Принцип массового действия (неврология)

Чтобы узнать о других значениях, см. Массовые действия .

В нейробиологии принцип массового действия предполагает, что доля поврежденного мозга прямо пропорциональна снижению способности функций памяти. Другими словами, память не может быть локализована в одной области коры, а распределена по всей коре. Этой теории противопоставляется функциональная специализация . Это один из двух принципов, опубликованных Карлом Лэшли в 1950 году, наряду с принципом эквипотенциальности .

Ранние теории

В 19 веке исследователи животных и ученые были разделены на две основные группы с точки зрения того, как, по их мнению, мозг компенсирует вызванное повреждение головного мозга. Сторонники теории избыточности предположили, что любой пораженный участок мозговой массы имеет почти дублирующий участок, обычно в противоположном полушарии. Считалось, что эта «резервная» зона берет на себя функции пораженного участка. С другой стороны, теоретики викариации полагали, что ответственность за пораженную область могут взять на себя разные области мозга с разными функциями. Обе идеи вызвали бурные споры и привели к расширению исследований нейропластичности и повреждений, что в конечном итоге повлияло на исследования повреждений Флуренса и Лэшли.

Авторы

Теории локализации могут быть датированы еще Аристотелем, но человеком, которому приписывают начало концепции теории поля, был Жан-Пьер Флуранс . Теория поля — это концепция, согласно которой мозг действует как единая функциональная единица. Он разработал первый принцип массового действия, заявив:

«Пока не слишком большая часть долей будет удалена, они могут в свое время восстановить выполнение своих функций. Однако, пройдя определенные пределы, животное восстанавливает их лишь несовершенно, а, пройдя эти новые пределы, оно не восстанавливает их вообще. ... Наконец, если возвращается одно ощущение, возвращаются все. Если снова появляется одна способность, они снова появляются... Это показывает, что каждый из этих органов представляет собой только один орган».

Он также разработал теорию эквипотенциальности , заявив: «Все ощущения, все восприятия и вся воля одновременно занимают одно и то же место в этих органах. Тогда способность ощущения, восприятия и воли является, по сути, одной способностью».

Самым известным исследованием Карла Лэшли была попытка найти участки мозга, отвечающие за обучение и следы памяти, гипотетическую структуру, которую он назвал инграммой . Он обучал крыс выполнять определенные задачи (в поисках пищевого вознаграждения), а затем повреждал различные части коры головного мозга крыс либо до, либо после того, как животные прошли обучение, в зависимости от эксперимента. Количество удаленной кортикальной ткани оказало определенное влияние на приобретение и сохранение знаний, но расположение удаленной коры не оказало влияния на поведение крыс в лабиринте. Это привело Лэшли к выводу, что воспоминания не локализованы, а широко распределены по коре головного мозга.

Против функциональной специализации

Существуют доказательства, подтверждающие как принцип массового действия, так и функциональную специализацию мозга. Функциональная специализация — это идея о том, что функции локализованы внутри мозга и могут выполняться только определенной областью (областями) мозга. Некоторые задачи, по-видимому, работают по принципу массового действия, при этом поражения вызывают менее радикальные последствия, чем можно было бы ожидать, если бы задачи были локализованы в мозге. Это было показано в экспериментах Лэшли с крысиным лабиринтом, в которых количество удаленной ткани было более важным для работоспособности крысы, чем то, сколько ткани было удалено изнутри мозга. Однако существуют примеры узкоспециализированных областей мозга, в которых даже небольшие повреждения могут привести к драматическим последствиям для способности людей выполнять определенные задачи. Две такие области влияют на понимание речи и способность произносить связную речь: зона Вернике и зона Брока соответственно.

Критика

Сейчас считается, что Флуранс, возможно, удалил не только те части полушарий, о которых он заявлял, поскольку его эксперименты можно повторить без таких же радикальных результатов. В то время методы добычи были очень грубыми, и об этапах восстановления было мало что известно. Эти факторы способствовали увеличению вероятности того, что симптомы, возникающие сразу после удаления, будут связаны непосредственно с местом поражения. Доктрина Флуранса получила широкое признание, хотя некоторые анатомы и физиологи опровергали его идеи:

• Томас Уиллис показал, что существуют нервы, соединяющие сердце, легкие и желудок с мозжечком.
• Франсуа Пурфур дю Пети продемонстрировал, что локализация двигательных движений на одной стороне тела содержится в полушарии на противоположной стороне. В 1860-х годах Хьюлингс Джексон также пришел к таким выводам, связав судороги на одной стороне тела с заболеванием противоположной стороны мозга.
• Александр Бейн объяснил нервную систему как своего рода взаимосвязанную систему с мозгом, передающую импульсы.
• Новые эксперименты по электрической возбудимости, проведенные в 1870 году Густавом Теодором Фричем , Эдуардом Хитцигом и Дэвидом Феррье, способствовали новым открытиям относительно локализации функции. И хотя их методы все еще давали результаты, которые сегодня считаются неуместными, они сыграли важную роль в создании фундамента для теории локализации.
• Затем в 1929 году появился Лэшли с публикацией « Мозговые механизмы и интеллект». Его открытия находились под эгидой теории поля, но он не был полностью согласен с Флурансом. Он определил, что локализованы только более элементарные функции, а более сложные не связаны с определенными структурами. Пастух Айвори Франц внес большой вклад в эту область, используя более совершенные методы изучения живых животных. Лэшли использовал эти методы в сочетании с большой выборкой животных, чтобы получить результаты, которые можно статистически проанализировать, и поэтому выдвинул свои теории эквипотенциальности и теории действия массы. Однако многие другие пришли к другим выводам на основе его результатов, которые снова поставили под сомнение определения Лэшли того, что наблюдалось.

Заключение

В настоящее время принцип массового действия считается механизмом некоторых функций мозга. Однако существуют некоторые функции, которые, как полагают, содержатся в определенных областях мозга (многие из них связаны с речью, которую невозможно было определить, когда был теоретизирован принцип действия массы, поскольку исторически в экспериментах использовались только животные). Судя по всему, эта разница не определяется сложностью функции, поскольку некоторые узкоспециализированные задачи локализованы.

Дальнейшее чтение

• Грэм Браун, Т; Стюарт, Р.М. (1916). «О нарушениях локализации и распознавания ощущений при поражениях головного мозга и о возможности восстановления этих функций после процесса тренировки» . Мозг . 39 (3–4): 348–454. дои : 10.1093/brain/39.3-4.348 .
• Брюс, Д. (2001). «Пятьдесят лет с тех пор, как Лэшли искал энграмму: опровержения и предположения». Журнал истории нейронаук . 10 (3): 308. дои : 10.1076/jhin.10.3.308.9086 . ПМИД   11770197 .
• Лэшли, К.С. (1929). Мозговые механизмы и интеллект: количественное исследование травм головного мозга. Чикаго, Иллинойс, США: Издательство Чикагского университета. дои: 10.1037/10017-000.
• Нетц, Дж; Ламмерс, Т; Хомберг, В. (1997). «Реорганизация двигательной активности в непораженном полушарии после инсульта» . Мозг . 120 (9): 1579–86. дои : 10.1093/brain/120.9.1579 .