Борис Ломов
Психическая регуляция деятельности. Избранные труды
Функциональные асимметрии рук
Функциональное разделение правой и левой рук является важнейшей чертой двигательного развития человека. Известно, что при выполнении как элементарных, так и сложных трудовых действий у большинства людей основная двигательная нагрузка приходится на правую руку. Она является ведущей. Левая рука, как правило, выполняет (у правшей) только вспомогательные операции. В некоторых более редких случаях ведущей является левая рука (левшество). Еще реже встречаются люди, одинаково хорошо владеющие как правой, так и левой руками (симметрики). По подсчетам некоторых исследователей, праворукость среди взрослых людей – преобладающее явление и встречается в 70–90 случаях из 100.
Разделение функций рук, характерное для действий человека, отражается и на работе кинестетического анализатора, одна из сторон которого, как правило, является ведущей.
Исследование Поздновой, проведенное на кафедре психологии ЛГОЛУ им. Жданова, показало, что у правшей более развитой в отношении пространственно-двигательной ориентировки является кинестезия правой руки, а у левшей – левой. Позднова использовала в своем исследовании методику, разработанную Кекчеевым для изучения проприоцепции, но внесла в нее одно дополнение: в ее экспериментах испытуемый действовал не только правой (как у Кекчеева), но и левой рукой, что позволило сравнить данные.
Эксперименты состояли в следующем: на столе накалывался лист плотной бумаги (50×50 см), в середине которого отмечалась точка-центр. Вокруг точки – восемь концентрических окружностей на расстоянии 3 см друг от друга. Центр отстоял на 24 см от края стола. Испытуемый (зрячий с завязанными глазами или слепой) сидел перед столом. Расстояние между его грудью и передним краем крышки стола – 5 см. Одну руку он клал на колено, другую брал экспериментатор и касался указательным пальцем этой руки центральной точки круга, возвращая затем руку испытуемого в исходное положение у переднего края стола. Через 10 секунд испытуемый должен был сам попытаться попасть в центральную точку, т. е. воспроизвести проприоцептивно воспринятое движение своей руки. Каждый вариант движения повторяется три раза правой и три раза левой рукой. Положение тела испытуемого менялось в каждой серии опытов. Он отодвигался от исходной точки назад на 20 см, вправо и влево на 20 см и затем делал поворот туловища на 45° вправо и влево. В экспериментах Поздновой испытуемыми выступали ярко выраженные правши и левши.
У правшей движения правой руки оказались гораздо точнее, чем левой, во всех условиях опыта. Средняя зона попаданий для правой руки располагалась ближе к центру, чем для левой; более концентрированы были точки попадания.
Средняя зона для правой руки заняла поле от 16 до 32 мм, а для левой – от 13,3 до 40 мм. Среднее отстояние от центра попаданий для правой руки – 19,4 мм, то же для левой руки – 27,9 мм.
Попадания правой руки располагались неподалеку от центра и распределялись равномерно во все стороны: ограничивающая их кривая приближалась к овалу. Попадания левой руки располагались в основном слева от центра. Поле действия правой руки было равномерно вытянуто вправо и влево от центра по фронтальной линии тела. Поле действия левой руки не имело фронтальной вытянутости, скорее отмечалась его вертикальная вытянутость (по вентральной линии тела). Позднова справедливо связала различия в рецепторно-моторных полях правой и левой рук с разделением их функций в трудовых актах.
В зависимости от перемещения тела движения левой руки смещались влево, а поле ее действия перемещалось по кругу с поворотом тела. Поле действия правой руки все время было ориентировано на объектный центр движения и меньше зависело от перемещения испытуемого в пространстве. В показаниях правой руки у разных испытуемых ярко проявлялись индивидуальные различия, сказывался опыт трудовой деятельности. В показаниях же левой руки индивидуальные различия почти не проявлялись.
Для правой руки правшей была характерна также большая вариативность попаданий. Движения левой руки оказались однообразными. Коэффициент вариативности для правой руки равнялся 67 %, для левой – 43 %.
У левшей наблюдалась обратная картина: количественные показатели «рецепторно-моторного поля» левой руки у них были выше, чем правой.
Экспериментальные данные Поздновой свидетельствуют о том, что рука, выполняющая ведущие функции в трудовых актах, является ведущей и в условиях пространственно-двигательной ориентировки.
Однако ведущая сторона кинестетического анализатора не является абсолютной и неизменной. Если при пространственно-двигательной ориентировке в качестве ведущей выступает правая рука (у правшей), то при оценке веса предметов ведущей оказывается левая рука. Правша, как известно, точнее определяет вес (ощущение тяжести) с помощью левой руки. Функциональная асимметрия рук в отношении кинестезии оказывается, таким образом, не однозначной.
Многозначность функциональной асимметрии рук становится еще более явной при сравнении осязательного восприятия предметов с помощью правой и левой рук.
Сравнительное исследование осязательного восприятия с помощью каждой руки было осуществлено на кафедре психологии ЛГОЛУ Идельсоном и Ломовым.
Эксперименты проводились по следующей методике: испытуемым (взрослым, с явно выраженным правшеством) предлагалось поочередно ощупать какой-либо одной рукой несколько плоских и объемных геометрических фигур, укрепленных на штативе и скрытых от взора. Три-четыре месяца спустя испытуемые вновь ощупывали эти же фигуры, но теперь ранее ощупываемые правой рукой ощупывались левой и наоборот.
Перерыв в три-четыре месяца между первым и вторым экспериментами делался для того, чтобы исключить влияние узнавания (отметим, что экспериментаторы не зафиксировали ни одного случая узнавания фигур при повторном опыте).
В обоих экспериментах фиксировалось время ощупывания. Показателем адекватности образа являлся рисунок испытуемого.
Результаты экспериментов приведены в таблице 1.2.
В графе «Фигуры» обозначены номера фигур (с 1 по 6 – плоские, с 7 по 12 – объемные фигуры). В графе «Испытуемые» – начальные буквы фамилий испытуемых. В графе «Рука» отмечено, какой рукой ощупывалась фигура. В вертикальном ряду цифр, относящемся к каждому испытуемому, отмечено время (в сек.), затраченное на ощупывание каждой фигуры. Та к как все фигуры ощупывались дважды, против номера каждой из них стоят две цифры: верхняя – время ощупывания правой рукой, нижняя – левой. Сравнение этих цифр позволяет определить, какая рука у того или иного испытуемого является ведущей по скорости восприятия. В графах «Ведущая рука» представлены результаты такого сравнения. Если ведущей по скорости восприятия оказалась правая рука, то в этой графе стоит «прав.», если левая – «лев.». Если же время ощупывания фигуры правой рукой равно времени ощупывания левой, стоит «сим.» (симметрия). Отметим, что в отношении моторики у всех испытуемых ведущей являлась правая рука.
Таблица 1.2. Время ощупывания (в сек.)
Всего проведено 132 пары экспериментов. В 36 случаях (27 %) время ощупывания правой рукой оказалось меньше, чем левой; в 87 (66 %) – наоборот. В 9 случаях (7 %) обнаружилось равенство левой и правой рук по времени ощупывания.
Из одиннадцати испытуемых только у одного (К.) время ощупывания фигур правой рукой почти во всех случаях меньше, чем левой. У десяти испытуемых отмечается преобладание (по времени ощупывания) левой руки.
Один испытуемый (Л-г.) половину фигур воспринял быстрее при ощупывании правой рукой, половину – при ощупывании левой. Из 132 рисунков плоских фигур 29 оказались неверными (из них 22 получены от испытуемых после ощупывания фигур правой рукой и только 7 – после ощупывания левой). Итак, нет никаких оснований считать, что правая рука, ведущая в отношении моторики, является ведущей и в отношении точности и быстроты осязательного восприятия формы. Скорее наоборот, в этом отношении ведущей у правшей является левая рука, так как почти во всех экспериментах время ощупывания левой рукой меньше, и процент неправильных рисунков после ощупывания левой рукой меньше, чем правой, т. е. образ точнее.
Функциональное неравенство рук обнаруживается также в области тактильной, температурной и вибрационной чувствительности.
Сравнительное исследование тактильного отражения правой и левой руками площади прикосновения фигур было проведено Ломовым.
В экспериментах использовалась следующая методика: к ладони сначала правой, а затем левой (и наоборот) рук испытуемых поочередно прикладывались всей поверхностью 4 круга разного диаметра (зрение выключалось). Чередование кругов изменялось в каждом эксперименте. После каждого прикладывания испытуемый зарисовывал воспринятую фигуру, пытаясь, согласно инструкции, как можно точнее передать ее величину. Экспериментатор, измерял площадь изображенного круга и сравнивал ее с площадью оригинала.
В таблице 1.3 приводятся результаты исследования – средние данные двух экспериментальных проб, полученных в разное время у одних и тех же испытуемых.
Таблица 1.3. Определение площади круга
При анализе экспериментальных данных обнаруживается, что величина площади круга оценивается испытуемыми, как правило, неверно. Лишь в 25 % всех проб площадь рисунков приблизительно равна (с точностью до 0,5 см2) площади оригинала; в 10 % проб она оказалась увеличенной; в остальных случаях (65 %) – уменьшенной. Максимальная ошибка достигает 80 %, т. е. площадь рисунка уменьшается в 4 раза по сравнению с площадью оригинала.
В первой графе таблицы указан порядковый номер круга; во второй – его площадь; в третьей графе – к какой руке прикладывалась фигура; во всех остальных – начальные буквы фамилий испытуемых и их показания (площадь изображения). Знаком «прав.» отмечены те пробы, при которых испытуемый точнее определял площадь круга правой рукой, знаком «лев.» – те, при которых площадь круга определялась точнее левой рукой, «сим.» обозначает, что показания правой и левой рук равны.
Процент ошибок значительно сокращается, если испытуемый активно ощупывает круг. Следовательно, для оценки величины (площади) фигуры недостаточно деятельности одного только тактильного анализатора. Здесь требуется, так же как и для восприятия формы, взаимодействие тактильного анализатора с кинестетическим. Сравнение тактильных оценок площади кругов правой и левой руками показывает, что в большинстве случаев (50 %) ведущей является левая рука, в 20 % случаев – правая, в 30 % – показания правой и левой рук тождественны. Средняя величина ошибки в оценке площади круга для правой руки равна 34, для левой – 23 %. Отметим, что в отношении моторики у всех испытуемых ведущей является правая рука.
Таким образом, для тактильной чувствительности, как и для кинестезии, характерна функциональная асимметрия, причем она не совпадает с моторной асимметрией у тех же испытуемых. При тактильной оценке площади фигур у большинства испытуемых (правшей), по средним данным, ведущей оказалась левая рука. Однако знак ведущей руки по тактильному определению площади у одних и тех же испытуемых не является постоянным. При оценке некоторых фигур точнее показания левой руки, при оценке других – правой. Неустойчивость функциональной асимметрии, по-видимому, связана с тем, что испытуемые (студенты) не получили достаточного опыта в области пассивного осязания. Можно предположить, что у людей, в деятельности которых участие пассивного осязания является постоянным и необходимым, функциональная асимметрия в тактильной чувствительности является более устойчивой.
Результаты экспериментов дают также основания полагать, что характер функциональной асимметрии зависит от площади воспринимаемой фигуры. Если при восприятии относительно крупных фигур у большинства испытуемых зафиксирована большая точность левой руки, то при восприятии меньших фигур выигрывают показания правой руки (либо они оказываются равными показаниям левой руки). Так, при оценке круга площадью 9,5 см2 у 8 испытуемых из 15 точнее показания левой руки, у 2 – правой, у 5 – тождественные. А при оценке круга площадью 1,5 см2 (в 6 с половиной раз меньше первого) левая рука преобладает лишь у 4 испытуемых, у 5 преобладает правая, у 6 показания обеих рук равны. По-видимому, при уменьшении площади соприкосновения объекта и ладони правая рука из неведущей превращается в ведущую.
Аналогичное явление отмечено Горячевой при изучении прицельной способности правого и левого глаз. Она установила, что с изменением угла зрения изменяется и знак (ведущий или неведущий) глаза. Очевидно, функциональная асимметрия имеет условнорефлекторную природу и зависит от пространственных условий деятельности анализаторов.
Дальнейшее изучение особенностей кожной чувствительности правой и левой рук проводилось на кафедре психологии ЛГОЛУ Рыковой.
Методика этого исследования была следующей: в качестве безусловного раздражителя, изменяющего чувствительность кожи (кончик указательного пальца), использовался холод (вода 0 °C), а в качестве условного – стук метронома (200 ударов в минуту); дифференцировочным раздражителем был стук метронома с частотой 60 ударов в минуту. Изменение кожной чувствительности определялось по изменениям реабазы, измеряемой с помощью хроноксиметра. Рыкова провела две серии опытов по изучению переноса условных кожных рефлексов с одной руки на другую. В первой серии вырабатывались условный рефлекс и дифференцировка с ведущей по моторике руки и проверялся их перенос на неведущую руку. Во второй серии подобная работа проводилась в обратном порядке.
Рыкова установила, что температурная чувствительность ведущей по моторике руки ниже, чем чувствительность руки неведущей.
Эксперименты Рыковой показали также, что при выработке условного рефлекса путем сочетания холодового раздражителя и стука метронома кожная чувствительность ведущей руки повышается. При выработке условного рефлекса с неведущей руки, напротив, отмечается понижение ее кожной чувствительности. В обеих сериях опытов имел место перенос условных кожных рефлексов и их дифференцировок с одной стороны тела на другую без всяких дополнительных подкреплений и сочетаний. Таким образом, Рыкова подтвердила на человеке закономерность, открытую в школе Павлова на животных. Однако если у животных перенос условных кожных рефлексов с правой стороны тела на левую ничем не отличается от переноса в обратном направлении, то у человека в явлении переноса обнаруживается функциональная асимметрия. В опытах Рыковой кожные условные рефлексы на повышение чувствительности переносились с ведущей руки на неведущую, а кожные рефлексы на понижение чувствительности – с неведущей руки на ведущую. В итоге происходило как бы уравновешивание процессов переноса с одной стороны тела на другую.
Таким образом, эксперименты Рыковой вскрыли функциональную асимметрию рук в области температурной чувствительности и ее условно-рефлекторного изменения.
Явление функциональной асимметрии рук было обнаружено и в области вибрационной чувствительности, которая исследовалась на кафедре психологии ЛГОЛУ Ставровой.
В экспериментах Ставрова использовала вибратор конструкции Андреевой – Галаниной с соответствующими дополнительными установками (трансформатором и реостатом). Пунктами приложения вибратора были фаланги (с ладонной стороны) всех пальцев обеих рук, подушечка ладони у большого пальца, предплечье с тыльной стороны.
По данным Ставровой, ни у одного из 43 испытуемых не оказалось совпадения вибрационной чувствительности на обеих руках, симметричных реакций не наблюдалось вовсе [219].
В большинстве случаев вибрационная чувствительность левой руки была выше чувствительности правой руки[12] (см. рисунок 1.31).
Рис. 1.31. Асимметрия вибрационного различения (по Д. А. Ставровой). Рисунок взят из книги Б. Г. Ананьева «Пространственное различение»
Таким образом, исследования различных видов чувствительности раскрывают многообразие функциональных асимметрий рук. Кинестетическая, тактильная, температурная и вибрационная чувствительность обеих рук развиты, как правило, неравномерно. В одних случаях разность чувствительности оказывается резкой, в других – незначительной. По некоторым показателям (например, условнорефлекторное изменение температурной чувствительности кожи, опыты Рыковой) изменения чувствительности правой и левой рук происходят в противоположных направлениях.
При сравнении данных всех приведенных исследований обнаруживается капитальная особенность функциональной асимметрии рук, а именно – контрастные отношения между кинестезией и кожной чувствительностью. Рука, ведущая в отношении моторики, часто оказывается неведущей по кожной чувствительности.
Контрастные отношения рук проявляются и внутри кинестезии. Если по одним показателям (регулирование сложных действий, пространственно-двигательная ориентировка) у большинства людей ведущей является правая рука, то по другим показателям (определение веса, осязательное восприятие формы) ведущей оказывается левая рука.
Однако функциональное разделение рук не означает, что деятельность одной из них независима от деятельности другой. Само разделение рук может быть понято лишь в связи с анализом их взаимодействия. Современная психология располагает достаточным количеством данных, свидетельствующих о том, что изменения, происходящие в связи с деятельностью одной из рук, так или иначе сказываются и на другой. Еще Сеченов показал, что совместная деятельность рук, а следовательно, и соответствующих им полушарий, является общим условием работоспособности каждой отдельной руки. В 1902 г. им было установлено, что восстановление работоспособности правой руки после затраты большой мышечной энергии происходит не тогда, когда все тело человека отдыхает, а когда во время перерыва работает левая рука. Этот факт объясняется Ананьевым тем, что кинестетические импульсы левой руки, возникающие при ее работе, передаются из правого полушария в левое. Иррадиация возбуждения, с его точки зрения, и снимает утомление правой руки.
Возможно, однако, что сеченовский эффект объясняется иначе. Утомление, как известно, связано с возникновением охранительного торможения. Такое торможение при усиленной работе правой руки возникает в левом полушарии. Если во время перерыва в работе правой руки действует левая, то возбуждение, возникающее в правом полушарии, по закону индукции нервных процессов усиливает охранительное торможение в левом полушарии. Оно становится поэтому более концентрированным и глубоким. А более концентрированное и глубокое торможение приводит и к более быстрому восстановлению работоспособности правой руки.
Шатенштейн и Иорданская [259], исследовавшие функциональные изменения мозгового конца кинестетического анализатора во время работы, показали, что сеченовскому эффекту свойственна определенная динамика. В начальный период работы сеченовский эффект отсутствует. Он появляется лишь при условии некоторого утомления работающей правой руки. Причем сначала величина эффекта возрастает по мере возрастания силы импульсов с левой руки в соответствии с «законом силы». Затем наступает уравнительная или даже парадоксальная фаза (меньшая нагрузка на левую руку приводит к более значительному эффекту, чем большая нагрузка). Шатенштейн и Иорданская отметили, что фазы динамики сеченовского эффекта могут повторяться. Это расценивается ими как показатель волнообразного характера изменений функционального состояния корковых центров кинестетического анализатора, что свидетельствует о борьбе процессов возбуждения и торможения. Зависимость величины сеченовского эффекта от изменений функционального состояния кинестетического анализатора показывают также данные Коробкова [118]. Объяснить динамику сеченовского эффекта действием только закона иррадиации нервных процессов вряд ли возможно. Очевидно, изменения функционального состояния мозгового конца кинестетического анализатора объясняются сопряженным действием законов индукции и иррадиации нервных процессов. Как бы ни объяснялся сеченовский эффект, для нас важно одно: то, что он свидетельствует о неразрывной связи, о теснейшем взаимодействии правой и левой сторон кинестетического анализатора.
Об этом же свидетельствуют и клинические факты. Из клиники известно, что при односторонних двигательных поражениях (например, при гемиплегиях) имеет место не только выпадение двигательных функций пораженной стороны, но и резкое ограничение объема, скорости и сложности движений сохранной стороны тела.
Все эти факты свидетельствуют в конечном счете о взаимодействии больших полушарий головного мозга.