Šis straipsnis yra mokslo populiarinimo konkurso darbas, daugiau informacijos apie šį konkursą rasite čia.
Atsakymus mokslininkai rado visai neseniai tirdami žmones, kuriems buvo atskirti smegenų pusrutuliai. Jų tyrimų rezultatai tarsi sudėjo visas dėlionės detales į savo vietą, parodydami sudėtingą smegenų veiklos ir jų evoliucijos piešinį. Šiuos rezultatus ir aptarsime šiame straipsnyje.
Vicki buvo moteris, kurią nuolatos kamavo epilepsijos priepuoliai. Kartą jos traukuliams prasidėjus, ji užkrito ant viryklės, skaudžiai nusidegindama nugarą. Vaistams nepavykus sustabdyti jos priepuolių, 1978 metais neurologas jai pasiūlė radikalią, tačiau pavojingą, iki tol dar netaikytą operaciją – kalostomiją. Nuolatiniai epilepsijos priepuoliai jos gyvenimą padarė nepakeliamu, taigi ji net nedvejodama sutiko gultis po skalpeliu. Ji žinojo, kad, blogiausiu atveju, jos dukra pasirūpins jos tėvai.
Laimei, operacija praėjo sėkmingai, tačiau tam tikrų pasekmių buvo. Praėjus pirmiems mėnesiams po pusrutulių atskyrimo operacijos, Vicki gyvenimiškos užduotys tapo tikru iššūkiu. Parduotuvėje ji paimdavo pirkinį iš lentynos su dešine ranka, tačiau kairioji pradėdavo tam priešintis. Rankos tarsi kovojo viena su kita. Viena ranka norėjo paimti pirkinį ir įdėti jį į krepšelį, kita ranka norėjo jį padėti atgal.
Nesusipratimų buvo ir namuose. Ji niekaip negalėdavo apsispręsti, ką nori apsivilkti ir užuot apsirengusi vieną megztinį, apsirengdavo tris. Gydytojai, pastebėję šiuos pokyčius, iš karto suprato, kad jų priežastis – ką tik atlikta kalostomija. Taip prasidėjo seka tyrimų, padėjusių įminti žmogaus smegenų pusrutulių gebėjimus.
Operacijos metu, per 10 valandų, Vicki buvo perpjauta didžioji smegenų jungtis – neuroninių ataugų pluoštas, jungiantis du smegenų pusrutulius. Tai yra didžiausia smegenų jungtis, kuri veikia tarsi informaciją perduodantis kabelis, leidžiantis komunikuoti pusrutuliams tarpusavyje. Nutraukus šią jungtį, epilepsijos ir kitų sutrikimų sukeliami traukuliai pasibaigia, tačiau po operacijos žmogus tarsi susidvejina – atskirtos smegenys, užuot bendradarbiavusios, pradeda gyventi atskirus gyvenimus.
Kognityvinių mokslų daktaras Michael Gazzinga atliko seriją tyrimų su šiais pacientais, kurių metu informacija jiems buvo pateikiama kairiam ir dešiniam pusrutuliui atskirai. Vienas tokių pacientų buvo Joe. Kai eksperimentatorius parodydavo jam paveikslėlį taip, kad matytų tik kairė akis, Joe pasakydavo nieko nematantis. Tačiau paprašius jį nupiešti tai, ką matė, jis paimdavo rašiklį į kairę ranką ir nupiešdavo.
Mūsų pusrutuliai, nors ir elgiasi kaip vienas, kiekvienas yra atsakingas už skirtingas funkcijas. Kairysis pusrutulis valdo mūsų dešinę ranką ir mato dešine akimi, o dešinysis pusrutulis valdo kairę ranką ir mato kaire akimi. Žinodamas šias savybes, M.Gazzaniga padarė išvadą – kairysis pusrutulis turi kalbos centrą, o dešinysis – ne. Sveikose smegenyse, jei pamatome piešinį su kaire akimi, informacija keliauja į dešinįjį pusrutulį, tada per didžiąją smegenų jungtį – į kairįjį pusrutulį ir ten, kalbos centre, informacija apdorojama ir žmogus pasako ką matė.
Tačiau Joe atveju vaizdinė informacija nukeliaudavo tik į dešinįjį pusrutulį ir ten pasilikdavo. Kadangi dešinysis pusrutulis valdo kairę ranką, jis galėjo matytą vaizdą nupiešti ant lapo. Visgi kairysis pusrutulis negavo jokios informacijos, taigi kalbos centras Joe lūpomis pasakydavo „Nieko nemačiau“. Toliau tirdamas šį reiškinį M.Gazzaniga atrado, kad tarp pusrutulių nekeliavo ne tik vaizdinė, bet ir garso, kvapo ar lytėjimo informacija. Po šių eksperimentų M.Gazzaniga priėjo išvadą: kairysis pusrutulis yra sutvertas kalbėjimui, o dešinysis – judėjimui.
Šis eksperimentas gali iškelti hipotezę, kad dešinysis pusrutulis turi rašymo gebėjimą. Tačiau kaip paaiškinti, kodėl vieni yra kairiarankiai, o kiti – dešiniarankiai? Juk kairiarankiai turi geriau išvystytą dešinįjį pusrutulį, o dešiniarankiai – kairįjį pusrutulį.
Mokslininkė Kathleen B.Baynes pranešė apie atvejį, kai pacientas su atskirtais pusrutuliais galėjo kabėti tik iš kairiojo pusrutulio (nieko stebėtina), o rašyti – tik iš dešiniojo pusrutulio. Šio paciento smegenyse kalbos gebėjimas (kairysis pusrutulis) yra visiškai atskirtas nuo rašymo gebėjimo (dešiniojo pusrutulio), taigi tai įrodo, jog rašymas nereikalauja gebėjimo kalbėti. Mintis galime reikšti ir piešdami – rašydami. Kitaip tariant, raštas yra ne evoliucijos padarinys, o žmonių išradimas, kuris gali būti sukurtas tiek kairiajame (dominuojančiame dešiniarankių), tiek dešiniajame (dominuojančiame kairiarankių) pusrutulyje.
Kitų mokslininkų eksperimentuose išryškėjo kitos pusrutulių savybės. Atskirtiems pusrutuliams ekrane buvo parodyti piešinukai, kuriuos reikėjo susieti su kortelėse ant stalo esančiais piešinukais. Kairysis pusrutulis ekrane pamatė paukščio koją, o dešinys – apsnigtą kiemą. Iš kortelių ant stalo, kairysis pasirinko kortelę su viščiuku, nes viščiukas turi panašią koją. Dešinysis, matęs apsnigtą kiemą, pasirinko kastuvą, nes reikia nukasti sniegą. Tada mokslininkai paklausė kairiojo pusrutulio (to, kuris gali kalbėti), kodėl dešinysis pasirinko kastuvą. Kadangi jie negalėjo dalintis informacija, kairysis pusrutulis pareiškė, jog dešinysis taip pasirinko, nes reikia iškuopti viščiuko gardą. Tai paskatino kelti hipotezę, jog kairysis pusrutulis gali interpretuoti informaciją.
Tačiau šio eksperimento neužteko tai patvirtinti, nes dešinysis negalėjo nieko pasakyti ir įrodyti, jog taip pat turi gebėjimą interpretuoti informaciją. Viskas paaiškėjo, kai mokslininkas George L.Wolford atliko eksperimentą su vienu iš pacientų. Eksperimente abiems pusrutuliams reikėjo atspėti, kur ekrane atsiras lemputė – ar viršuje, ar apačioje. Nors jokios sekos, kur atsiras lemputė, nebuvo, ji 80 proc. visų kartų atsirasdavo viršuje. Pirmiausia užduotis buvo duota dešiniajam pusrutuliui. Šis pastebėjo, jog lemputė dažniau sužybsi viršuje ir pradėjo nuolatos spėlioti, jog lemputė sužibs viršuje. Tačiau užduotį atliekant tik kairiajam pusrutuliui, šis pradėjo ieškoti sekų, siekdamas nuspėti, kur sužibs lemputė. Nors lemputė sužibdavo visiškai atsitiktinai, kai kurie pacientai, net tai sužinoję, vis tiek teigdavo atradę seką, kur sužibs lemputė. Kitaip tariant, kairysis pusrutulis pradėjo analizuoti informaciją, skirtingai nei dešinysis, kuris, aklai rinkosi tik vieną variantą. Taip buvo patvirtintas šis išskirtinis kairiojo pusrutulio gebėjimas interpretuoti informaciją, o šį gebėjimą M.Gazzaniga su kolega Joseph E.LeDoux pavadino „interpretatoriumi“.
Šis gebėjimas nėra aptinkamas gyvūnuose, išskyrus kelis, kuriuose aptinkamos tik „interpretatoriaus“ užuomazgos. Abu pusrutuliai pas gyvūnus elgiasi kaip dešinysis. Jei gyvūnas patyrė traumą, jis visiškai neanalizuos situacijos, o tik vengs tos aplinkos ar to dirgiklio, kuris jį sužalojo. Tai yra aiškinama evoliucijos ir natūralios atrankos teorijomis. Žmogus yra, palyginti, silpnų raumenų, todėl neturi didelės jėgos ar greičio. Taip pat esame be kailio, taigi esame ne tik jėga ar greičiu silpnesni už kitus gyvūnus, bet ir mažiau atsparūs aplinkos poveikiams. Taigi mūsų evoliucijos pradžioje žmonės buvo priversti vystyti naujus gebėjimus patys. Kaip teigia M.Gazzaniga, kairysis pusrutulis pradėjo išmetinėti kai kuriuos gebėjimus, juos pakeisdamas naujais, tokiais kaip „interpretatorius“. Gebėdami analizuoti aplinką, mes sugebėjome įžiebti ugnį, užsimesti kailinius, nusidrožti ietį ir pasistatyti namą. Su „interpretatoriumi“ mes pradėjome mokytis iš klaidų, analizuoti įvykių pasekmes ir kurti. Su tokiu unikaliu gebėjimu prisitaikėme ir išsiskyrėme iš kitų rūšių.
Tiriant smegenis kaip vientisas, buvo sunku nustatyti gebėjimų vietą ir taip daryti gilesnes išvadas apie smegenų veiklą. Kalostomijos pacientai buvo būtent tas langas, per kurį pamatėme smegenų organizuotumą bei kalbos ir rašto gebėjimus smegenyse. Tai parodė „interpretatoriaus“ mechanizmą, dėl kurio mokėmės ir kuriame. Dėl jo žmogus sugeba atlikti tą pačią kalosotomiją, atrasti tą patį „interpretatoriaus“ mechanizmą ar parašyti šį ir kitus straipsnius. Dėl jo, matyt, sukūrėme raštą, sudėtingą kalbą, o su jais vystėme mokslą, kūrėme civilizacijas ir tyrėme save.
