Межполушарная асимметрия, ее функции и онтогенез

Функцией правого полушария считается манипулирование невербальным материалом: восприятие и продуцирование образов, мелодий, интонаций голоса, ориентация в пространстве, включая пространство собственного тела, выполнение кинестетических задач.

Например, при предъявлении здоровому человеку с сохранными межполушарными связями задачи на пространственное представление его взор обращается влево, свидетельствуя об активации правого полушария; при мысленном составлении фраз или выполнении простых арифметических задач взор обращается вправо, отражая активацию левого полушария. Электрическая активность структур левого полушария возрастает при чтении научных текстов, но при чтении художественных текстов возрастает активность правого полушария. Левое ухо здорового человека, посылающее информацию в правое полушарие более чувствительно к мелодиям, чем правое ухо. Правое ухо, связанное с левым полушарием более чувствительно к ритму. Правое полушарие играет решающую роль в творческих процессах. Например, восприятие художественных и особенно поэтических текстов зависит от особенностей функционирования передневисочных отделов правого полушария.

Предполагается, что при депрессии временное выключение правого полушария освобождает человека на какое-то время от невыносимо противоречивой картины мира и от внутренних конфликтов, связанных со взаимоотношениями с этим миром и с самим собой, и ставит человека перед искусственно упрощенной, упорядоченной картиной мира, что приводит к улучшению настроения, к временному избавлению от депрессии. Также известно, что функциональная недостаточность правополушарных механизмов лежит в основе дезадаптации и многих психических и психосоматических заболеваний.

Согласно современным представлениям, в ходе эволюции сформировался механизм преимущественной передачи сигналов с левого глаза для их обработки в правом полушарии при страхе и избегании опасных объектов или хищников, в то время как правый глаз (и, соответственно, левое полушарие) более необходимы для визуального контроля реакций слежения, приближения, нападения, пищедобывательного и агрессивного поведения.

Очевидно, что для человека, единственного живого существа, формирующегося под влиянием истории и культуры, роль таких ассоциативных связей (с точки зрения функции индивидуальной психомоторики и особенностей функции ведущих конечностей) особенно важна.

Межполушарная асимметрия, межполушарное взаимодействие и спорт

Человеческий организм в ходе эволюции сформировал механизмы нервной системы, обеспечивающие в повседневной бытовой, специальной профессиональной и индивидуальной спортивной деятельности возможность выбора между межполушарной асимметрией и межполушарным взаимодействием. Несмотря на то, что проблема функциональных двигательных асимметрий в спорте с каждым годом привлекает все больше исследователей, феномен функциональной двигательной асимметрии остается наименее понятным явлением, так как при незначительных морфологических различиях может иметь место значительная разница в функциях. Благодаря развитию генетических, биохимических и особенно эндокринологических методов исследований в последнее время стало очевидно, что факт функциональной межполушарной асимметрии выходит далеко за рамки академических нейропсихологических исследований и имеет конкретное практическое значение.

Было введено понятие индивидуального профиля двигательной асимметрии, который определяется как присущее конкретному человеку сочетание моторных и сенсорных признаков, отражающих индивидуальную особенность активности той или иной стороны тела.

Известно, что функциональная асимметрия головного мозга человека существует в тесном единстве с его висцеральными и соматическими асимметриями. Афферентно-эфферентные связи мозга с остальными органами и системами предопределяют взаимовлияние центральных и периферических асимметрий, что при любых – как физиологических, так и патологических – латерализованных изменениях вызывает непременный асимметричный отклик в сопряженных органах другого уровня. У человека наиболее показательно асимметрия выражена в функциональной латерализации его верхних конечностей. Интересно, что еще в 90-х годах прошлого века в ряде исследований на 72 эмбрионах человека в возрасте 10 недель было показано, что уже на раннем сроке гестации существует значительное предпочтение движений правой рукой по сравнению с левой. Поскольку указанная латерализация проявляется на столь ранних сроках гестации, то авторами были высказаны предположения о возможном вовлечении в этот феномен физиологических процессов на уровне мышечной или спинальной детерминации.

Моторная асимметрия с предпочтением использования правой стороны обнаружена не только у человека как позвоночного млекопитающего, но и у многих приматов. Особенностью профессиональной и повседневной моторной активности человека является наличие ведущей руки, т. е. специфический тип асимметрии, характеризующийся тенденцией к предпочтительному использованию одной из двух рук для выполнения сложных двигательных задач, требующих действия одной рукой, в т. ч. и в спорте.

Интересно, что склонность людей использовать для сложной двигательной активности правую руку в большей степени, чем левую, обнаруживается во всех известных мировых культурах независимо от географического, климатического и других факторов. Известно, что мышечная масса доминирующей конечности выше. Этот феномен объясняют рабочей гипертрофией ведущей конечности.

Моторные асимметрии нижних конечностей

Асимметрия ног – феномен, изученный еще меньше, чем асимметрия рук [2]. Следует отличать «точную ногу» от толчковой, которая остается в прыжках сзади и на которую приходится основная нагрузка. Она также является ведущей в поддержании позы и равновесия. Большинство из праворуких (97%) имеют левую толчковую ногу. Интересно, что асимметрия биопотенциалов в тех областях мозга, которые отвечают за движения ног у младенцев, проявлялась значительно позднее, чем в областях, отвечающих за движения рук.

Несмотря на то, что ноги, как и руки, не равны по силе, в целом асимметрия ног выражена не так ярко, как асимметрия рук. Отмечена асимметрия деятельности ног при ходьбе [39]. Например, у барьеристов сильнейшей оказывается правая нога, хотя толчковой является левая. Ведущая по силе правая нога характерна для 71% спортсменов, по координации – для 90%, левая – для 17%; симметрия ног обнаружена у 12% исследуемых. В командах мастеров спорта 70% составляют правоногие футболисты, 15,5% – равноногие, 14,5% – левоногие [1]. При этом асимметрия варьирует для отдельных параметров удара по мячу. У элитных английских футболистов выявлена асимметрия мышц на ведущей и неведущей ногах [40]. Авторы исследования выдвигают версию, что меньшая сила флексоров ведущей ноги связана с дифференцированным использованием данных мышц при ударе по мячу и тем самым представляет собой уникальный тренировочный феномен в футболе. Этот факт может усилить мышечный дисбаланс, который принято расценивать как фактор травматизма. Авторы считают, что для предупреждения возможной в большом спорте чрезмерной моторной асимметрии, которая может способствовать возникновению статических и динамических перегрузочных изменений суставной стабильности, необходима специфическая функциональная оценка состояния мышц и баланса между агонистами и антагонистами. Такие мероприятия могут способствовать повышению эффективности профилактики травматизма.

Однако двигательная асимметрия не только приводит к дисбалансу мышечного тонуса, но и сопровождается существенными изменениями процессов ремоделирования костной ткани. Например, длительные занятия теннисом приводят к увеличению костной массы в ведущей руке игрока. Причем величина костной асимметрии пропорциональна длительности занятий теннисом [41].

Требования к уровню моторной асимметрии в конкретном виде спорта зависят от симметричности или асимметричности конкретных действий спортсмена [13]. В симметричных упражнениях выраженная индивидуальная функциональная асимметрия ограничивает возможности спортсменов, что особенно проявляется в циклических видах работы на выносливость. Так, если у бегунов-спринтеров, барьеристов отмечается заметная асимметрия ног, то у бегунов-стайеров она незначительная, а у марафонцев практически исчезает. Симметрия мышечной массы и силы ног наблюдается у 90% занимающихся спортивной ходьбой на длинные дистанции. Перекрестная моторная асимметрия встречается у многих представителей циклических видов спорта. Ведущая правая рука и левая нога отмечена у 69% лыжниц-гонщиков, у пловцов-подводников. Ведущая конечность выполняет более активные действия, регулируя работу неведущей. Например, у велосипедистов она развивает усилие, большее и при нажиме, и при подтягивании педали, определяя темп педалирования и подчиняя ему действия неведущей ноги [42]. Ведущая нога развивает большие усилия и делает более длинные шаги в легкоатлетическом беге, при передвижении на лыжах и лыжероллерах, активнее участвует при выполнении поворотов, в обгоне соперников на дистанции. Большинство горнолыжников лучше выполняют повороты в левую сторону, а с преобладанием правоногих бегунов связан стандарт организации бега на стадионе против часовой стрелки. Испытываемое правшами неудобство при беге по часовой стрелке резко снижает результат [7 a, b].

У высококвалифицированных лыжниц при передвижении попеременным двухшажным ходом по трассе на равнине отталкивание ведущей ногой является причиной выполнения более длинных (на 6-10 см) скользящих шагов, чем неведущей. Подобная асимметрия отмечена и при передвижении коньковым ходом. Наблюдается и асимметрия в работе рук, особенно при передвижении коньковым ходом с одновременным отталкиванием лыжными палками в рамках единого координационного паттерна «руки-ноги». Большие усилия лыжницы развивают ведущей рукой. Поэтому, несмотря на энергичную одновременную работу обеими руками, в завершающий момент отталкивание выполняет ведущая рука, что приводит к небольшому наклону туловища в сторону, лыжные палки в момент их постановки на снег занимают несимметричное положение: со стороны опорной ноги – на уровне носа ботинка, а с другой стороны – за широко отставленной в сторону лыжей [11].

Тренировочный процесс, несомненно, оказывает влияние на степень асимметрии ног в силовом и координационном плане, однако функциональное различие ног, проявляющееся у спортсменов в специфике работы опорной и не опорной ноги, остается всегда существенным и в принципе, в индивидуальном плане, неизменным.

Одной из особых причин физиологических механизмов, ответственных за формирование указанных различий (кроме психомоторных асимметрий, связанных с индивидуальным конституциональным двигательным паттерном), является также и асимметрия распределения масс в теле человека во фронтальной плоскости относительно его продольной оси. Например, при общей массе тела 70 кг и расстоянию между центрами опоры правой и левой стопы 30 см разница в нагрузке на опорную и на не опорную ногу составляет 2,3 кг. Формирующаяся асимметрия тонуса мышц-антагонистов разных половин тела влияет на способность к повороту на опорной или на не опорной ноге, а также на динамику движений рук. За счет нее увеличивается эффективность баллистических и ударных составляющих движений руки, связанной с менее напряженной половиной тела.

Динамический анализ асимметрии мышечных связей в рамках индивидуального паттерна функционирования миофасциальных цепей существенно дополняет понятие профиля функциональной асимметрии. Двигательная асимметрия отдельных систем – рук, ног и туловища – оказывается связанной в единую динамическую систему, особенности которой определяют индивидуальный характер спортивной техники, в том числе – особенности асимметрии прямостояния [5 a, b].

В основе морфологической и функциональной асимметрии опорно-двигательного аппарата, в первую очередь нижних конечностей и туловища, также может лежать и асимметрия скорости проведения нервных импульсов по периферическим двигательным афферентным и эфферентным путям [12], что, безусловно, существенно влияет на свойства сгибателей и разгибателей ног, на строение сегментов конечностей [6], выражаясь в особенностях электромиографической активности симметричных мышц рук и ног [3]. Это, в свою очередь, вносит свой вклад в особенности индивидуальной сенсомоторной интеграции при организации позы, организации чувства схемы тела, что, в конечном итоге, зависит и от профиля индивидуальной латеральной организации мозга [14].

Интересно, что моторная асимметрия также сопровождается и асимметрией артериального давления и тонуса сосудов в покое и после физической нагрузки. Занятия спортом при асимметричных нагрузках приводят к увеличению указанной сосудистой асимметрии. Предполагается, что асимметрия артериального давления вызывает своего рода асимметрию энергетического снабжения анатомических образований справа и слева, что может явиться одной из физиологических предпосылок увеличения двигательной асимметрии в спорте.

Таким образом, тип латерального профиля межполушарной асимметрии мозга является одним из важнейших предикторов индивидуальных различий двигательной деятельности, регламентирует функциональные характеристики произвольных движений и позы прямостояния, возрастные и половые особенности их организации и управления.

Соотношения симметрий и асимметрий у юных и квалифицированных спортсменов, психофизиологических и двигательных особенностей леворуких и амбидекстров позволяют предположить, что проявление различных типов моторных асимметрий зависит от индивидуальных типологических особенностей личности человека: возраста, пола, занятий определенным видом спорта, спортивной квалификации, стажа. Определение ведущей конечности важно для спортивной практики и может служить маркером результативности действий во многих видах спорта, особенно, основанных на гомолатеральном двигательном паттерне.

Выводы

Учет профиля межполушарной организации мозга позволит обосновать адекватные лечебно-коррекционные, в том числе и педагогические, воздействия на двигательную и психическую сферу человека, что необходимо для своевременной профилактики нарушений опорно-двигательного аппарата, так как специфика латеральной двигательной направленности в разных видах спорта, специфика профессиональной трудовой и повседневной рутинной бытовой физической активности предполагают целесообразность определения функций, требующих симметричного развития или своевременной коррекции чрезмерных асимметрий.