Лобная кора головного мозга неравномерно решает абстрактные задачи. Чем ближе к затылку, тем «конкретнее» зона. Правда, говорить о полном разделении обязанностей все равно нельзя -- совсем абстрактные задачи невозможно решить при любом повреждении лобной коры.
Нейрофизиологи из Университета Брауна (Brown University) в Провиденсе (США) изучали пациентов с повреждениями мозга. И пытались выяснить, как реагирует лобная кора на решение задач разного уровня абстракции. «Дело в том, что решения бывают абстрактными, например, позвонить ли другу или послать е-mail, и конкретными -- какой именно текст письма набивать на клавиатуре или какой почтой воспользоваться», -- объясняет соавтор исследования нейрофизиолог Дэвид Бэдри (David Badre).
Задачи на абстракцию
В эксперименте принимали участие 12 пациентов с различными повреждениями мозга после инсульта, а также 24 контрольных испытуемых соответствующих возрастных групп. Ученые предлагали им решить четыре типа задач разного уровня абстракции. На первом уровне испытуемые выбирали один цвет из серии цветных боксов, предъявляемых на мониторе. На втором уровне они решали, есть ли в каждом предъявлении в цветном боксе целевой предмет с заданным свойством. На третьем уровне они должны были сделать выбор по комбинации четырех свойств. На четвертом уровне нужно было использовать информацию из трех предыдущих уровней и сделать еще более сложный выбор. Кроме того, на каждом уровне абстракции одна и та же задача варьировалась по трем степеням сложности.
Предъявляя такие задачи здоровым испытуемым, ученые методом функциональной магнитно-резонансной томографии определяли, какие зоны мозга активизируются при каждом решении. В этой части работы они установили, что в лобной коре – главном пункте принятия решений -- в зависимости от уровня абстракции задания активность смещается.
Функциональная магнитная томография отражает в реальном времени уровень притока крови к различным частям мозга, что служит показателем их функциональной активности при том или ином поведении. Поэтому экспериментаторы увидели, что передние участки лобной коры активизируются при более абстрактном задании, а задние – при более конкретном.
Чем ближе очаг инсульта, тем труднее абстрагировать
Гипотезу, которую нейрофизиологи сделали на здоровом мозге, нужно было проверить на мозге с разной степенью повреждения. Поэтому они продолжили работу с пациентами после инсульта. Критерием трудности при решении той или иной задачи было время принятия решения и количество ошибок. По этим критериям пациентов сравнивали с контрольными испытуемыми.
В целом пациентам было труднее, чем контрольным испытуемым, справляться с задачами большего уровня абстракции. Пациент с повреждением какой-либо зоны лобной коры плохо решал задачи, требовавшие высшего уровня абстракции, но справлялся с задачами меньшего уровня абстракции. Более того, доля решенных заданий зависела от локализации повреждений мозга.
Например, пациент с повреждением задней части лобной коры мог решать задачи первого уровня абстракции, но не мог решать задачи второго и третьего уровней абстракции. А пациент с повреждением передней части лобной коры справлялся с первыми двумя уровнями абстракции, но не решил задачи третьего.
Как констатируют авторы, способность к самым абстрактным решениям люди теряют при любом повреждении лобной коры. Но, судя по результатам эксперимента, передние зоны лобной коры больше отвечают за абстрактные решения, чем задние.
Интересно, что степень сложности задачи с передне-задним направлением лобной коры не связана. Это касается и пациентов с повреждениями, и здоровых испытуемых. У последних увеличение сложности задачи выражалось в усилении ответа на функциональных магнитно-резонансных томограммах, но зона ответа оставалась той же.
Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience.
