Если бы мир СеверансаSeverance был реальным, ваш «внутренний» читал бы эту статью на работе, не обращая внимания на то, что ваш «внешний» намерен провести вечер в поисках этих самых ответов в Интернете. В то время как процедура «Северанс» - хирургическое вживление чипа в мозг для создания отдельных сознательных агентов с доступом к отдельным потокам памяти и опыта - на данный момент является чисто вымышленной, другая хирургическая процедура по разделению мозга, называемая каллозотомией, вполне реальна и применяется с 1940-х годов. Вместо того чтобы разделять рабочую и личную жизнь, эта операция разделяет правое и левое полушария мозга, разрывая основную линию связи между ними - толстый пучок нервов, называемый мозолистым телом.1 Эта операция использовалась для лечения тяжелой и рефрактерной эпилепсии; у многих пациентов она помогала контролировать припадки, предотвращая распространение аберрантной нейронной активности между полушариями.

Но исследователи были обеспокоены тем, что эта процедура может иметь и другие, менее желательные последствия. Что произойдет, если правая и левая половины коры головного мозга, отвечающие за огромное количество функций, включая ощущения, движения, обучение, память, язык, личность, принятие решений и сознание, больше не смогут общаться друг с другом? Может ли каждая половина выполнять свои задачи самостоятельно? И если да, то каковы последствия наличия двух независимых центров сенсорной обработки, или мышления, или сознания?

The corpus callosum is a thick band of nerve fibers that enables rapid communication between the right and left hemispheres.

Первоначальное нейропсихологическое тестирование в 1940-х годах выявило удивительно мало: Пациенты с эпилепсией, перенесшие эту операцию, демонстрировали одинаковые результаты в тестах на зрение, руки и язык до и после процедуры, и, казалось, не испытывали никаких трудностей в повседневной жизни2. «Несоответствие между большим размером, стратегическим положением и очевидной важностью мозолистого тела, с одной стороны, и отсутствием функциональных нарушений после его рассечения - с другой, многие годы представляло собой одну из самых интригующих и сложных загадок функционирования мозга», - пишет нейробиолог и нобелевский лауреат Roger Sperry в статье 1961 года.3

Сперри проводил многолетние эксперименты с разделенным мозгом кошек и обезьян, которые в основном вели себя нормально, но в тщательно контролируемых условиях он заметил некоторые особенности. У этих животных он обнаружил, «что каждое из разделенных полушарий теперь имеет свою независимую психическую сферу или когнитивную систему, то есть свои независимые процессы восприятия, обучения, памяти и другие психические процессы».3 Основываясь на этих экспериментах, Сперри предположил, что с пациентами, перенесшими каллозотомию, может происходить нечто большее, чем было выявлено в ходе первоначальных тестов.

В 1960-х годах Сперри и его аспирант Michael Gazzaniga начали знаковые исследования этих людей, осторожно предъявляя визуальные или тактильные стимулы одному полушарию и оценивая ответы, генерируемые тем же (или противоположным) полушарием.4,5 Таким образом, они могли измерить индивидуальные возможности обработки информации каждым полушарием и изучить, какие процессы пациенты осознают, а какие работают вне их сознания. Это исследование открыло новую область изучения локализации функций в мозге и поставило вопросы о природе сознания, на которые до сих пор нет окончательного ответа.

«[До] современных работ по расщеплению мозга существовало множество классических нейропсихологических работ, в которых предполагалось, что определенные функции локализованы в различных частях мозга», - говорит Gazzaniga, ныне почетный профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Например, в 1865 году французский анатом Пьер Поль Брока опубликовал свою работу о латерализации языка, определив область в левой лобной коре, которая, как оказалось, имеет решающее значение для производства речи, на основании повреждений, которые он выявил посмертно в мозге двенадцати пациентов с речевыми трудностями.6

В 1930-1940-х годах нейрохирург-первопроходец Wilder Penfield из Монреальского неврологического института начал строить более подробные карты коры головного мозга человека в ходе своей работы по разработке хирургических методов лечения тяжелой фокальной эпилепсии.7 Используя местную анестезию, Пенфилд смог сохранить сознание своих пациентов, даже когда он удалял части черепа, чтобы обнажить мозг. Затем пациенты могли рассказать о своих ощущениях, когда Пенфилд стимулировал различные участки коры головного мозга. Это не только помогло хирургам определить (и затем удалить) точную область, в которой возникали припадки, но и помогло избежать удаления частей так называемой красноречивой коры - любой области, вовлеченной в такие важные функции, как зрение, слух, соматосенсация, двигательный контроль и язык.

Penfield вел скрупулезно подробные записи, что позволило ему не только локализовать определенные функции мозга у отдельных пациентов, но и объединить эти наблюдения и создать более широко применимые карты человеческого мозга. В частности, он создал диаграммы сенсорных и моторных гомункулов, которые наверняка узнают студенты, изучающие неврологию: эти карикатурные человечки с огромными лицами и руками отображают относительные размеры областей мозга, отвечающих за ощущения и движения различных участков тела.8 Каждое полушарие отвечает за контралатеральную сторону тела.

Работа Пенфилда также подняла вопросы о локализации конкретных воспоминаний. Во время стимуляции мозга большинство пациентов сообщали о таких ощущениях, как вспышки света, специфический запах или вкус, покалывание в какой-либо области тела. Но другие сообщали о ярких и сложных переживаниях - например, о том, что слышат песню в исполнении оркестра, видят, как женщина говорит сыну, что его пальто надето задом наперед, - которые могли быть воспоминаниями.9 «Где же место понимания?» - размышлял он в 1952 году. размышлял он в своей работе 1952 года. «Где находится очаг разума? »9

Пациенты, перенесшие операцию по расщеплению мозга, щедро делились своим временем, чтобы помочь исследователям найти ответы на вопросы о функциональной специализации каждого полушария: Контролирует ли одна сторона обработку языка, как предполагалось в гипотезе? А как насчет обработки эмоций, распознавания лиц или памяти? Находится ли сознание в одном полушарии или в обоих, и если в обоих, то что это значит для пациентов, чьи полушария больше не связаны друг с другом?

В исследовании 1967 года, в котором приняли участие три пациента с синдромом расщепленного мозга, Газзанига и Сперри измерили, как участники реагировали на стимулы, предъявляемые одному полушарию или другому: Изображения, предъявляемые правому зрительному полю, или прикосновения к правой стороне тела воспринимались левым полушарием, и наоборот.5 Когда объекты предъявлялись правой руке или правому зрительному полю, участники легко называли их идентичность; и наоборот, они были совершенно не в состоянии вербально идентифицировать любые объекты, предъявляемые левой стороне тела (и, следовательно, правому мозгу). Однако дело не только в том, что правый мозг не мог получать или обрабатывать информацию: если картинка предъявлялась в левом зрительном поле, участники могли использовать левую руку, чтобы выбрать соответствующий трехмерный объект.

На основании результатов этого и других исследований, проведенных ранее в 1960-х годах, они пришли к выводу, что «сознание обычно присутствует как в малом (правом), так и в большом (левом) полушарии и что эти две отдельные сферы сознательного опыта могут протекать как одновременно, так и попеременно »5.

Дальнейшие исследования Газзаниги и других ученых расширили эти выводы. В одном из исследований правое и левое полушария пациента, по-видимому, присваивали разные значения - об этом свидетельствовало то, что левая и правая руки выбирали разные числа - когда их просили оценить людей, предметы или концепции по шкале симпатий от одного до семи.10 В другом исследователи сообщили, что правая и левая стороны пациента могли использовать сигналы рук, указывающие на большее или меньшее, чтобы угадать число, которое могла видеть только одна сторона.11

A Journey Into the Brain

Однако более поздние исследования ученых из Амстердамского университета опровергли идею о том, что разрыв мозолистого тела приводит к появлению двух отдельных сознательных образований.12 В этом исследовании было обнаружено, что когда в правом и левом зрительных полях были представлены два изображения, например круг и квадрат, участники не могли определить, одинаковые это фигуры или разные, что, по-видимому, свидетельствует о раздельной обработке зрительных сигналов, что согласуется с предыдущими исследованиями. Однако, в отличие от предыдущих исследований, амстердамские ученые обнаружили, что когда одна фигура была представлена в правом или левом зрительном поле, участники могли указать, что они видели эту фигуру, как вербально, так и указывая на нее правой или левой рукой. По мнению авторов, это свидетельствует о едином сознании и, по крайней мере, о некотором обмене информацией между полушариями. В поддержку этой гипотезы исследования изображений мозга, проведенные в 2008 и 2024 годах, показали, что у пациентов с разделенными полушариями сохраняется некоторая функциональная связь.13,14

Хотя основные идеи о локализации и латерализации верны - определенные области коры кажутся более важными, чем другие, для таких функций, как зрение, моторный контроль или язык, - человеческий мозг изобилует сложностями и исключениями из этих «правил». Функциональные нейровизуализационные исследования показали, что правое полушарие также может играть важную роль в некоторых аспектах обработки и производства языка.15 Более поздние исследования области Брока, которая раньше считалась критической для производства языка, показали, что повреждение этой области в результате инсульта или хирургической резекции не связано с долгосрочными трудностями речи.16,17 Даже моторная кора является более сложной, чем кажется на первый взгляд: Области моторного контроля переплетаются с областями, которые, похоже, управляют планированием действий, а не самими действиями.18

Вопросы о сознании - где оно находится в мозге, может ли в одном мозге существовать более одного сознания - конечно, еще более сложны для ответа. В своей работе, опубликованной в 2020 году, нейробиолог из Нью-Йоркского университета Joseph LeDoux отметил, что исследования пациентов с различными неврологическими синдромами указывают на то, что в мозге происходят важные процессы, которые, по-видимому, лежат за пределами осознания.19 Например, пациенты с амнезией могут осваивать новые двигательные навыки и развивать условные реакции на определенные стимулы, даже если они не помнят, как обучались этому навыку или видели этот стимул раньше.

Действительно, как отмечает Газзанига, хотя мы и можем описать субъективный опыт сознания, «что такое [сознание], очень трудно описать». И далее, узнаем ли мы ответ, когда увидим его? ...Пока нет единого мнения о том, как будет выглядеть ответ". References

Goldstein A, et al. Neuroanatomy, corpus callosum.StatPearls. 2025

Akelaitis AJ. A study of gnosis, praxis and language following section of the corpus callosum and anterior commissure. J Neurosurg. 1944; 1(2):94-102.

Sperry RW. Cerebral organization and behavior: The split brain behaves in many respects like two separate brains, providing new research possibilities.Science. 1961;133(3466):1749-1757.

Gazzaniga MS, et al. Observations on visual perception after disconnexion of the cerebral hemispheres in man.Brain. 1965;88(2):221-236.

Gazzaniga MS, Sperry RW. Language after section of the cerebral commissures.Brain. 1967;90(1):131-148.

Berker EA, et al. Translation of Broca’s 1865 report: Localization of speech in the third left frontal convolution.Arch Neurol. 1986;43(10):1065-1072

Ladino LD, et al. The Montreal procedure: The legacy of the great Wilder Penfield. Epilepsy Behav. 2018;83:151-161

Schott GD. Penfield’s homunculus: A note on cerebral cartography.J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1993;56(4):329-333

Penfield W. Memory mechanisms.AMA Arch Neurol Psychiatry. 1952;67(2):178-198.

LeDoux JE, et al. A divided mind: Observations on the conscious properties of the separated hemispheres.Ann Neurol. 1977;2(5):417-421.

MacKay DM, MacKay V. Explicit dialogue between left and right half-systems of split brains.Nature. 1982;295(5851):690-691.

Pinto Y, et al. The split-brain phenomenon revisited: A single conscious agent with split perception.Trends Cogn Sci. 2017;21(11):835-851.

Uddin LQ, et al. Residual functional connectivity in the split-brain revealed with resting-state functional MRI. Neuroreport. 2008;19(7):703-709.

Marcantoni I, et al. Interhemispheric functional connectivity: An fMRI study in callosotomized patients.Front Hum Neurosci. 2024;18:1363098.

Riиs SK, et al. Choosing words: Left hemisphere, right hemisphere, or both? Perspective on the lateralization of word retrieval.Ann N Y Acad Sci. 2016;1369(1):111-131.

Gajardo-Vidal, A et al. Damage to Broca’s area does not contribute to long-term speech production outcome after stroke.Brain. 2021;144(3):817-832

Andrews JP, et al. Dissociation of Broca’s area from Broca’s aphasia in patients undergoing neurosurgical resections.J Neurosurg. 2022;138(3):847-857.

Gordon EM, et al. A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex.Nature. 2023;617(7960):351-359.

LeDoux JE, et al. A little history goes a long way toward understanding why we study consciousness the way we do today.Proc Natl Acad Sci U S A. 2020;117(13):6976-6984.