Асимметрия полушарий мозга

Межполушарная асимметрия — одна из фундаментальных закономерностей организации мозга не только человека, но и животных. Проявляется не только в морфологии мозга, но и в межполушарной асимметрии психических процессов.

В рамках проводимых исследований основное внимание уделяется вопросам связи  межполушарной асимметрии с психическими познавательными процессами и влиянию  поражений отдельных структур и  областей мозга на протекание этих процессов.

С функциями левого и правого  полушария у человека связаны  два типа мышления — абстрактно-логическое и пространственно-образное.

Межполушарная асимметрия психических  процессов — функциональная специализированность полушарий головного мозга: при осуществлении одних психических функций ведущим является левое полушарие, других — правое. Более чем вековая история анатомических, морфофункциональных, биохимических, нейрофизиологических и психофизиологических исследований асимметрии больших полушарий головного мозга у человека свидетельствует о существовании особого принципа построения и реализации таких важнейших функций мозга, как восприятие, внимание, память, мышление и речь.

В настоящее время считается, что  левое полушарие у правшей  играет преимущественную роль в экспрессивной  и импрессивной речи, в чтении, письме, вербальной памяти и вербальном мышлении. Правое же полушарие выступает ведущим для неречевого, например, музыкального слуха, зрительно-пространственной ориентации, невербальной памяти, критичности.

В левом полушарии сконцентрированы механизмы абстрактного, а в правом — конкретного образного мышления. Также было показано, что левое  полушарие в большей степени  ориентировано на прогнозирование  будущих состояний, а правое —  на взаимодействие с опытом и с актуально протекающими событиями.

В процессе индивидуального развития выраженность межполушарной асимметрии меняется. Последние исследования свидетельствуют  о том, что межполушарная асимметрия вносит существенный вклад в проявление высокого интеллекта человека. При  этом в известных пределах существует взаимозаменяемость полушарий головного  мозга.

Важно отметить, что конкретный тип  полушарного реагирования не формируется  при рождении. На ранних этапах онтогенеза у большинства детей выявляется образный, правополушарный тип реагирования, и только в определенном возрасте (как правило, от 10-ти до 14-ти лет) закрепляется тот или иной фенотип, преимущественно  характерный для данной популяции. Это подтверждается и данными  о том, что у неграмотных людей  функциональная асимметрия головного  мозга меньше, чем у грамотных.

Асимметрия усиливается и в  процессе обучения: левое полушарие  специализируется в знаковых операциях, и правое полушарие — в образных.

Интерес к изучению неравенства  и его влияния на поведение  экономических агентов в  последнее   время   значительно   возрос.   Причин   этого   явления   несколько.   Во-первых,  неоклассическая   экономика   оказалась   неспособной   описать   форму   распределения  богатства: это удалось сделать лишь физикам в 2004г.  Во-вторых, поведение людей в ситуации несправедливого  распределения оказалось   противоречащим   основному  свойству   рационального   агента     – максимизации    полезности.   В 2010 г. исследования передних долей и стриатума  мозга выявило отвращение  к несправедливой оплате как у незаслуженно обделенных, так и   у   незаслуженно   вознагражденных   людей.   Наконец,   исследования   факторов  экономического роста выявило бесполезность улучшения законодательства в области прав  собственности,   мер   стимулирующих   рост,   демократизации   и   пр.   на   фоне   резкого расслоения доходов. Все эти обстоятельства сделали необходимым разработку таких экономических моделей и моделей экономических агентов, которые могли бы учитывать влияние неравенства на поведение последних. Разработка таких моделей ведется в рамках  эконофизики,   нацеленной   на   переосмысление   положений   экономических   теорий.   В эконофизике экономическая система, как и социум,  рассматриваются как сложные, и их  описание осуществляется с помощью методов физики, не апеллирующей в общем случае  к принципам   оптимальности.   Агенты   социума   –   люди   –   могут   быть   соотнесены   с “атомами”,     которые     должны     иметь     возможность     в     определенном     смысле  “притягиваться” и “отталкиваться” друг от друга (это и делает их систему похожей на физическую).  Для реалистичного описания  экономики и демонстрации  нетривиального  поведения   агенты   должны   быть   при   этом   и   разными.   Интересно,   что   именно  представления   об  асимметрии   мозга и   дает   возможность   построить   модели   агентов,  которые ведут себя так, как это привычно для физиков, а также исследовать влияние на них неравенства предложений к увеличению доходов. Действительно, асимметрия может быть естественным образом связана с доминантностью одного из полушарий головного мозга. Таким образом, оказывается возможным введение агентов двух типов – право- и левополушарно   доминантных,   что   уже   достаточно   для   построения   модели   с богатым поведением.   На   этом   пути   получены   некоторые   интересные   результаты ,   которые позволяют сформулировать следующие две темы данного доклада:

1.   Зачем   физикам,   занимающимся   сложными   системами   (экономическими   и социальными)  знания об асимметрии мозга  и как они могут использовать  их  для изучения влияния неравенства  на поведение людей?

2.   Какую   пользу   может   принести   исследование   многоагентных   моделей   с агентами,   имитирующими   поведение   людей   с   различными   доминирующими полушариями, специалистам, изучающим асимметрии мозга человека?

Начну   с   того,   что   экономические   агенты   во   многих   случаях   вынуждены   решать противоречивую   задачу,   как   минимум,   удержать   два   ресурса.   Первый   из   них   (можно назвать его материальным) связан с их биологическим выживанием – агент должен хотя бы иногда отвечать на предложения окружающей среды, обеспечивающие ему питание, денежное   вознаграждение,   поддержание   жизнедеятельности.   С   другой   стороны,   как личность,   и   профессионал,   агент   не   может   быть   безоглядно   конъюнктурен,   и   должен отказываться  от выгодных предложений улучшающих  его выживание с тем,  чтобы не потерять квалификацию, профессию, самоуважение. Иными словами, у агента есть еще и некий нематериальный  ресурс, который ему также нельзя потерять. Достижение обеих целей – удержание обоих ресурсов – часто находится в остром конфликте. Легко показать, что у таких агентов могут быть только две фундаментальные стратегии: 1) абсолютный конформизм  и   неизменное   согласие   на   получение   первого   материального   ресурса,   в надежде,   что   предложения   эти   не   будут   часто   противоречить   его   профессиональной самоидентификации;   2)   абсолютный   профессиональный   консерватизм   и   сохранение нематериального ресурса в надежде на то, что предложение материального ресурса не противоречащее   профессиональной   самоидентификации   агента   будет   происходить достаточно часто.

Две эти стратегии могут  быть представлены в виде двух булевых  функций, которые были   названы   в    лево-   и   правополушарными,   соответственно.   Такое   соотнесение   с доминантностью одного из полушарий головного мозга имеет определенные основания.

Дело в том, что булевы функции могут быть представлены в экспоненциальной форме, выражающей функцию импликации:                                            

Для левополушарной стратегии такая форма имеет вид:

,

а для правополушарной  –

.

(здесь  а=1 если среда предлагает материальный ресурс без смены профессии, и а=0 со сменой. Функция ψ(а) =1 если агент остается в прежней профессиональной нише,

и ψ(а) =0 если он ее намеревается сменить.

Обратим внимание, что в  первом случае  в показателе  экспоненты  стоит логическое отрицание, а во втором – нет. Если обратиться к работам одного из основателей     математической     психологии,     В.А     Лефевра  ,     то     мы     сможем интерпретировать   выражение   в   показателе   экспоненты   как   представление   агента   о сделанном   ему предложении.   Если  же мы  учтем,   что формально-логические   операции являются   прерогативой   левого   полушария   головного   мозга,   то   логическое   отрицание первой   функции   будет   означать,   что   такая   стратегия   будет   возможна   только   для левополушарно доминантного   агента. А вот вторая (где такой операции нет) – вполне доступна правополушарно доминантному агенту.

К сожалению,  однородные ансамбли  агентов, имеющих описанные  фундаментальные стратегии,   малоинтересны.   Правополушарные   агенты   сохраняют   начальное   случайное распределение   по   “профессиональным   нишам”,   а   левополушарные   принимают   форму распределения, которым описывается  предложение первого (материального) ресурса.

Для того чтобы сделать  существенный шаг вперед необходимо ввести взаимодействие между   агентами.   Сделать   это   произвольным   образом   нельзя   –   модель   станет малообоснованной.   Но   можно   вновь   обратиться   к   работам   Лефевра.   Им   было,   в частности, показано, что модели математической психологии позволяют построить два этических исчисления, различающихся интерпретацией двух алгебраических операций – сложения и умножения, трактуемых как конфронтация и компромисс между агентами, и наоборот.

Замечательно    то,    что     построенные     этические    системы     хорошо   описывают экспериментальный  материал, отражающий поведение представителей этических систем западного и  советского обществ. Если для первого  основой этики является  формальный запрет поступков, трактуемых негативно, то для второго   –  неформальное одобрение положительно   оцениваемых   поступков.   Здесь   можно   воспользоваться   аргументом, связывающим   формальные   схемы   мышления   с   левым   полушарием,   а   неформальные (противоречивые, диалектические) с правым. Если такое  отождествление делается, то весь аппарат   алгебры   Лефевра,   описывающий   1-ю   и   2-ю   этические   системы,   может   быть непосредственно    применен   для   описания    взаимодействия    агентов   с   лево-   и правополушарными   стратегиями.   Произвола   в   выборе   правил   взаимодействия   агентов удается таким образом избежать.

Введение, таким образом определенного взаимодействия между агентами, приводит к интересным   результатам.   Ансамбли   левополушарных   агентов   начинают   следовать некоторому   варианту   статистики   Ферми-Дирака.   Ансамбли   правополушарных   агентов подчиняются статистике     Бозе-Эйнштейна     (такая     связь     становится     достаточно естественной   для   физиков,   если   заметить,   что   функция,   описывающая   решения левополушарных агентов антисимметрична, а решение правополушарных – симметрична).

Приближенно это может  трактоваться как наличие эффективного взаимного отталкивания левополушарных агентов и эффективного взаимного притяжения правополушарных.   Интересно,   что   самовоздействие   агентов   формально   приводит   к   смене   их доминантности . Такая же смена может быть естественно введена в модель в случае, когда используемая агентом стратегия должна быть немедленно изменена из-за возникновении риска потери того из ресурсов, на сохранение которого данная стратегия не ориентирована.

Описанная   модель   уже   становится   вполне   приемлемой   для   изучения   ее   методами статистической   физики.   В   частности,   в   ней   обнаруживается   нетривиальный   фазовый переход,   происходящий   тогда,   когда   степень   неравенства   предложения   материального ресурса в разных профессиональных нишах превышает  некоторое критическое значение. Чтобы увидеть этот переход необходимо оставить равновесные распределения  агентов по   профессиональным   нишам   и   сосредоточиться   на   изучении   флуктуаций   этих распределений   –   их   случайных   отклонений   от   средних     значений.   Если   попытаться проследить за всеми историями агентов, то окажется, что их решения в каждый момент времени может быть отнесено к  одной из трех категорий.

1.   Агент соглашается  на предложение получить материальный  ресурс  и остается в прежней   профессиональной   нише.   От   такого   предложения   агент,   по   понятным причинам   никогда   не   отказывается.   Если   обозначить   принятие   предложения буквой  А (Accept), а сохранение профессиональной ниши буквой S (Stay), то такое решение можно описать парой символов – AS.

2.   Агент соглашается  на предложение получить материальный  ресурс и сменить для этого  свою профессиональную нишу (именно  в ней ему материальный ресурс  к его разочарованию и предлагается). Если переход в новую нишу  обозначить буквой G (Go), то такое решение можно описать парой символов – AG.

3.   Агент отказывается  от предложения получить материальный  ресурс и сменить для этого  свою профессиональную нишу. Если  такой отказ от перехода в  новую нишу  обозначить буквой R (Reject), то такое решение можно описать парой символов – RS.