Když spolu hemisféry nemluví

Kočky, které měly proťaté jak optické chiasma, tak i corpus callosum, přenést informaci z jedné hemisféry do druhé nedokázaly. Pomocí podmiňování bylo dokonce možné naučit každou hemisféru na stejný signál reagovat opačně. Kočky se zkrátka chovaly tak, jako by měly dva oddělené mozky.

Již staří anatomové si všimli, že obě mozkové hemisféry jsou navzájem propojeny strukturou zvanou svorové těleso (corpus callosum), jež je tvořena nějakými 800 miliony nervových drah.
Jakmile byl pochopen fenomén vedení nervového vzruchu, začalo se spekulovat o tom, co by se stalo, kdyby byla tato struktura zničena a mozek tak rozdělen na dvě prakticky nekomunikující části. Došlo by i k paralelnímu rozdělení duše? Jestliže podráždíme u králíka nebo krysy určitou korovou oblast silnými elektrickými, mechanickými nebo chemickými podněty, dojde tu k místnímu snížení EEG aktivity, která se velmi pomalu jako soustředěná kruhová vlna rozšíří od místa podráždění na celou kůru.

Obě hemisféry jsou ovšem ještě propojeny společným mozkovým kmenem. Například psycholog G. T. Fechner o tom byl skutečně přesvědčen. Naproti tomu jeho oponující kolega William McDougall, jenž se v psychologii vydal po stopách Leibnizovy monadologie, nevěřil, že by jednota duše byla odvislá od anatomických podmínek. V jednom dopise Sherringtonovi dokonce navrhl, že bude-li postižen nějakou nevyléčitelnou nemocí, nechá si svorové těleso přetnout a celý spor tak jednou provždy vyřeší. Pokud by měl pravdu Fechner, pak by McDougallova mysl byla opravdu porušena nebo rozdělena, pokud však ne, byla by dle McDougalla dokázána existence nehmotné duše. McDougall naštěstí pro něj neonemocněl a tak k zajímavému experimentu nedošlo. Nicméně o několik desetiletí později se vhodní nešťastníci k experimentování našli. Jednalo se o pacienty postižené těžkými formami epilepsie, kterým bylo v naivním období neurochirurgie ve čtyřicátých a padesátých letech dvacátého století svorové těleso přetnuto (tzv. komisurotomie) proto, aby se záchvat vzniklý v epileptickém ložisku jedné hemisféry nemohl rozšířit na celý mozek.

V šedesátých letech tyto pacienty shromáždil a začal zkoumat Roger Sperry se spolupracovníky. Výsledek svých pokusů Sperry shrnul takto: „Každá hemisféra se chová tak, jako by si nebyla vědoma kognitivních událostí proběhlých v hemisféře opačné. Jinými slovy, zdá se, že každá polovina mozku má svou vlastní odlišnou kognitivní doménu, své vlastní percepční i apercepční zkušenosti a to při zjevném opomíjení odpovídajících událostí probíhajících v hemisféře opačné.“ Abychom mohli tento závěr posoudit, podívejme se blíže na metodologii Sperryho. Je nutno podotknout, že před tímto radikálním zákrokem byly podniknuty pečlivé pokusy na kočkách a opicích, přičemž nebyl zjištěn žádný výrazný behaviorální deficit a koneckonců později ani samotní pacienti si po zákroku na žádné zvláštní neuropsychické potíže neztěžovali. To vedlo dokonce i takového Lashleyho k (jen částečně žertovnému) výroku, že corpus callosum nemá jinou funkci než mechanicky oddělovat obě hemisféry, aby se nezhroutila jedna do druhé.

Nejprve je však třeba osvěžit si některé základní neuroanatomické údaje. Pravá hemisféra řídí většinu senzomotorické aktivity levé poloviny těla a levá hemisféra poloviny pravé. Senzomotorické pyramidální dráhy se totiž na úrovni prodloužené míchy kříží. Výjimku tvoří oblast hlavy a krku, jež jsou inervovány oběma hemisférami zároveň. Také auditivní vzruchy jsou předávány do obou hemisfér zároveň, i když spoje kontralaterální jsou důležitější než spoje ipsilaterální. Olfaktivní vjemy jsou naproti tomu čistě ipsilaterální: levá nozdra komunikuje s levou hemisférou, pravá s pravou. Se senzorickými vjemy je to kvůli zkřížení vláken z nazálních polovin sítnic v optickém chiasmatu trochu složitější. Výsledek je však takový, že vzruchy z levé poloviny zrakového pole každého oka zpracovává pravá hemisféra a z pravé poloviny pak hemisféra levá.

První pokusy provedl Sperry a jeho spolupracovník Ronald Myers na kočkách. Svým kočkám společně se svorovým tělesem přetnuli optické chiasma tak, aby každé oko vysílalo aferentní signál pouze do jedné hemisféry. Potom bylo možno naučit kočky různým úkolům s použitím jednoho oka a tudíž jen jedné hemisféry, a následně sledovat, jak se změní výkonnost při použití oka druhého. Kočky, které měly corpus callosum neporušené nebo nepřeťaté optické chiasma, zvládaly transfer vizuálně nabytých znalostí dobře. Avšak kočky, které měly proťaté jak optické chiasma, tak i corpus callosum, přenést informaci z jedné hemisféry do druhé nedokázaly, takže úkol, který se naučila jedna hemisféra, druhá už nezvládla. Kočka se například naučila s pravým okem otevřeným a levým zavřeným, že dostane potravu pokaždé, když zmáčkne tlačítko označené trojúhelníkem. Když jí poté bylo odkryto levé oko a pravé zakryto, neuměla nic. Informace naučená pravou hemisférou nemohla být přenesena do hemisféry levé. Pomocí podmiňování bylo dokonce možné naučit každou hemisféru na stejný signál reagovat opačně. Kočky se zkrátka chovaly tak, jako by měly dva oddělené mozky.

Lidem po komisurotomii nebylo pochopitelně možné ještě řezat optické nervy. Sperry proto ve spolupráci s Michaelem Gazzanigou vypracoval metodu tachistoskopické stimulace, která spočívala v tom, že vizuální signál byl subjektům vyslán do požadované poloviny zorného pole na tak krátkou dobu, aby byl sice vnímán, ale aby nebylo možno okem pohnout a tak jej postřehnout i druhou polovinou zorného pole a jej tak dostat do druhé hemisféry. Později začal Eran Zaidel používat speciálně zkonstruované oční čočky, které dokázaly požadovanou polovinu sítnice odstínit. Všechny experimenty byly prováděny podle stejného schématu: informace byla vyslána pouze jedné hemisféře a následně se zjišťovalo, nakolik druhá hemisféra o těchto informacích „ví“.

Výsledky byly tentokrát markantní a překvapivé i pro samotné pacienty, jakkoli si za normálních okolností žádného deficitu vědomi nebyli. Pacient s rozděleným mozkem nemůže poslepu určit, zdali dva předměty, jež drží každý v jiné ruce, jsou stejné nebo jiné, ani zda skvrny vnímané opačným zorným polem mají stejnou nebo odlišnou barvu.

Jestliže byl subjektu vložen do levé ruky předmět, aniž by jej viděl, a žádalo se po něm, aby uhádl, o co se jedná, nesprávné odpovědi levé hemisféry, která taktilní informaci z levé ruky pochopitelně nedostala, vyprovokovaly nesouhlasné nevědomé mračení pokusné osoby. Pravá hemisféra, která taktilní vjem zpracovala, totiž zároveň slyšela nesprávnou odpověď hemisféry levé, jež řídí řeč. Pokud se levá hemisféra náhodou ve svém odhadu trefila, pacient se nevědomky usmál. Byl-li do každého zorného pole vyslán jasný, ale odlišný signál (například slova „hřebínek“ do pravé hemisféry a „kartáček“ do hemisféry levé), a subjekt požádán, aby bez vizuální kontroly našel rukama za záclonou požadovaný předmět, každá ruka začala plnit úkol po svém. Levá ruka nejprve uchopila kartáček, ale odhodila ho a spokojila se právě jen s hřebenem, druhá naopak. To pochopitelně v závislosti od hemisféry, která senzomotoriku dané ruky řídila a daný signál dostala. Zvlášť výrazný příklad konfl iktu obou hemisfér je následující: subjekt dostal do levé ruky dýmku a byl požádán, aby tou stejnou rukou napsal, co to bylo. Ruka začala toporně psát DÝ a najednou rychleji dopsala KA. Levá hemisféra na základě prvních dvou písmen evidentně učinila špatný odhad. Pravá hemisféra omyl ihned registrovala a subjekt také vzápětí KA škrtl a neobratně nakreslil správný obrázek dýmky.

Odhady levé hemisféry nemusí být ovšem nutně zcela náhodné. Občas se stává, že subjekt ve snaze o identifi kaci předmětu v pravé ruce jej tiskne takovou silou, že ucítí bolest. Receptory pro bolest jsou ovšem narozdíl od mechanoreceptorů inervovány ipsilaterálně, takže levá jazyková hemisféra dostane jakési indicie například o špičatosti předmětu. Na základě těchto indicií se pak může pokusit o odhad lepší než jen náhodný.

Tento text je úryvkem z knihy
Marek Petrů: Fyziologie mysli
Triton, 2008

Anotace: Kognitivní věda se pomalu ale jistě stává dobře etablovanou samostatnou disciplínou. Je tvořena vysoce transdisciplinárním souborem teoretických, empirických i experimentálních oborů. Jejím cílem je hledat odpověď na prastarou otázku po povaze (fysis) mysli. Snaží se o rozkrytí podstaty takových mentálních mohutností, jako je vnímání a rozpoznávání, uvažování, plánování, motorická koordinace, jazyk, vědomí či vůle...
 
Zdroj: www.scienceworld.cz