Вилейанур Рамачандран - Мозг рассказывает. Что делает нас людьми
Но я никогда не забывал пациентов вроде Михи, с которыми столкнулся во время студенческой практики по неврологии. Казалось, что в неврологии осталось ещё так много нерешённых вопросов. Почему Михи смеялась, когда её кололи? Почему, когда вы ударяете по внешнему краю стопы парализованного пациента, большой палец ноги поднимается? Отчего пациенты с припадками, локализованными в области лобной доли, верят, что они испытывают присутствие Бога, и проявляют гиперграфию (неконтролируемый непрекращающийся процесс письма)? Почему во всем прочем разумные, совершенно здравомыслящие пациенты с повреждением правой теменной доли отрицают, что их левая рука принадлежит им? Почему истощённая женщина, страдающая анорексией, с совершенно нормальным зрением, смотрит в зеркало и утверждает, что выглядит жирной? Итак, после нескольких лет специализации на проблемах зрительного восприятия я вернулся к моей первой любви: неврологии. Я изучил многие оставшиеся без ответа вопросы в этой области и решил сконцентрироваться на конкретной проблеме фантомных конечностях. Я и не подозревал, что моё исследование предоставит невиданное ранее свидетельство поразительной пластичности и приспособляемости человеческого мозга.
К тому времени уже более ста лет было известно, что, когда пациент теряет руку при ампутации, он может весьма живо ощущать присутствие этой руки, как будто бы призрак руки преследует место своей ампутации. Предпринимались разные попытки объяснить это необычное явление, начиная с фрейдовских теорий, касающихся удовлетворения желаний, и заканчивая ссылкой на материальность души человека. Не удовлетворившись ни одним из этих объяснений, я решил попытаться решить загадку с точки зрения нейронауки.
Помню пациента по имени Виктор, которому я посвятил почти месяц сумасшедших экспериментов. Его левая рука была ампутирована ниже локтя примерно за три недели до нашей встречи. Сначала я убедился, что у него не было никаких неврологических проблем: мозг не был затронут, разум был в норме. Доверившись интуиции, я закрыл ему глаза повязкой и начал прикасаться ватной палочкой к различным частям его тела, попросив его сообщать мне, что и где он чувствует. Его ответы были вполне нормальными и правильными, пока я не начал касаться левой части его лица. Тогда и случилось нечто весьма странное.
— Доктор, я это чувствую на моей фантомной кисти. Вы прикасаетесь к большому пальцу, сказал он.
Я стал поглаживать молоточком нижнюю часть его челюсти.
— Ну а что сейчас? спросил я.
— Чувствую, как какой-то острый предмет передвигается через мизинец к ладони, ответил он.
Повторяя эту процедуру, я обнаружил на его лице настоящую карту его отсутствующей кисти. Эта карта была потрясающе точной и целостной, с точно очерченными пальцами (см. рис. 1.1). Однажды я нажал на его щеку влажной ватной палочкой и пустил струйкой по его лицу капельку воды, как будто бы это стекала слеза. Он чувствовал, как вода стекала по его лицу, но заявил, что также ощущает, как капля стекает вдоль его фантомной руки.
Рис. 1.1. Пациент с левой фантомной рукой. Когда дотрагиваются до различных частей его лица, он ощущает прикосновения к различным частям фантомной руки. Р ладонь, Т большой палец, В основание большого пальца, I указательный палец
Правым указательным пальцем он даже проследил извилистый путь капли по пустому воздуху перед своей культёй. Из любопытства я попросил его поднять культю и направить фантомную конечность на потолок. К его удивлению, он почувствовал, как следующая капля воды текла вверх по его фантому, отрицая закон силы притяжения.
Виктор сказал, что никогда раньше не ощущал эту виртуальную кисть на своём лице, но как только он узнал об этом, то сразу нашёл ей хорошее применение. Лишь только его фантомная ладонь начинает чесаться что бывало весьма часто и буквально сводило его с ума, он успокаивает её, почёсывая соответствующее место на лице.
Почему так? Ответ, как я понял, можно найти в анатомии мозга. Вся поверхность кожи левой стороны тела отображена в виде карты на полосе коры, называемой постцентральной извилиной (см. рис. В.2), идущей вниз по правой стороне мозга. Эта карта часто изображается в виде схематического человечка на поверхности мозга (рис. 1.2). Хотя по большей части карта весьма точна, некоторые кусочки перепутаны по сравнению с тем, как реально тело устроено. Обратите внимание, что карта лица расположена рядом с картой кисти руки, а вовсе не шеи, где «должна» была быть. Это как раз и дало мне ключ к решению.
Рис. 1.2. Карта Пенфилда поверхности кожи на постцентральной извилине (см. рис. В.2). Показан поперечный срез, который проходит через середину мозга на уровне постцентральной извилины. Художник изобразил человечка на поверхности мозга, чтобы наглядно показать присутствие определённых частей тела (лицо и кисть) и то, что карта
Представьте себе, что происходит при ампутации руки. Самой руки больше нет, но в мозге все ещё остаётся карта руки. Работа этой карты, смысл её существования в том, чтобы отображать эту руку. Руки уже никогда не будет, но карта в мозге никуда не девается. Она упорно продолжает отображать руку, каждую секунду, день за днём. Эта карта и объясняет фантомную конечность почему конечность чувствуется ещё долго после того, как реальная конечность из плоти и крови была отрезана.
Ну а как теперь объяснить странную склонность приписывать осязательные ощущения, идущие от лица, фантомной руке? Осиротевшая мозговая карта продолжает отображать отсутствующие руку и ладонь, даже если их уже нет, но не получает больше реальных входящих осязательных сигналов. Она вслушивается в мёртвый канал и, так сказать, жаждет сенсорных сигналов. Имеется два возможных объяснения тому, что происходит дальше. Первое заключается в том, что сенсорный входящий сигнал, идущий от кожи лица на мозговую карту, начинает активно вторгаться на незанятую территорию, отвечающую за отсутствующую кисть. Нервные волокна, идущие от кожи лица, которые в обычных условиях входят в лицевую часть коры, отращивают тысячи новых нервных ответвлений-усиков, которые переползают в карту руки и создают новые здоровые синапсы.
В результате этих перекрёстных проводных соединений осязательные сигналы, относящиеся к лицу, активизируют не только карту лица, как это происходило бы в норме, но и карту кисти в коре мозга, которая кричит «рука!» высшим областям мозга. Конечный результат состоит в том, что пациент чувствует, что к его фантомной кисти прикасаются всякий раз, когда прикасаются к его лицу.
Второе возможное объяснение состоит в том, что ещё перед ампутацией сенсорный сигнал от лица посылается не только в лицевую область, но и частично вторгается в область кисти, как будто это резервные войска, готовые вступить в бой. Но эти отклоняющиеся от нормы связи обычно молчат, возможно, потому, что они постоянно тормозятся или подавляются нормальной активностью основной сигнальной линии, идущей от кисти. В таком случае ампутация обнаруживает эти неактивные в нормальной ситуации синапсы, так что прикосновение к лицу активизирует клетки в области мозга, отвечающей за кисть. В свою очередь, это заставляет пациента испытывать ощущения, как будто бы возникающие в отсутствующей кисти руки.
Независимо от того, какая из этих двух теорий отращивание новых нервных ответвлений или обнаружение подавляемых сигналов верна, во всем этом есть важная информация для медицины. Целым поколениям студентов-медиков твердили, что триллионы нейронных связей мозга закладываются во время внутриутробного развития и в раннем детстве, в то время как мозг взрослого теряет способность образовывать новые связи. Такое отсутствие пластичности, отсутствие способности восстанавливать или принимать новую форму часто использовалось как оправдание, когда пациентам говорили, почему им следует ожидать лишь очень небольшого восстановления функций после инсульта или травматического повреждения мозга. Наши наблюдения решительно опровергли эту догму, в первый раз показав, что даже основные карты чувствительности мозга взрослого человека могут изменяться на расстоянии в несколько сантиметров. Нам удалось использовать технику сканирования головного мозга, чтобы непосредственно показать правоту нашей теории: мозговые карты Виктора изменились так, как и было предсказано (рис. 1.3).
Вскоре после того, как наши данные были опубликованы, доказательства, подтверждающие и расширяющие эти открытия, стали поступать от многих исследовательских групп. Два итальянских исследователя, Джованни Берлукки и Сальваторе Альоти, выявили, что после ампутации пальца обнаружилась «карта» одного-единственного пальца, аккуратно нанесённая на лицо, как и предполагалось. У другого пациента был удалён тройничный нерв (чувствительный нерв, иннервирующий лицо), и вскоре на его ладони обнаружилась карта лица, что является точным обращением того, что мы уже наблюдали. Наконец, после ампутации ноги у другого пациента ощущения от пениса чувствовались в фантомной ноге. (Действительно, пациент утверждал, что теперь оргазм распространялся на ногу и изза этого был «намного сильнее, чем когда-либо».) Такое происходит из-за ещё одной странной непоследовательности мозговой карты тела: карта гениталий находится прямо возле карты ноги.
