Интеллект и мозолистое тело

В главе 2 было рассмотрено исследование Ana Narberhaus с соавторами (2007), продемонстрировавшее связь между возрастом гестации (беременности), аномалиями развития МТ и интеллектом.

В работе исследовалась специфика связи между возрастом гестации, аномалиями развития МТ и интеллектом у 117 подростков одного и того же возраста, пола и социокультурного статуса. 53 из них были рождены в срок (контрольная группа), 64 – преждевременно рождены. Преждевременно рожденные были разделены на 4 группы по возрасту гестации: группа 1 – до 27 недель; группа 2 – 28–30 недель; группа 3 – 31–33 недели; группа 4 – 34–36 недель.

В группе 1 отмечалось общее уменьшение МТ в задней части, уменьшение общего объема белого вещества и пониженный показатель полношкального IQ. Подростки группы 2 также показали пониженный IQ, но МТ было уменьшено только в сплениуме, без общего уменьшения объема белого вещества. В группе 3 не было разницы в размерах МТ или количестве белого вещества по сравнению с контрольной группой. Однако и они показывали сниженный IQ. Группа 4 не отличалась от контрольной группы по показателям МТ, белого вещества и IQ. Таким образом, недоразвитие МТ, приводящее к дефициту межполушарной интеграции, может влиять на развитие интеллекта.

В исследовании H. C. Sauerwein с коллегами (1994) рассматривается вопрос о том, может ли МТ служить нейроанатомическим субстратом общих интеллектуальных способностей, в дополнение к другим анатомическим областям и структурам мозга. Размеры МТ измерялись у 62 здоровых субъектов (28 женщин и 34 мужчины) с учетом вариаций, связанных с размером всего мозга. В этой работе была получена значимая положительная корреляция между интеллектом и толщиной задних отделов МТ, что может объясняться более эффективной межполушарной передачей информации и ее обработкой. Авторы предполагают, что вариации в размерах разных отделов МТ могут частично отражать основную архитектуру топографически связанных отделов коры, относящихся к обработке когнитивной информации. Они подчеркивают важность рассмотрения задних отделов МТ в теориях и моделях, направленных на изучение анатомических субстратов интеллекта. При исследовании умственных способностей пациентов с АМТ и каллозотомией указывается, что большинство из них имеет нормальный уровень интеллекта, хотя показатели этих способностей очень вариативны (Sauerwein, Lassonde, 1994).

В одном из исследований (Moutard et al., 2003) было отмечено, что у детей с изолированной АМТ (частичной или полной) нормальный уровень интеллекта в дошкольном возрасте может иметь тенденцию понижаться в школьном возрасте. В исследовании участвовали двое юношей с АМТ и нормальным уровнем интеллекта, которых тестировали с помощью теста на категории. Им предлагались задания, в которых необходимо было уловить закономерность или принцип построения стимульного материала. Оказалось, что у испытуемых наблюдалось худшее, чем можно было бы ожидать для их интеллектуального уровня, выполнение. Качественный анализ показал, что они испытывали значительные трудности при сравнении геометрических форм и цветов, особенно это было заметно после успешного решения заданий, для которых необходима опора на количество элементов или цифры. Кроме того, время ответов испытуемых увеличивалось при неправильных решениях, что исключает импульсивный характер ошибок.

Исследования интеллекта показали, что даже если у людей с АМТ не отмечается нарушений когнитивных способностей, по уровню интеллекта они чаще всего располагаются на нижней границе нормы (Fischer et al., 1992). Полношкальный IQ может быть ниже, чем ожидаемый, но его значения часто остаются в средних пределах. У неожиданно большого количества пациентов с АМТ (60 %) показатели невербального и вербального IQ различаются. Однако устойчивых результатов по снижению одного из этих показателей нет (Chiarello, 1980; Sauerwein et al., 1994). Ухудшения в абстрактных рассуждениях (Brown, Paul, 2000; David et al., 1993), в решении социальных задач (Aalto et al., 2002; Fischer, 1992; Imamura et al., 1994), обобщениях и скорости категоризации (David et al., 1993) часто наблюдаются у пациентов с АМТ.

M. Gazzaniga (2005), анализируя мозговую организацию интеллектуальных процессов, описывает интересный эксперимент, направленный на исследование понимания причинности больными с «расщепленным» мозгом. Понимание причинно-следственных связей – фундаментальная характеристика интеллектуальных способностей – зависит от перцептивного и логического компонентов. В эксперименте тестировались два пациента с «расщепленным» мозгом и группа неврологически здоровых испытуемых (Gazzaniga, 2005). Испытуемым предлагалась перцептивная задача (рис. 3 а). Пациенты наблюдали последовательность из картинок, которые имитировали столкновение двух шариков. Пространственные и временные характеристики движения изменялись экспериментатором. Участники эксперимента должны были ответить, считают ли они, что второе движение было вызвано первым.

У обоих пациентов с «расщепленным» мозгом правое полушарие «выполняло» перцептивную задачу лучше, чем левое.

Во втором эксперименте участникам предлагалась логическая задача (рис. 3 б). Испытуемые наблюдали короткую последовательность событий (движение переключателя и включение света) и должны были вывести на основе связей между событиями суждение, было ли первое событие причиной второго.

У обоих пациентов с «расщепленным» мозгом левое полушарие «выполняло» это задание лучше, чем правое.

Таким образом, эксперимент продемонстрировал, что перцептивный и логический компоненты причинности зависят от разных полушарий в «расщепленном» мозге. У обоих пациентов левое полушарие было способно конструировать простые логические выводы о причинности, но было не способно использовать его возможности для определения причины в событиях столкновения (перцептивная причинность). Напротив, правое полушарие справлялось с пониманием причинности в событиях столкновений, но не могло сконструировать простую логическую причинность.

Рис 3 а. Перцептивная задача. Стимулы – три последовательно предъявляемых рисунка, изображающие движение шарика А по направлению к другому шарику В и последующее движение шарика В. Движения двух шариков были либо последовательными во времени и пространстве, либо имели небольшой разрыв в пространстве или во времени

Рис 3 b. Логическая задача. Стимулы: последовательно предъявлялись четыре рисунка взаимодействия стимулов и подсказка ответа. Стрелки обозначают движение одного или двух окрашенных «выключателей». Один «выключатель» «включал свет» (окрашенный большой квадрат в третьем предъявлении). После наблюдения за этими четырьмя предъявлениями участники должны были сделать вывод, правильно ли подсказка указывает на «выключатель», который «включил свет»

Используя фМРТ у здоровых участников J. Fugelsang и М. Roser (2010) с коллегами продолжили исследования, идентифицируя отделы в правом полушарии, участвующие в опознании перцептивной причинности. Объединение данных пациентов с «расщепленным» мозгом и результатов фМРТ здоровых испытуемых позволило сделать выводы о том, что перцептивная причинность есть результат обработки информации в коре правого полушария, а логическая причинность базируется на обработке информации в левом полушарии. В сохранном мозге скоординированная активность обоих полушарий дает полное представление о причинности в окружающем мире.

Целью следующего исследования (Funnell et al., 2007) был анализ работы «расщепленного» мозга при решении арифметических задач. В серии из 4-х экспериментов пациенту с расщепленным мозгом предлагались простые задачи на сложение, вычитание, умножение и деление. В центре экрана предъявлялась простая арифметическая задача, испытуемый должен был фиксировать взор на центре экрана. Ответы (стимулы) предъявлялись на 150 мс либо в левое, либо в правое полушарие. Ответ давался с использованием стандартной клавиатуры, рукой, ипсилатеральной визуальному полю, так что полушарие, получающее визуальную информацию, также контролировало и моторный ответ.

В первом варианте эксперимента проверялась способность каждого полушария распознавать правильное решение и отказываться от неверного. Предлагался ответ-подсказка (либо верный, либо неверный), надо было нажать клавишу «ДА» в случае правильного ответа и «НЕТ» в случае неверного ответа. Половина проб содержала правильный ответ, половина – неверный ответ, отличающийся от верного либо на 1, либо на 4 (то есть всего 4 варианта неправильных ответов). Арифметические задания содержали в качестве операндов числа в пределах 10. С помощью многомерного хи-квадрат анализа исследовались эффект полушарий и эффект неправильной подсказки (отличие либо на 1, либо на 4 от правильного ответа). Было показано, что левое полушарие точно определяло, правильный или неправильный ответ ему предъявлен. Ответы правого полушария были случайны для всех операций, кроме сложения.

Целью второго эксперимента было дальнейшее исследование возможностей правого полушария в выполнении простых арифметических вычислений. Во втором варианте предлагался выбор из двух ответов – правильный и неправильный. Они предъявлялись одни над другим, испытуемый должен был выбрать верхний или нижний ответ. Стимульные задания были теми же, что и в эксперименте 1. Выполнение левого полушария было точным для всех арифметических операций. Выполнение правого полушария было случайным для всех операций, кроме вычитания, то есть точность правого полушария для вычитания была выше случайной. Способность правого полушария корректно отвергать неправильный ответ зависела от того, насколько неправильный ответ отличался от правильного – чем больше отличался, тем корректнее отвергался. Авторы предполагают, что точные вычисления, особенно с маленькими числами, основаны на вербальных функциях и латерализованы слева.

В третьем эксперименте предлагались задачи на сложение, а подсказки предъявлялись в двух условиях: либо один правильный ответ и один неправильный, либо два неправильных ответа. Операнды были либо маленькие (1–5), либо большие (5–9). Целью этого эксперимента была проверка гипотезы о том, что приблизительные вычисления основаны на манипуляции с величинами и, следовательно, билатеральны. В таком случае можно ожидать, что правое полушарие будет лучше в приблизительных вычислениях, чем в точных. Левое полушарие превосходило правое и в точном, и в приблизительном сложении. Правое полушарие давало правильных ответов больше, чем неправильных во всех вариантах сложения. Выполнение правого полушария зависело от задачи. Приблизительное вычисление было лучше для больших операндов и неточных ответов. Для точного сложения выполнение было значимо лучше для маленьких операндов.

В работе делаются выводы, что правое полушарие имеет возможность выполнять приблизительное сложение и вычитание через модуль неязыковых количественных репрезентаций, который присутствует в обоих полушариях. Точные вычисления основываются, по-видимому, на зависимых от языка системах, которые представлены в левом полушарии.

Особое место занимают работы по исследованию понимания юмора испытуемыми с патологией МТ. Данные большого количества случаев позволяют заметить, что способности к решению задач становятся более нарушенными по мере усложнения задач (Paul et al., 2007). Понимание юмора – сложное ментальное явление, в которое вовлечено много когнитивных способностей. Некоторые авторы полагают, что восприятие юмора – это процесс решения задачи. J. M. Suls (1972) предположил, что восприятие шуток включает двухшаговую обработку: обнаружение противоречия между историей и завершением и переинтерпретацию истории на основе альтернативных значений или возможностей. Именно переинтерпретация необходима для понимания небуквального смысла, когда надо проигнорировать буквальный смысл в пользу идиоматического или метафорического смысла.

Целый ряд экспериментальных исследований (Coulson, Kutas, 2001; Coulson, Lovett, 2004; Shammi, Stuss, 1999; Kaplan et al., 1990; Wapner et al., 1981; Bihrle et al., 1986) указывает на ведущую роль правого полушария в восприятии и продуцировании юмора, которая объясняется различной спецификой кодирования информации в левом и правом полушариях. Семантические процессы в левом полушарии характеризуются тонкой детальной (аналитической) дешифровкой, в то время как для правого полушария характерна целостная (холистическая), «грубая», обобщенная дешифровка информации (Beeman, Chiarello, 1998). Таким образом, левое полушарие отвечает за обработку информации, непосредственно связанной с высказыванием, в то время как правое полушарие участвует в процессе более широкой смысловой переработки полученной информации, необходимой для активации ассоциативных рядов и использования побочных знаний. Стоит отметить, что подобная правополушарная стратегия малоэффективна для анализа отдельных слов, но более эффективна для переработки и нахождения взаимосвязи между различными контекстами и оперирования ими (Mason et al., 2003), что, возможно, и требуется для понимания юмора (Coulson, Williams, 2005).

Процесс восприятия и понимания метафор и идиом также требует анализа в рамках нескольких контекстов, который реализуется через понимание многозначности слов, противопоставленных семантической структуре высказывания. Этот процесс включает в себя так называемое двойное истолкование или понимание двойного контекста (Coulson, Kutas, 2001). Именно такой комплексный анализ осуществляется структурами правого полушария (Черниговская, Дегдин, 1986; Bottini et al., 1994).

Принципиально схожие результаты исследования понимания метафор и юмора были показаны у больных с АМТ (Paul et al., 2003). Результаты выявили несостоятельность больных с АМТ в понимании абстрактного смысла метафор и эмоционально-окрашенных аспектов речи. При восприятии юмористических конструкций у этой группы больных также были выявлены значительные трудности в виде неправильного выделения кульминационного аспекта высказывания и непонимания двойного контекста фразы. Однако сложностей при выполнении субтестов на восприятие и понимание невербальных аспектов юмора выявлено не было.

В исследовании под руководством W. S. Brown (Brown et al., 2005) использовались и рисуночные, и рассказанные шутки. Было обследовано 16 пациентов от 14 до 55 лет с полной АМТ (все с IQ выше 80) и 31 контрольный испытуемый с таким же уровнем интеллекта. Юмористические тесты были взяты из работ Brownell и Bihrle и являлись частью большой батареи тестов.

Использовались картиночные (невербальные) и нарративные (вербальные) подтесты. Каждый картиночный подтест состоял из трех картинок, и предлагалось два варианта четвертой картинки. Испытуемые должны были выбрать наиболее смешной конец. Нарративные подтесты состояли из шутливых историй. В половине шуток понимание юмора требовало распознавания альтернативного значения слов (игра слов). Другая половина не содержала игру слов, то есть юмор заключался в иных формах несоответствия. Для нарративных шуток предлагались: правильный смешной конец, прямолинейный простой конец, связанное с рассказом нелогичное завершение, нейтральное нелогичное завершение, смешное нелогичное завершение.

Пациенты с АМТ выполняли шутливые нарративные подтесты хуже, чем контрольная группа. Когда пациенты с АМТ делали ошибки, они наиболее часто выбирали прямолинейные концы. Выполнение картиночных подтестов экспериментальной и контрольными группами не различалось.

В исследовании делается вывод, что понимание нарративных шуток не зависит от возраста, IQ, вербальной памяти, понимания буквального смысла языка. А понимание небуквального смысла, то есть понимание юмора, метафор, пословиц связано со способностью понимания двойного смысла. Авторы отмечают выраженный дефицит у пациентов с АМТ в понимании нарративных шуток. Это согласуется с ранее описанной проблемой в понимании метафор и пословиц. Объединяя эти данные, авторы приходят к заключению, что межполушарные связи играют важную роль в обработке сложных форм социальной информации, которая представлена значениями второго плана в разговорах и событиях.

Таким образом, пациенты с АМТ при выполнении стандартных тестов на интеллект демонстрируют вариативные результаты, но в целом справляются с заданиями. Обращают на себя внимание исследования, в которых делаются предположения о дефиците социального интеллекта у пациентов с патологией МТ.