Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия - Роб Десалл

Пластичность нейронных путей мозга – хорошо известное явление, и она подтверждается примером людей, перенесших инсульт. Инсульт вызывает повреждение тканей и нервных клеток мозга и последующую потерю сенсорной, языковой или двигательной способности, которую контролировали поврежденные части. Однако из-за пластичности мозга и способности образовывать новые нейронные связи вместо утраченных иногда после инсульта удается восстановить потерянные функции, прибегнув к специальной терапии. И наоборот, при длительном воздействии звука мозг пытается справиться с поступающей информацией и из-за пластичности делает все возможное, чтобы перестроить нейронные связи под воздействием потрясений внешнего мира, что затем и вызывает повреждение.

Почему бы не воспользоваться этой пластичностью и не использовать продолжительный звук контролируемым образом, чтобы научить слышать заново людей, частично утративших эту способность? В 2006 году Арно Норена и Джос Эггермонт, зная, что длительное звуковое воздействие на высоких децибелах может реорганизовать схему корковых связей, имеющих отношение к слуху, предложили применить этот принцип с пользой. Они подвергли кошек травматическому уровню шума, что привело к потере слуха у животных. После этого ученые разделили кошек на группы, поместив одну в более активную акустическую среду, а другую – в спокойную. Это все равно что одних людей посадить в плацкартный вагон поезда, а других – в СВ. Что удивительно, группа кошек, находящихся в богатой звуками среде, имела более низкие показатели потери слуха, чем кошки из «мягкого вагона».

Шум в ушах возникает не только после черепно-мозговых травм (не важно каких: спортивных, военных или других), он мучит и людей, с виду вполне здоровых. Считается, что тиннитус встречается у 15 % населения Земли, а ведь он может серьезно дезориентировать и омрачать жизнь человека. Исследователи искали способы облегчить состояние людей, страдающих от шума в ушах, и пришли к выводу, что, возможно, лучшей терапией является психотерапевтическое консультирование – своеобразный подход, называемый психообразованием. Уже после того, как Норена и Эггермонт в 2006 году предложили звуковую терапию, было совершено несколько успешных попыток применить подобные подходы. Лучшие способы лечения включают комбинации разных методов, в частности шумотерапию в сочетании с каким-либо другим видом стимуляции мозга. В опытах с крысами важным компонентом подобной комплексной терапии была ориентация на работу с блуждающим нервом. Стимулирование этого нерва в сочетании со звуковой терапией может привести к значительному улучшению состояния людей с шумом в ушах. Благодаря стимуляции блуждающего нерва кора головного мозга становится пластичнее, а звук как раз и есть то, что перестраивает связи в мозге. Стимуляция осуществляется с помощью процесса, называемого транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС). Если коротко, этот метод лечения включает в себя целенаправленное воздействие на области мозга магнитным полем. В этой процедуре повторяются звуки, перемежающиеся с короткими импульсами ТМС.

Еще один пример пластичности мозга касается инсультов. Если у вас или у кого-то из ваших родственников или друзей был инсульт, вы знаете: последствия для двигательных и речевых навыков могут быть катастрофическими. Инсульт – это сложные повреждения головного мозга, которые ежегодно получают более миллиона американцев. Нервные клетки мозга не самодостаточны, для работы им необходимо кровоснабжение. Есть два вида инсульта, но оба они вызывают гибель нервных клеток и сильное повреждение нервной ткани в местах, где происходит нарушение кровоснабжения.

Ишемический инсульт случается, когда питающий определенные области мозга кровоток сокращается до уровня ниже, чем необходимо для выживания клеток (рис. 11.2). Такие инсульты локализуются в областях мозга с ограниченным кровоснабжением. Сгустки крови в головном мозге, эмболии (закупорки сосудов) в других частях тела и анафилактический шок – все это уменьшает количество крови, питающее различные области мозга, и вызывает ишемический инсульт. Геморрагический инсульт возникает, когда кровеносный сосуд разрывается и кровь проливается в ткани головного мозга. По лопнувшим сосудам кровь больше не доходит в те участки мозга, куда доставлялась раньше, и нехватка крови приводит к инсульту. Ишемическое повреждение может быть довольно сильным, но пораженные клетки при этом не обязательно гибнут. Когда сами нервные клетки погибают, они, как говорят, подвергаются инфаркту. Ишемически пораженные области мозга способны восстановиться, а инфарктные – нет. Если говорить более конкретно, то недостаток кровоснабжения при ишемическом инсульте локализуется в области, называемой ядром ишемического инсульта. Это ядро обычно представляет собой небольшой участок нервной ткани вокруг поврежденных кровеносных сосудов. Вокруг ядра ишемического инсульта расположена вторично поврежденная область, называемая зоной ишемической полутени. Эта область также повреждена, но не в такой степени, как ядро.

Рис. 11.2. Ишемический инсульт и повреждения головного мозга

Для распознавания поврежденных областей мозга при любом виде инсульта требуется использование методов визуализации мозга. Ядро инсульта диагностируется с помощью метода, называемого диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографией. Эта методика основана на МРТ, но при этом общую картину строят, учитывая данные, полученные из диффузии воды. Таким способом можно обнаружить тормозящие кровь ткани и, следовательно, определить местоположение ишемического ядра. Полутень идентифицируется с помощью перфузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии. Перед исследованием по этой методике пациенту вводят химическое вещество гандолий, а затем определяют его локализацию с помощью МРТ. Гандолий – контрастное вещество, которое может быть использовано для идентификации областей мозга, где находится более слабый сигнал полутени. Третья область, которая образуется после инсульта, называется доброкачественной олигемией, и в ней существуют только небольшие повреждения инфарктного характера. Эта область не опасна (как и следует из ее названия) и идентифицируется с помощью описанных выше методов визуализации мозга. Обсуждаемые ишемические и геморрагические инсульты приводят к долгосрочным повреждениям областей мозга, но есть еще инсульты, после которых можно восстановить организм, – так называемые микроинсульты. Они происходят, когда на мгновение или на короткий промежуток времени возникает скопление крови в определенной части мозга. Кратковременная остановка кровоснабжения определенного участка может привести к временной потере чувств, двигательных навыков или даже речи. Когда пострадавшая область пополняет запасы крови, восстанавливается большая часть функций нейронных тканей (или даже все), которые были затронуты микроинсультом. Многие из вас, возможно, слышали довольно грубое определение – мозговой глюк (на самом деле он есть даже в Оксфордском словаре английского языка). Мозговой глюк – это просто кратковременное и временное нарушение функции мозга, обычно связанное с потерей памяти. Хотя это не точный медицинский термин, я думаю, что он вполне точно описывает, что такое микроинсульт.