека, можно ожидать у интенсивно эволюционирующих видов. Это прежде всего селекционные (сельскохозяйственные, домашние виды), синантропные, возможно, дрессируемые животные. Можно предсказать повышенную латерализацию в гибридных, гетерозиготных популяциях в развитых странах по сравнению с развивающимися, у городского населения по сравнению с сельским, зависимость от образования и т. д., т. е. во всех тех случаях, когда левое полушарие испытывает большие экологические нагрузки. В этой связи интересно, что у крыс (синантропный вид) кора правого полушария тоньше (до 10%), чем левого.

Фило-, онтогенетический переход амбидекстрия — праворукость — леворукость позволяет предсказывать существование праворукой промежуточной фазы по всем функциям левой руки, и отсутствие аналогичной леворукой фазы по функциям правой руки.

Центры управления функций дислокационного возраста должны быть: у женщин билатеральны, у мужчин — левополушарны; транслокационного: у женщин — левополушарны, у мужчин — правополушарны; а релокационного: у женщин — правополушарны, у мужчин — билатеральны. Все это легко проверить в онтогенезе.

Если предложить обезьянам два варианта получения корма: грубым (горстью, большим куском) и тонким движением (извлекая за тонкий волосок, собирав крохи), то в первом случае должно быть более часто предпочтение или превосходство левой руки, во втором — правой. Ту же тенденцию можно предсказать и у детей при манипуляции мелкими и крупными предметами (скажем, откручивание миниатюрной от очков гайки и крышки банки).

Если придумать для ног новые функции, скажем, писать или рисовать на песке, брать и перекладывать предметы, другие «педипуляции», то по ним теория предсказывает правоногость.

По любым признакам или функциям парных органов направление латерального диморфизма (левый → правый, а для полушарий правый → левый) должен совпасть с направлением полового диморфизма (женский → мужской).

Если из двух левых половин портрета составить первое целое лицо, а из двух правых — второе, то первое больше будет похоже на мать и сестер, второе — на отца и братьев.

Болезни и аномалии развития парных органов, имеющие «атавистическую» природу, чаще должны встречаться у женщин, соматические — слева, мозговые (психические) — справа, а «футуристические» («поиск», болезни века, цивилизации, урбанизации) напротив, у мужчин, соматические — справа, психические слева и т. д. Очевидно, что прогностический потенциал теории огромен.

В заключение резюмируем основные выводы. Явления половой дифференциации и латеральной асимметрии изоморфны. Оба — следствия асинхронной эволюции подсистем, создающей «дистанцию» по хронологической оси (половой и латеральный дихроизм) и морфо-(эко)логической оси (половой и латеральный диморфизм). Поэтому по временной оси их подсистемы можно трактовать как «арьергард — авангард», а по морфо-(эко)логической — как внутреннее, удаленное от среды, «генеративное стабильное ядро» и внешнюю, контактирующую со средой, «экологическую лабильную оболочку».

Оба явления, будучи тесно связаны с эволюцией, могут служить критерием эволюции, а именно эволюционируют только диморфные по полу и латеральности (асимметричные) функции, мономорфные (симметричные) же стабильны.

Оба популяционных вектора, и половой диморфизм (ж → м), и латеральный (л → п для стороны тела, или П → Л для полушарий), показывают направление эволюции.

В обоих случаях соотношение дисперсий подсистем по каждой функции указывает фазу ее эволюции, или «возраст» эволюционирующей функции.

Эволюционный смысл обоих явлений состоит в локализации риска: поиск, проверка, отбор новых признаков и функций в оперативной подсистеме до их передачи и закрепления в консервативной.

Оба явления представляют собой адаптивную специализацию, поэтому имеют свой оптимум и механизмы регуляции.

Латерализация — закономерный процесс, продолжающий эволюционную «логику ряда», последовательности типов симметрии: шаровая → радиальная → билатеральная, и создающая последний тип того же эволюционного ранга → триаксиальной асимметрии (гипотеза).

Тогда, по аналогии с Х- и Y-хромосомным наследованием, нервный перекрест (контра-пути) осуществляет отрицательную обратную связь, поддерживающую билатеральное равновесие (симметрии), а ипси-пути, как положительные обратные связи, смещают равновесие и устанавливают новое (асимметрии).

Предлагаемые теории к классической триаде — палеонтология, сравнительная анатомия, эмбриология — добавляют еще два мощных источника эволюционной информации (для поведенческих, психологических признаков — единственных), два новых вектора эволюции: половой диморфизм и латеральную асимметрию.

Библиография

Геодакян В. А. Роль полов в передаче и преобразовании генетической информации // Проблемы передачи информации. 1965. Т. 1. № 1

Геодакян В. А. О структуре эволюционирующих систем // Проблемы кибернетики. М., 1972. Вып. 25

Геодакян В. Л. Дифференциальная смертность и норма реакции мужского и женского пола // Журн. общ. биол. 1974. Т. 35. № 3

Геодакян В. А. Системно-эволюционная трактовка асимметрии мозга // Системные исследования: Ежегодник. М., 1987

Геодакян В. А. Теория дифференциации полов в проблемах человека // Человек в системе наук. М., 1989

Геодакян В. А. Асинхронная асимметрия // Журнал высшей нервной деятельности. 1993. № 3

Геодакян В. А. Эволюционные хромосомы и эволюционный половой диморфизм // Известия РАН: Серия биологическая. 2000. № 2

Геодакян В. А. Конвергентная эволюция фенотипа, асимметрии и сексуальности к культуре // Сексология и сексопатология. 2003. № 6, 7, 8

Геодакян В. А. Эволюционные теории асимметризации организмов, мозга и тела / Актуальные проблемы функциональной асимметрии мозга. (В печати.)

Тема № 327

Эфир 09.12.2003

Хронометраж 42:55

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz