Znajdź zawartość

Testy psychologiczne i badania obrazowe ujawniły, że mózgi pilotów myśliwców są wrażliwsze od mózgów osób o podobnym ilorazie inteligencji. Pozwala im to na dokładniejsze monitorowanie otoczenia i szybsze reagowanie (Journal of Neuroscience). W testach naukowców z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego uczestniczyło 11 pilotów RAF-u, którzy na co dzień latają na myśliwcach Panavia Tornado, oraz grupa kontrolna o dopasowanym IQ oraz wieku, ale bez doświadczenia w pilotażu. Wszyscy wykonywali dwa zadania oceniające kontrolę poznawczą, czyli zdolność organizowania aktywności umysłowej, traktowaną jako wskaźnik umiejętności szybkiego podejmowania decyzji. Każdy badany przechodził też obrazowanie tensora dyfuzji (ang. Diffusion tensor imaging, DTI). Miało ono ukazać budowę połączeń między regionami odpowiadającymi za kontrolę poznawczą. Ustalono, że u pilotów kontrola poznawcza była lepiej rozwinięta, co przejawiało się większą dokładnością, mimo że okazali się oni wrażliwsi na nieistotne, rozpraszające informacje. Poza tym DTI ujawniło międzygrupowe różnice w mikrostrukturze istoty białej w prawej półkuli mózgu. Byliśmy zainteresowani pilotami, ponieważ często działają oni na granicy ludzkiej wydolności poznawczej – są grupą ekspertów, jeśli chodzi o błyskawiczne podejmowanie precyzyjnych decyzji. Nasze odkrycia pokazują, że za optymalną kontrolą poznawczą stoją wzmocnione reakcje zarówno na istotne, jak i na nieistotne bodźce i że towarzyszą temu strukturalne zmiany w mózgu - opowiada prof. Masud Husain. Naukowiec tłumaczy, że najistotniejsze jest nie tyle wprowadzanie zwykłych rozróżnień między pilotami a resztą ludzkości, ale stwierdzenie, że z mistrzostwem w jakiejś dziedzinie wiążą się zmiany w połączeniach między obszarami mózgu. Nie chodzi o to, że kluczowe regiony są większe, ale że połączenia między nimi są inne. Czy ludzie rodzą się tacy, czy to wypracowują, obecnie nie wiadomo. Podczas eksperymentu przeprowadzanego na UCL oceniano wpływ rozpraszających informacji oraz zdolność do aktualizowania planu działania w obecności sprzecznych danych wzrokowych. W pierwszym zadaniu ochotnicy mieli naciskać prawą lub lewą strzałkę, reagując na kierunek strzałki na wprost nich, którą dla utrudnienia otaczały rozpraszające strzałki wycelowane w innych kierunkach. W drugim mieli reagować najszybciej, jak to tylko możliwe, na sygnał start, ale kazano im zmienić plan, zanim nawet zdążyli zadziałać. Wyniki pierwszego zadania pokazały, że piloci byli dokładniejsi od niepilotów, choć różnice w czasie reakcji nie były istotne statystycznie. W drugim zadaniu nie natrafiono na istotne różnice, co może sugerować, że biegłość w kontroli poznawczej wiąże się ze ścisłą specjalizacją i dotyczy konkretnych zadań, nie oznacza więc ogólnej poprawy wykonania.

Specjaliści opracowali okulary 3D dla osób po udarach, które pomagają im odzyskać wzrok. Tacy pacjenci często miewają bowiem problemy związane z utratą części pola widzenia bądź cierpią na przypadłość zwaną zespołem nieuwagi stronnej. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego, którymi kierował prof. Toshiaki Tanaka, mają nadzieje, że gogle, używane przeważnie do celów rozrywkowych, np. w kinach, pomogą chorym odzyskać świadomość obiektów i własnego ciała po stronie przeciwległej do uszkodzonej półkuli. Japończycy zakładają, że ich zmodyfikowane okulary trafią na rynek w ciągu 3 lat. Wcześniejsze urządzenie było wyposażone w kamerę pokazującą dwuwymiarowy obraz. Trening ruchowy, który wymagał postrzegania głębi, np. poruszanie się we wnętrzach czy przebieranie się, nadal jednak sprawiał rehabilitowanym pacjentom trudność. Właśnie dlatego nowe urządzenie w wersji 3D ma 2 kamery: prawą i lewą. Dzięki temu osoba po udarze zdaje sobie sprawę ze zwężenia pola widzenia. Ekipa Tanaki podkreśla, że w porównaniu do gogli zapewniających wyłącznie płaski obraz, te trójwymiarowe pomagają poszerzyć zakres widzenia.

A.H. to 10-letnia Niemka, która urodziła się bez prawej półkuli mózgu. Jedno jej oko obejmuje całe pole widzenia. Wygląda na to, że mózg dziecka przeorganizował się jeszcze podczas życia płodowego. Naukowcy z Uniwersytetu w Glasgow zorientowali się w budowie mózgu dziewczynki, gdy jako 3-latka zaczęła cierpieć na napady drgawek, które dotyczyły lewej strony ciała. Wykonano wtedy rezonans magnetyczny. Padaczkę udało się wyleczyć, a poza tym A.H. wydaje się całkowicie zdrowa. Chodzi do szkoły, jeździ na rowerze i rolkach. Dostrzec można jedynie lekkie osłabienie lewej połowy ciała. Gdyby w ramach leczenia ciężkiej epilepsji usunąć półkulę, w której znajduje się ognisko padaczkowe, pacjent utraciłby jedną część pola widzenia w obojgu oczach. Zachowałaby się albo tylko lewa, albo tylko prawa część pola widzenia i mielibyśmy do czynienia z niedowidzeniem połowiczym jednoimiennym. Tymczasem jedno z oczu A.H. dysponuje niemal idealnym widzeniem bez ubytków. Pole widzenia każdego z oczu składa się z dwóch części. Fragment siatkówki znajdujący się bliżej skroni odpowiada za widzenie pola w okolicach nosa. Włókna z siatkówki przyskroniowej łączą się z mózgiem bez krzyżowania, a więc z prawego oka idą do prawej półkuli, a z lewego do lewej. Natomiast fragmenty siatkówki znajdujące się bliżej nosa rejestrują bodźce z boku głowy (okolic skroni), a nerwy się krzyżują i wędrują z prawego oka do lewej półkuli i z lewego do prawej. Oznacza to, że prawa półkula odpowiada za rejestrowanie lewych ćwiartek pola widzenia, a lewa – za rejestrowanie prawych. Skany ujawniły, że część włókien nerwu wzrokowego, która w normalnych okolicznościach skierowałaby się do prawej półkuli, "podłączyła się" do półkuli lewej. Mózg jest obdarzony niezwykłą plastycznością, ale byliśmy bardzo zaskoczeni, widząc, jak dobrze pojedyncza półkula tej dziewczynki zaadaptowała się do sytuacji. Mimo braku połowy mózgu, funkcjonowanie psychologiczne pacjentki jest całkowicie prawidłowe, [...] a ona sama urzeka dowcipem, urokiem i inteligencją – opowiada dr Lars Muckli z uniwersyteckiego Centrum Neuroobrazowania Kognitywnego, który współpracował ze specjalistami z Frankfurtu. W przypadku A.H. sprawa z widzeniem była dodatkowo skomplikowana przez fakt, że jej prawe oko nigdy się nie wykształciło. Oznacza to, że powinna dysponować danymi wzrokowymi tylko z jednej połówki lewego oka. Badanie obrazowe wykazało, czemu do tego nie doszło. Włókna z lewej siatkówki, które za skrzyżowaniem wzrokowym powinny się skierować do prawej półkuli, podłączyły się do lewego wzgórza i kory wzrokowej. Niektóre włókna nerwowe wykształciły się w taki sposób, jakby podążały za wskazówkami molekularnymi sterującymi tworzeniem się prawego nerwu wzrokowego. Większość jednak przynależy do neuronów odpowiadających za lewą część pola widzenia. Taki typ organizacji pozwala A.H. niezależnie przetwarzać informacje dotyczące lewej i prawej połowy pola widzenia.

Patrząc na twarz zaledwie przez 100 milisekund, ludzie prędzej identyfikują malujący się na niej wyraz szczęścia bądź zaskoczenia niż smutku lub strachu (Laterality). Czy pierwsze wrażenie pojawiające się po tak krótkim czasie jest poprawne, to zupełnie inna kwestia. Badacze z Hiszpanii i Brazylii pracowali z 80 studentami psychologii: 65 kobietami i 15 mężczyznami. Skupili się na wzorcach przetwarzania przez mózg oznak pozytywnych i negatywnych emocji. Różnice między półkulami badano za pomocą techniki podzielonego pola widzenia. Ochotników przypisano do 5 grup, by oddzielnie badać postrzeganie ekspresji zadowolenia, zaskoczenia, strachu, smutku i neutralnych fizjonomii. W każdej próbie na ekranie komputera przez 100 milisekund prezentowano jednocześnie dwie twarze: testową i rozpraszającą. Studenci musieli stwierdzić, po której stronie wyświetlono tę testową. Okazało się, że wyrazy mimiczne szczęścia i strachu były identyfikowane szybciej, gdy umieszczano je w lewej części pola widzenia, co wskazuje na przewagę prawej półkuli w ich postrzeganiu. Mniej błędów w ocenie i krótszy czas reakcji odnotowywano także, kiedy emocjonalne twarze umieszczano w lewym, a neutralne w prawym polu widzenia. J. Antonio Aznar-Casanova z Uniwersytetu w Barcelonie podkreśla, że posłużenie się metodą podzielonego pola widzenia gwarantuje, że informacje docierają do jednej albo do drugiej półkuli. Ludzie wyciągają wnioski na podstawie mimiki twarzy innych, a to może silnie oddziaływać na wyniki wyborów czy wyroki w procesach sądowych. Opisywane zjawisko badano już wcześniej choćby w ramach kryminologii albo pseudonauki zwanej fizjonomiką. Obecnie współistnieją dwie teorie wyjaśniające mózgową asymetrię dotyczącą przetwarzania emocji. Zwolennicy starszej postulują, że prawa półkula jest półkulą dominującą w analizowaniu uczuć. Pozostali uważają, że prawa specjalizuje się w regulowaniu i przeżywaniu emocji wycofania (negatywnych), a lewa – przybliżania (pozytywnych). Wyniki brazylijsko-hiszpańskiego zespołu wspierają tę starszą.

Mózg kobiety radzi sobie ze zmianami w stężeniu hormonów podczas miesiączki, dokonując zgrabnego przeskoku. Jest to spory stres i by ograniczyć jego wpływ na organizm oraz samopoczucie, następuje przełączenie półkuli, która zarządza reakcją na zagrażające bodźce (Hormones and Behavior). Jen-Chuen Hsieh i zespół z National Yang-Ming University w Tajpej zbadali 14 kobiet. Wszystkie były praworęczne, aby wykluczyć ewentualny wpływ organizacji mózgu na uzyskane wyniki. Na czas trwania eksperymentu panie umieszczono w aparacie do rezonansu magnetycznego. Pokazywano im wywołujące strach zdjęcia, które zazwyczaj aktywują obszar w prawej półkuli. Odpowiada on za przetwarzanie danych związanych z negatywnymi emocjami, np. lękiem. Jeśli jednak kobiety miały podczas badania okres, fotografie oddziaływały na zawiadujący pozytywnymi emocjami rejon w lewej półkuli. Tajwańczycy uważają, że to zaskakujące zjawisko pozwala kobietom poradzić sobie z zamętem hormonalnym i, co najważniejsze dla otoczenia, uniknąć gwałtownych zmian w zachowaniu. To dlatego średni poziom lęku ochotniczek pozostawał podczas cyklu właściwie niezmienny (oceniano to za pomocą kwestionariusza).

Prawa i lewa półkula mózgu specjalizują się w różnych funkcjach. Tak zwana asymetria funkcjonalna występuje zresztą nie tylko u człowieka. Zespół Stephena Wilsona z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego postanowił sprawdzić, czy każdą z półkul budują innego typu neurony, czy też są one identyczne, ale inaczej połączone (Neural Development). Podczas eksperymentów przyglądano się komórkom nerwowym wędzidełka (habenula). Uzyskano je od danio pręgowanych (Danio rerio). Uznaje się, że ta część ich mózgu może być dobrym modelem mózgu ludzkiego. Doprowadzono do tego, że neurony wytwarzały fluorescencyjne białka, które jarzyły się na zielono. Naukowcy zauważyli, że można wyodrębnić dwa typy neuronów wędzidełka. Oba występują zarówno w prawej, jak i lewej półkuli. O ile jednak po lewej stronie większość aksonów miała kształt uwypuklonej korony, o tyle po prawej niemal ich nie było. Zamiast tego przeważały płaskie spirale. W ten sam sposób, jak inżynier buduje różne układy z tych samych elementów podstawowych, prawa i lewa półkula mózgu używają identycznych rodzajów neuronów, by uzyskać różne kombinacje – tłumaczy obrazowo Isaac Bianco. Obwody z lewo- i prawostronnego wędzidełka (jest to twór parzysty) łączą się z tą samą częścią mózgu. Może ona kombinować przesyłane przez nie informacje lub zajmować się nimi niezależnie od siebie.

Jeszcze nie tak dawno temu osoby leworęczne dość często usiłowano przeuczyć na praworęczność. Po zbadaniu takich ludzi okazało się, że wskutek tego typu przestawiania zmieniają się sposób zorganizowania ich mózgu i aktywność poszczególnych regionów. Niektóre obszary mózgu nadal wyglądają jak te u osób czysto leworęcznych, podczas gdy inne zaczynają przypominać swoje "praworęczne odpowiedniki". Zespół Stefana Klöppela z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego zaobserwował, że przeuczenie z lewo- na praworęczność nie powoduje prostego przeniesienia aktywności z kontrolujących ruch ręki obszarów prawej do lewej półkuli (trzeba pamiętać, że ruchy te są kontrolowane przez przeciwległą półkulę). Po zobaczeniu określonego symbolu badane przez Anglików osoby miały naciskać guzik jedną lub drugą dłonią. Wśród wolontariuszy znajdowały się osoby lewo- i praworęczne oraz przeuczone z leworęczności na praworęczność. Aktywność ich mózgu monitorowano za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI). Jak łatwo się domyślić, u osób leworęcznych aktywowały się obszary w prawej, a u praworęcznych w lewej półkuli. U przestawionych również rozświetlały się rejony lewej półkuli. W dodatku aktywność ta była większa niż u ludzi naturalnie praworęcznych. Im silniej praworęczni stawali się w wyniku przeuczania, tym większą aktywność obserwowano. Regiony zawiadujące ruchem przełączały się na drugą stronę, nie działo się tak jednak w przypadku obszarów odpowiadających za planowanie ruchu. U badanych, których przeuczono z lewo- na praworęczność, nadal obserwowano aktywność w prawej półkuli i była ona większa niż u tych leworęcznych, którym pozwolono swobodnie posługiwać się dominującą ręką (Journal of Neuroscience). Clare Porac, psycholog z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii, nie uważa, że uzyskane przez Anglików wyniki świadczą o tym, iż mózgi przeuczanych leworęcznych pracują ciężej. Wg niej, ludzie tacy często stają się oburęczni i wykorzystują to podczas wielu czynności manualnych. Pomaga im w tym jednoczesna aktywność obydwu półkul. W USA i Europie zaniechano przeuczania z jednej ręki na drugą, ale w Brazylii nadal się to praktykuje. Dlatego też Porac rozpoczęła współpracę z Lee Martinem z Universidade Federal do Pará w Belém. Naukowcy stwierdzili, że Brazylijczycy zmuszeni do pisania prawą ręką pozostają silnie leworęczni w zakresie innych czynności. Klöppel podkreśla, że studium jego ekipy nie ogranicza się tylko do ręczności. Ważniejsze są wnioski odnośnie do plastyczności mózgu. Jak widać, jedne rejony są bardziej elastyczne i poddają się wpływowi treningu, inne wykazują dużą odporność.