Войны мозга. Научные споры вокруг разума и сознания - Марио Борегар

Сегодня биофидбек и нейрофидбек – распространенные методики. Но исследователи в сфере физиологии долго считали, что люди не могут осознанно управлять деятельностью мозга. К счастью, несколько случайных и удачных открытий, сделанных во второй половине ХХ века, доказали полную ошибочность этого мнения.

* * *

Ближе к концу 50-х годов ХХ века профессор психологии из Чикагского университета Джо Камия задумался о том, можно ли постоянно информировать человека о состоянии его мозговых волн, чтобы он мог управлять ими по своему желанию. Камия первым разработал эксперимент, целью которого было выяснить, способен ли человек различать виды своих или чужих мозговых волн, и если да, то как бы он описывал каждое из состояний. Исследователь сосредоточил внимание на альфа-волнах, поскольку их легко вызвать. Участники эксперимента лежали в темной комнате с закрытыми глазами, подключенные к аппарату ЭЭГ. Затем Камия подавал звуковой сигнал и по внутренней связи просил участников эксперимента угадать, возникали ли в их мозге альфа-волны. С помощью аппарата ЭЭГ он мог определить, верны ли догадки участников, и ответить «верно» или «неверно».

Первым участником был аспирант Ричард Бах. Камия поместил электрод слева от затылочного выступа Баха, где обычно в изобилии наблюдаются альфа-волны мозга. Во время первого сеанса, состоящего из 60 звуков и 60 догадок, догадки Баха оказались правильными почти в половине случаев. На второй день тестирования Бах ответил верно на 65 % вопросов. На третий день он дал 85 % правильных ответов. Взволнованный Камия на четвертый день дал ему послушать звук четыреста раз. И каждый раз Бах отвечал правильно.

На втором этапе эксперимента Джо Камия просил Баха и других участников войти в альфа-состояние, когда звонок прозвенит один раз, и не входить в альфа-состояние, когда звонок раздастся дважды. Довольно много участников смогли входить в альфа-состояние и оставаться в нем по желанию. С этого знаменательного эксперимента, который продемонстрировал, что мозговыми волнами можно произвольно управлять, начался нейрофидбек как научное направление.

Нейрофидбек получил широкую известность десятилетие спустя, когда статья об этом удивительном открытии была опубликованав популярном журнале Psychology Today. В этой статье Камия упоминал: некоторые участники эксперимента сообщали, что при выходе из альфа-состояния чувствовали себя свежими и бодрыми, а другие, по их словам, испытывали ощущение безмятежности, покоя или прилива творческой энергии[79].

Нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Барри Стермен стал еще одним первопроходцем в сфере нейрофидбека. В 1965 году он исследовал мозговую активность во время внутреннего торможения – процесса, при котором условный рефлекс тормозится ввиду недостатка подкрепления. В одном из экспериментов в его лаборатории участвовало тридцать кошек. Посаженные в клетки и лишенные пищи, эти кошки приучились нажимать лапой рычаг, чтобы получить награду – порцию куриного бульона или молока. Электроды ЭЭГ были размещены на сенсорно-двигательной коре мозга каждой кошки – в той части мозга, которая участвует в сенсорных функциях, в контроле и осуществлении движений.

Как только кошки привыкли нажимать рычаг, чтобы получить награду, процесс выработки условного рефлекса видоизменили. Теперь кошкам приходилось ждать, пока не прекратится звук, и лишь потом нажимать рычаг, чтобы получить награду. Кошки научились сидеть совершенно тихо, но внимательно слушать в ожидании, когда звук прекратится. Барри Стермен выяснил, что на ЭЭГ неизвестный ритмический сигнал в диапазоне 12–16 Гц сопровождал эту моторную неподвижность. Этот новый сигнал ЭЭГ он назвал сенсомоторным ритмом (или СМР). Естественно, Стермен задумался, можно ли приучить кошку вызывать СМР. В течение примерно года его ассистенты по часу в день три-четыре раза в неделю тренировали десять кошек. И действительно, кошки научились вызывать СМР.

Вскоре после этого командование ВВС США обратилось к Стермену с предложением протестировать негативное влияние монометилгидразина на когнитивные функции. Известно, что этот компонент ракетного топлива способен вызывать эпилептические припадки; считалось, что он действует и на рабочих, занятых в производстве этого вещества, и даже на астронавтов. Стермен принял предложение ВВС и ввел это вещество пятидесяти кошкам. По прошествии часа у большинства кошек начались судороги. Но у троих припадка так и не случилось. Стермен выяснил, что эти три кошки участвовали в его предыдущем эксперименте и научились вызывать СМР. Он выдвинул предположение, что после тренинга СМР двигательная кора головного мозга этих кошек стала лучше сопротивляться медленным тета-волнам, причастным к стимуляции судорог.

Следующим шагом Стермена было выяснение, есть ли СМР у человека. ЭЭГ, проведенная у пациентов с удаленной из-за рака частью черепа, подтвердила существование этого ритма у людей, и Стермен решил проверить правильность идеи, согласно которой люди обладали способностью вызывать СМР.

Он поручил своему лаборанту Сиду Россу сконструировать аппарат для нейрофидбека – простое электронное устройство с двумя лампочками, красной и зеленой, – и в 1972 году использовал этот прибор в работе с первым участником-человеком, двадцатитрехлетней Мэри Фэрбенкс. С восьмилетнего возраста она страдала острыми большими эпилептическими припадками, которые повторялись не реже двух раз в месяц. Стермен выяснил, что когда Фэрбенкс вызывала СМР и подавляла низкочастотные волны, способствующие припадкам, на аппарате загоралась зеленая лампочка. Когда Фэрбенкс находилась за пределами диапазона СМР или была не в состоянии блокировать медленные волны, включалась красная. Стермен просил Фэрбенкс следить за тем, чтобы зеленая лампочка горела как можно чаще, а красная – как можно реже. Участница эксперимента тренировалась по часу в день два раза в неделю на протяжении трех месяцев. К концу тренинга ее припадки практически полностью прекратились.

Стермен написал научную статью об эксперименте с участием Мэри[80]. В 1976 году он получил грант Национального института неврологических расстройств и инсульта при Национальных институтах здравоохранения (NIH) на проведение пробного исследования, направленного на демонстрацию эффективности протокола обучения СМР. Исследование было разработано на основе модели А-В-А.

Восемь пациентов с эпилепсией в течение трех месяцев тренировались усиливать волны СМР и препятствовать низкочастотным волнам. Как и ожидалось, количество припадков заметно снизилось. (Это была первая А-часть исследования.) По прошествии трех месяцев протокол изменили: пациентов – которым не объясняли, чем они занимаются, – учили увеличивать низкочастотные волны и снижать СМР. Неудивительно, что эпилептические припадки у них участились (В-часть исследования). Три месяца спустя протокол опять поменяли. Теперь, как и на первом этапе исследования, пациенты должны были снижать частоту припадков, усиливая СМР. И опять частота возникновения судорог существенно снизилась. (Это вторая А-часть.) Эти впечатляющие результаты были опубликованы в журнале Epilepsia в 1978 году[81]. Несколько лет спустя, благодаря еще одному гранту NIH, Стермен смог воспроизвести свои результаты, на этот раз при участии 24 пациентов.