Функциональная асимметрия у животных

Хотя функциональная асимметрия наиболее явно проявляется в отношении специфических для человека речевых функций, разумно предположить, что существуют эволюционные предпосылки, тем более учитывая вышеизложенные анатомические различия.

Степень и знак асимметрии у разных видов животных различны, то есть различные виды развили многообразные моторные стратегии и по-разному используют правую и левую сторону мозга для контроля поведения.

Анализ данных исследований функциональной асимметрии у различных позвоночных (птиц, рыб) позволяет утверждать, что более высокая степень асимметрии обеспечивает животному преимущество для поведения в различных обстоятельствах.

Песня у певчих птиц формируется обычно в течение первого года жизни. Для того, чтобы выучиться петь и сохранять нормальную структуру песни, птицам необходима слуховая обратная связь.

Фернандо Ноттебом и его коллеги показали, что перерезка левого подъязычного нерва у взрослых зябликов и канареек приводит к резким изменениям в пении.

Большая часть компонентов песни исчезает и замещается либо молчанием, либо бедно модулированными звуками.

В противоположность этому перерезка правого нерва имеет минимальные последствия: структура песен большей частью сохраняется.

У канареек, у которых перерезка левого нерва была произведена в течение первых двух недель после вылупления из яйца, развивается пение нормальной сложности, которое полностью управляется правым подъязычным нервом.

У взрослых оперированных птиц также наблюдается некоторая степень пластичности: они могут научиться петь снова под контролем правого подъязычного нерва.

Однако новая песня менее совершенна по сравнению с песней интактной канарейки и канарейки с повреждением, произведенным в более ранний период жизни.

Эти асимметрии в управлении пением птицы распространяются, по-видимому, на самые высокие уровни контроля над голосовым аппаратом в самом мозгу.

Показано, что повреждение левого полушария вызывает полный распад структуры песни: в ней не остается ни одного компонента, присутствовавшего до операции. В противоположность этому песня у птиц с повреждением правого полушария сохраняет свою структуру, хотя и утрачивает некоторые компоненты.

С течением времени у канареек с поврежденным левым полушарием способность петь восстанавливается: правый подъязычный нерв берет управление на себя, как он делал это при перерезке левого подъязычного нерва. Однако и в этом случае новая песня менее совершенна, чем песня нормальных птиц.

С тех пор было показано, что у разных подвидов певчих птиц для достижения разных временных и спектральных характеристик голоса правая и левая сторона нижней гортани используется то поочередно асимметрично, то вместе (билатерально).

Широкие возможности экспериментирования с разными птицами сделали их удобной моделью для лучшего понимания развития связи полушарного контроля и поведения (пения), поскольку подобное исследование связи доминантности полушарий с речью по понятным причинам имеет гораздо больше ограничений.

Многие асимметрии наблюдаются у крыс, высших обезьян.

Так, тот факт, что planum temporale больше в левом полушарии, традиционно связывали с ролью левого полушария в речи, но оказалось, что эта и прилегающие структуры левой височной доли, как и у людей, больше у горилл, орангутангов и шимпанзе.

В последние годы зебрафиш активно используется в качестве удобной экспериментальной модели латерализации на разных уровнях сложности — от генов и нервных сетей до поведения.

Межполушарные различия в отношении того, как распределяется внимание по отношению к окружающей среде, наблюдаются у рептилий, птиц и млекопитающих.

Это симультанно обеспечивает как четко сфокусированное внимание, необходимое для взятия пищи или захвата добычи, так и широко открытое незафиксированное внимание, необходимое для обнаружения хищников и распознавания поведения «своих».

Особый интерес представляют исследования мозговой деятельности дельфинов и морских котиков. Китообразные (дельфины и киты), находясь в океанской среде, спят, отключая по очереди одно полушарие, и при этом у них не регистрируются быстрые движения глаз.

Морские котики спят, находясь на берегу, и тогда у них спят оба полушария, а в морской среде они переключаются на однополушарный сон.

Таким образом, мы видим, что с точки зрения эволюции двуполушарность дает большую степень адаптационной свободы, а в сочетании с пластичностью — и большую надежность перед неблагоприятными факторами среды.