Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма - Адам Пиорей

Альваро Паскаль-Леоне, гарвардский нейрофизиолог, который занимался сканированием мозга Пэт Флетчер, сейчас экспериментирует с ТКЭСПТ, пытаясь узнать, нельзя ли с ее помощью ускорить развитие нейропластичности.

Пока идет лишь процесс накопления доказательств, свидетельствующих в пользу того, что эти менее инвазивные методики действительно работают. А значит, в обозримом будущем наиболее воодушевляющие научные достижения (и те, которые труднее всего отмести как нереальные), скорее всего, будут и дальше порождаться экспериментами, проводимыми на тех людях, которым вставили электроды напрямую в обнаженную кору головного мозга. Подобный прямой доступ к нейронам позволяет нейрохирургам контролировать электрические потоки без заглушающего и рассеивающего влияния черепной коробки, а это куда более эффективно, чем не столь инвазивные технологии[40].

Вот почему в один летний день, через несколько месяцев после того, как я посидел в этой комнате с исследователем из Университета Джорджа Мейсона, я собрал сумку и полетел в Бостон, дабы встретиться с человеком, который некогда провел операцию Лисе Мёрфи, — с нейрохирургом Эмадом Эскандаром. Несмотря на то что прямая транскраниальная электростимуляция на меня, судя по всему, никак не подействовала, я вовсе не собирался добровольно подставлять свой голый мозг под электроды. Но я решил, что встану позади Эскандара и буду наблюдать из-за его плеча, как он станет вводить электроды кому-то еще. Нейрохирург не возражал.

Метод глубокой стимуляции мозга родился в одной французской операционной в 1987 г., когда нейрохирург Алим Луи Бенабид в силу счастливого стечения обстоятельств совершил одно открытие, готовясь оперировать пациента, страдавшего от неконтролируемой дрожи. Уже несколько десятилетий при лечении таких пациентов, которым не помогало ничто другое, применялась в качестве метода последней надежды радикальная, но зачастую довольно эффективная технология: хирурги просто высверливали отверстия в черепной коробке и удаляли те участки мозга, которые, как представлялось врачам, вызывают заболевание. Иногда такой же подход использовали и при лечении других двигательных расстройств, а также острой эпилепсии и некоторых психических болезней. В тот день 1987 г. Бенабид собирался удалить пациенту часть таламуса — структуры, имеющей форму ореха и расположенной в глубине мозга. Разрушив или «механически повредив» часть этой ткани, хирург намеревался избавить больного от источника случайных электрических импульсов, которые летят вниз по периферическим нервным волокнам организма и вызывают дрожание руки пациента.

Конечно же, любая операция на мозге опасна. Неверный расчет может привести к параличу, слепоте, даже смерти. Чтобы избежать неприятных сюрпризов, Бенабид прибег к обычной среди хирургов мере предосторожности: перед операцией он не стал давать пациенту наркоз (так можно поступать, поскольку в мозгу нет болевых рецепторов). Хирург вставил электрический зонд в тот участок мозга, который он намеревался удалить. Затем он подал импульс и стал внимательно наблюдать за больным, чтобы убедиться: такая стимуляция не порождает неожиданных эффектов. Этот прием нейрохирурги используют уже больше полувека — дабы удостовериться, что участок, который они собираются вырезать, не выполняет какую-то жизненно важную функцию. Слабый ток, пропускаемый по электроду-зонду, заставляет окружающие его нейроны дать импульс, тем самым показав, какую роль они играют в работе организма (и играют ли они ее вообще).

К 1987 г. нейрофизиологи успели разработать специальный протокол для таких процедур, но Бенабид решил его проигнорировать, что принесло немалую пользу науке. Вместо того чтобы стимулировать мозг пациента током с частотой 50 Гц, хирург повернул верньер почти до 100 Гц. Когда он ввел электрод в нужную зону, случилось нечто неожиданное: рука пациента перестала трястись — впервые за несколько лет. Бенабид отключил ток, и дрожь возобновилась. Он включил электричество снова — и дрожь опять прекратилась. Врач понял, что это высокочастотное стимулирование каким-то образом глушит нежелательные нервные сигналы.

Бенабид попытался понять, как же действует эта загадочная методика, и разработать наиболее эффективные способы ее использования. В этом ему помогло открытие, которое как раз примерно в это время сделал Малон Делонг, нейрофизиолог из Университета Эмори. На протяжении почти всего ХХ в. большинство ученых полагали, что сигналы, поступающие из всех участков сенсорной и моторной области коры, сходятся в более глубинных зонах мозга, связанных с мотивацией, вознаграждением и движением, и что в этих зонах они как-то смешиваются друг с другом и подвергаются оценке. По завершении этого процесса данный участок мозга каким-то таинственным образом рождает сигнал, который и заставляет носителя мозга должным образом отреагировать на внешнее раздражение: скажем, отдернуть руку от горячей плиты или изменить походку, чтобы подняться по лестнице.

Но в начале 80-х Делонг обнаружил нечто любопытное, записывая и анализируя паттерны активации мозга подопытных мартышек. Делонг, интересовавшийся происходящим в базальных ядрах, наблюдал за ними, пока мартышки выполняли задания, требующие различных типов движения, и выяснил, что при этом не происходит никакого предсказанного наукой «схождения» и смешивания разного рода сенсорных сигналов, поступающих от коры. Вместо этого сенсорные сигналы, принимаемые базальными ядрами от разных частей тела, оставались отделенными друг от друга и распространялись по разным «цепочкам» или сетям, которые действовали параллельно. К примеру, та зона коры, которая отвечает за обработку осязательных ощущений, возникающих, когда мы прикасаемся к чему-то кончиком пальца руки (именно эту зону так подробно изучал Майк Мерценич), оказалась соединена с соответствующей локализованной зоной базальных ядер, отвечающей за прикосновения кончиком этого пальца, а затем соединялась с третьей «станцией» для обработки этого ощущения (находящейся в таламусе), после чего сигнал снова направлялся в кору. На каждой из четырех станций на этом пути данные, поступающие из других областей мозга, подпитывали новой информацией эти отдельные цепочки, однако первоначальный [осязательный] сигнал оставался одним и тем же и распространялся по той же «пальцевой» цепочке.