Рождение разума. Загадки нашего сознания - Вилейанур Рамачандран

Однажды я работал с пациентом, которому ампутировали руку выше левого локтя. Он сидел в моем кабинете с закрытыми глазами, пока я осторожно касался разных частей его тела и просил его говорить, каких именно. Все шло нормально, пока я не прикоснулся к его левой щеке, в этот момент он воскликнул: «О боже, вы дотронулись до большого пальца моей левой руки!» (иными словами, его фантомного пальца). Он был удивлен не меньше моего. Касание верхней губы вызвало ощущение в его фантомном указательном пальце, а подбородка — в его фантомном мизинце. Это была полная, систематическая карта его утраченной руки, нанесенная на лице (см. рис. 1.4).

Почему это происходит? Загадка фантомных конечностей, как и синдром Капгра, могли бы заинтриговать Шерлока Холмса. Что же, в конце концов, происходит? И снова ответ надо искать в анатомическом строении мозга. Тактильные сигналы от поверхности кожи левой стороны туловища проецируются в правом полушарии, на вертикальный участок корковой ткани, называемый постцентральной извилиной. На самом деле существует несколько таких карт, но для простоты мы предположим, что есть только одна, и назовем ее S1 — на постцентральной извилине. Это достоверное «представительство» всей поверхности тела — как если бы там находился маленький человечек, прислонившийся к этой поверхности мозга (см. рис. 1.5)

Мы называем его гомункулусом Пенфилда, и для большинства частей тела он неизменен — чему, собственно, и должна соответствовать карта. И все‑таки здесь есть одна странность: проекция лица на карте поверхности мозга находится непосредственно сразу вслед за рукой, а не рядом с шеей, как можно было бы ожидать. Голова оказывается вывихнутой (почему это происходит — неясно, возможно, это как‑то связано с филогенезом[22] или способом развития мозга на эмбриональной или младенческой стадии). Это дало мне ключ к тому, что произошло. Когда рука была ампутирована, больше ни один сигнал не был получен той частью коры головного мозга, которая относится к руке. Она стала испытывать голод по сенсорной информации, и в результате сенсорные данные, идущие от кожи лица, стали заполнять примыкающую вакантную территорию, относившуюся к утраченной руке. Затем сигналы от лица стали ошибочно восприниматься более высокими центрами мозга, исходящими от потерянной руки2. Специфичность этих сигналов настолько велика, что кубик льда или теплая вода, приложенные к лицу, вызывают такие же ощущения холода или тепла в фантомной конечности. Когда по лицу пациента Виктора текла вода, он также чувствовал, как вода стекает по его фантомной руке. Когда он поднимал свою больную руку вверх, то был поражен, почувствовав струйки воды, которые вопреки законам физики «стекали» вверх по ее фантомной части.

Рисунок 1.4

Указывает на та поверхности тела, которые вызвали ощущения в фантомной руке (эта левая рука пациента была ампутирована за 10 лет до нашего опыта). Обратите внимание на полную карту всех пальцев руки (обозначенных цифрами от 1 до 5) на лице, вторая карта находится на плече. Сенсорный сигнал от этих двух участков кожи, по-видимому, активирует территорию рухи в мозгу (в таламусе или коре). Таким образом, прикосновение к этим участкам вызывает также ощущение от утраченной руки

Рисунок 1.5

а. Проекция поверхности тела на человеческий мозг за центральной бороздой. Гомункулус (карлик) расположен вверх ногами, а его ноги помещаются на срединной (внутренней) поверхности теменной доли ближе к верху, при этом его лицо находится ближе к низу наружной поверхности. Обратите внимание также на то, что лицевая область — ниже области руки в отличие от их реального расположения (рядом с шеей), а гениталии представлены под ногами

б. Причудливая трехмерная модель гомункулуса Пенфилда — это человечек в мозгу

Рисунок 1.6

Магнитоэнцефалография (МЭГ): образ экспонируется на магнитно-резонансное отображение мозга пациента, у которого была ампутирована правая рука выше локтя.

Мозг рассматривается сверху. Правое полушарие показывает нормальную активацию корковых областей правой рухи (закрашено), лица (черная зона) и плеча (белая зона) в соответствии с картой Пенфилда. В левом полушарии нет активации, относящейся к правой отсутствующей рука, но теперь на згу область распространяется активность, идущая от лица и плеча

Чтобы напрямую проверить наши гипотезы «преобразования карты» и «перекреста проводов», мы использовали технику магнитоэнцефалографии, или МЭГ. Она показывает, какая часть мозга активируется при тактильном раздражении различных частей тела. Достаточно достоверно мы обнаружили, что у Виктора да и других пациентов с ампутированными конечностями) касание лица активирует не только область лица в мозгу, но также район руки в соответствии с картой Пенфилда (см. рис. 1.6). Это сильно отличается от картины, которую можно видеть у здорового мозга, — в данном случае касание лица активирует только лицевую область коры.

Здесь в мозгу Виктора с очевидностью наблюдается определенный «перекрест проводов», и это важно, потому что позволяет нам соотносить эти изменения в анатомии мозга и в сенсорных картах мозга с феноменологией. Эта связь между физиологией и психологией является одной из важнейших задач когнитивной неврологии3

Это открытие, как и синдром Капгра, имеет более широкий смысл. Всем студентам — медикам непременно внушают, что связи в мозгу закладываются на эмбриональной стадии или в младенчестве, и как только они сформированы, ничто не может изменить их в зрелом возрасте. Именно поэтому, когда нервная система получает повреждение, например в результате инсульта, восстановления функции почти не бывает. И поэтому‑то, в свою очередь, неврологические расстройства, к сожалению, так трудно лечить… по крайней мере, нас учили именно так. То, что я увидел, полностью противоречит этому подходу и предполагает обладание даже взрослым мозгом колоссальной пластичностью и податливостью, что можно продемонстрировать в пятиминутном эксперименте с пациентом, перенесшим ампутацию конечности.

Пока еще неясно, каким образом эту «пластичность» и карту тела можно «обуздать» в клинике, но я приведу другой пример чтобы показать, какое клиническое применение могут иметь некоторые из этих идей. Отдельные пациенты могут «двигать» своей фантомной рукой: по их словам, при расставании рука «делает прощальный взмах» или «жмет руку» при встрече4. Однако у многих других пациентов фантомная рука чувствует «парализованность», «онемение», «окаменение» или «не может сдвинуться ни на дюйм». Часто она испытывает болезненные непроизвольные сжимающие судороги или замирает в неудобной болезненной позе, которую пациент не может изменить. Мы обнаружили, что у некоторых из этих людей нарушения нервной системы наблюдались и до ампутации, например, рука была парализована или находилась в гипсе. В результате после ампутации пациент оказывается с «парализованной» фантомной рукой, как если бы паралич передавался фантому. Возможно, это произошло тогда, когда рука была целой, но парализованной а мозг, подавая руке команду «двигайся», получал визуальный ответ: «нет, она не может сдвинуться». Каким‑то образом эта обратная связь оказывается отпечатанной на схеме теменной доли или где‑то еще в мозгу. (Это явление мы называем «заученный паралич».)

Как можно проверить эту весьма умозрительную версию? Возможно, если пациент получит зрительную обратную связь о том, что фантом подчиняется командам мозга, «заученный паралич» будет забыт? На столе в вертикальном положении перед пациентом мы закрепили зеркало, чтобы правые углы были направлены к его груди. Далее мы попросили его расположить свою парализованную фантомную руку слева от зеркала, а правой здоровой рукой повторить эту же позу по правую сторону зеркала. Затем мы предложили ему смотреть на правую поверхность зеркала, чтобы он мог видеть отражение своей полноценной руки, которое оптически накладывалось на восприятие положения фантомной руки (см. рис. 1.7). После этого мы попросили пациента попробовать проделать симметричные движения обеими руками, как будто он дирижирует оркестром, глядя в зеркало. Представьте его и наше изумление, когда неожиданно он не только увидел двигающуюся фантомную руку, но и почувствовал ее движения. Я повторял этот опыт с несколькими пациентами, и похоже, что визуальная обратная связь оживляет фантом — он начинает двигаться, как никогда раньше. Часто это происходит впервые за многие годы.

Рисунок 1.7

Иллюстрация устройства «зеркального ящика», который используется для «восстановления» фантомной руки