Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

Любые изменения форм тела, в каком бы его уголке они ни осуществлялись, иллюстрируют происходящее во всех сенсорных системах. Мы уже знаем, что, когда человек рождается незрячим, его зрительная кора настраивается на слух, осязание и прочие чувства. В плане восприятия последствия такого кортикального захвата оборачиваются повышенной чувствительностью: чем больше кортикальной территории отдано под решение задачи, тем с лучшим качеством она выполняется.

Помимо всего прочего, мы открыли для себя, что, если человеку с нормальной зрительной системой временно перекрыть зрительное восприятие повязкой на глазах, его первичная зрительная кора будет активироваться, когда он станет выполнять какие-либо операции пальцами, а также слушать звуки разной тональности или речь. Если повязку через короткое время снять, зрительная кора быстро возвратится в исходное состояние и начнет реагировать только на входные визуальные сигналы. Как мы увидим в следующих главах, внезапно открывающаяся способность мозга «видеть» пальцами и ушами опирается на связи, проложенные в зрительную кору от других органов чувств, причем эти связи изначально присутствуют в мозге, но бездействуют во время поступления сигналов от глаз.

Сказанное в целом подводит нас к предположению, что зрительные сновидения — это побочный продукт конкуренции нейронов и осевого вращения нашей планеты. Организм, желающий оградить свою зрительную систему от захвата другими чувствами, должен выработать способ поддерживать ее в активном состоянии, когда темнота перекрывает ей поток входной информации от глаз.

Вот теперь мы созрели для следующего вопроса. Нам уже ясно, что кора мозга обладает чрезвычайной гибкостью. Но каковы пределы этой гибкости? Можно ли поставлять мозгу данные самых разных типов? Сможет ли он с легкостью сам догадаться, как использовать данные, которые к нему попали?

Майкл Хорост от рождения страдал тугоухостью, но в молодые годы вполне обходился слуховым аппаратом. До тех пор, пока в один не очень прекрасный полдень не обнаружил, что батарейка в его аппарате совсем иссякла. Так он, во всяком случае, подумал. Батарейку Майкл заменил, однако звуки внешнего мира все равно не достигали мира внутреннего. Он тотчас же поехал в ближайший пункт скорой помощи, где и обнаружилось, что остатки его слуха — тоненькая звуковая ниточка, всю жизнь связывавшая его с окружающим миром, — почили в бозе, окончательно и безвозвратно1.

Это означало, что слуховые аппараты ему больше не помогут: подобные устройства улавливают акустические сигналы и усиливают их громкость при передаче недужной слуховой системе. Для некоторых типов тугоухости такая стратегия действенна, но при условии, что остальные звенья системы, следующие за барабанной перепонкой, работают нормально. Если внутреннее ухо поражено и не выполняет свои функции, никакое усиление звука не поможет. Именно это произошло с Майклом. Все указывало на то, что он навеки распростился со способностью воспринимать звуковую картину мира.

Однако позже Майкл все же нашел еще одну возможность восстановить слух. Взвесив все за и против, в 2001 году он решился на операцию по вживлению кохлеарного имплантата. Это крошечное устройство обходит поврежденную часть внутреннего уха, чтобы напрямую передавать сигнал функционирующему нерву (представьте его как кабель передачи данных). По сути, это мини-компьютер, устанавливаемый во внутреннее ухо; звуковая информация из внешнего мира поступает на микрофон, а от него посредством крошечных электродов передается слуховому нерву.

Таким образом удается обойти поврежденное внутреннее ухо, но это вовсе не значит, что опыт акустического восприятия приобретается без труда. Майклу после имплантации пришлось учиться распознавать незнакомый язык электрических сигналов, поступающих в его слуховую систему:

«Когда через месяц после операции впервые включили имплантат, первые обращенные ко мне слова для меня звучали так: “Ззззззззз cзз сзвиззз тр звфзззззззз?” Мой мозг постепенно учился истолковывать эти чуждые моему пониманию звуки. Прошло немного времени, и прежняя абракадабра “Ззззззззз cзз сзвиззз тр звзззззззз?” превратилась в “Что ты ел на завтрак?” и стала понятна мне. Несколько месяцев практики, и я снова мог пользоваться телефоном и даже поддерживать разговор посреди гомона в баре или кафетерии».

Хотя на первый взгляд идея вживить в тело мини-компьютер кажется немного фантастической, кохлеарные имплантаты представлены на рынке с 1982 года, и более полумиллиона людей уже носят в своих головах эту бионику, радуясь звукам голосов, скрипу дверей, смеху и мелодиям из музыкальных автоматов. Программное обеспечение кохлеарного имплантата поддается как взлому, так и обновлению, поэтому Майкл потратил годы, чтобы получать с его помощью информацию и обходиться без нового хирургического вмешательства. Почти через год после активации имплантата Майклу удалось разработать программу с вдвое большим разрешением. Как он выразился, «если у моих друзей слух с годами неизбежно снизится, то мой только улучшится».

* * *

Терри Биланд живет неподалеку от Лос-Анджелеса. Ему диагностировали пигментный ретинит — дегенеративное заболевание сетчатки (это тонкий слой фоторецепторов на дне глаза). Вот как он отреагировал на страшную новость: «Самое последнее, что бы ты хотел узнать о себе в свои 37 лет, — это что ты слепнешь, а медицина в твоем случае бессильна»2.

Но потом Терри выяснил, что выход у него все-таки есть, если только ему достанет смелости воспользоваться им. И в 2004 году он стал одним из первых пациентов, которым провели экспериментальную процедуру по имплантации ретинального бионического чипа (это крошечное устройство с электронной схемой устанавливается по центру сетчатки с внутренней стороны глаза). К чипу по беспроводной связи поступает сигнал от встроенной в специальные очки видеокамеры. Электроды передают слабые электрические разряды неповрежденным клеткам сетчатки, благодаря чему в прежде пустынном канале зрительного нерва генерируются сигналы. Зрительный нерв Терри не был поврежден, и пускай фоторецепторы в его сетчатке погибли, сам нерв по-прежнему жаждал сигналов, которые мог бы передавать в мозг.

Операцию по пересадке миниатюрного чипа провела команда специалистов из Южнокалифорнийского университета. Сама операция прошла без сучка и задоринки, главное испытание началось позже. Исследователи не без внутреннего трепета включали электроды один за другим. Позже Терри рассказывал: «Так здорово было увидеть хоть что-то. Они по очереди проверяли электроды, и вроде как световые пятнышки вспыхивали — маленькие такие, даже меньше, чем десятицентовик[18]».

В первые дни глаза Терри улавливали только крошечные пятна света — нельзя сказать, чтобы такой успех окрылял. Однако постепенно зрительная кора приспособилась извлекать из поступающих к ней сигналов более понятную информацию. Через какое-то время Терри уже мог определить, что рядом с ним его восемнадцатилетний сын: «Сын шел рядом, мы гуляли… Я-то помнил его еще пятилетним мальчонкой и вот в первый раз с тех пор снова его видел. И не постыжусь признаться, что кое-кто в тот день даже немножко пустил слезу».