Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем - Мигель Николелис

игнорирование и иллюзия резиновой руки позволяют предположить, что головной мозг имеет априорный внутренний и постоянно действующий образ тела, который очень быстро изменяется в соответствии с переживаемым опытом. Этот внутренний образ тела отвечает за все сенсорные и аффективные пути, посредством которых мы воспринимаем обладание собственным телом. Канадский нейробиолог Рональд Мелзак назвал этот образ тела нейроматрицей и предположил, что некоторые его составляющие определяются наследуемыми генетическими факторами. Однако Мелзак не указал ни на один возможный нейрофизиологический механизм, поддерживающий это внутреннее, создаваемое нейронами представление тела с момента нашего рождения и до самой смерти.

Очевидно, что ни ампутированная конечность, ни резиновая рука манекена не создают тактильных или проприоцептивных импульсов, поэтому классическое объяснение восприятия, предложенное Хьюбелом и Визелем, никак не может учесть эти явления. Дело в том, что их классическая теория предполагает, что для восприятия любого тонкого соматосенсорного ощущения, поступающего от конечности, ее боли или движения, в ней должны создаваться соответствующие тактильные, болевые или проприоцептивные сигналы, которые затем передаются по периферическим нервам и сенсорным путям в наш мозг, где сначала из этих стимулов извлекаются ключевые сенсорные свойства, а затем они каким-то образом связываются в цельное перцептивное описание конечности. Теория Хьюбела и Визеля также не может ответить на вопрос о том, какой механизм используется для решения задачи создания цельного многомерного восприятия объекта или нашего собственного тела. Поскольку эти условия не соблюдаются в случае феноменов фантомной конечности, одностороннего пространственного игнорирования и иллюзии резиновой руки, для них требуется другое объяснение. Более того, никакие элементы модели Хьюбела и Визеля не объясняют слияние множества сенсорных и аффективных ощущений, посредством которых мы обычно ощущаем самих себя.

По моему мнению, многие явления, связанные с существованием у нас в мозге схемы тела (и ощущения самих себя), могут быть описаны исключительно в соответствии с ожиданиями мозга (аналоговой ментальной абстракции) относительно конфигурации тела человека, которая, хотя и заложена изначально в наших генах, активно адаптируется и поддерживается на протяжении всей жизни. Согласно этой точке зрения, мозг создает внутри себя ожидание того, что должно иметься в теле человека, на основании комбинации накопленных воспоминаний, исходно заложенных нашим генетическим багажом (например, что тело имеет две руки и две ноги), и перцептивного опыта, накопленного за всю жизнь. В каждый момент жизни мозг непрерывно проверяет точность этого внутреннего образа тела, соответствующего его собственной точке зрения, путем анализа входящих сенсорных сигналов, непрерывно передаваемых от тела центральной нервной системе. Пока этот образ подтверждается периферическими сигналами, все хорошо, и мы воспринимаем наше тело во всей его целостности. Но если происходит значительное изменение потока периферической сенсорной информации (например, когда конечность ампутирована или скрыта из поля зрения), возникает несоответствие между содержащимся в мозге образом тела, созданном нейронами, и его реальной физической конфигурацией в данных условиях. В результате этого расхождения люди с ампутированной конечностью испытывают живое ощущение, исходящее от уже отсутствующей конечности, или, в случае иллюзии резиновой руки, воспринимают руку манекена в качестве своей собственной. Повреждения элементов кортикальных сетей, ответственных за создание этих ожиданий мозга, как в случае с односторонним пространственным игнорированием, в значительной степени изменяют восприятие физических границ нашего собственного тела.

В иллюзии резиновой руки кондиционирующая фаза, по-видимому, настраивает человека на восприятие последующего прикосновения к резиновой руке как к коже его собственной. Это происходит по той причине, что на стадии выработки рефлекса человек видит кисточку, касающуюся резиновой руки, и ощущает тактильную стимуляцию собственной руки, скрытой из его поля зрения. Это создает зрительно-тактильную ассоциацию, которая потом запускается каждый раз при прикосновении к резиновой руке. Мы подтвердили эту гипотезу, показав, что отдельные нейроны в первичной соматосенсорной коре обезьяны, натренированной решать аналогичную задачу, начинают отвечать на зрительные стимулы после кондиционирующей фазы, заключавшейся в синхронной стимуляции виртуальной и собственной лапы обезьяны. До кондиционирования эти клетки не отвечали на зрительные стимулы — лишь на тактильные сигналы, исходящие от конечностей.

В целом релятивистская теория предлагает объяснение этих явлений, постулируя, что ощущение самого себя и образ тела возникают благодаря широко распределенным электромагнитным полям, создаваемым многими кортикальными и субкортикальными структурами, которые участвуют в определении мозговой схемы тела.

Первые обнадеживающие доказательства гипотезы о роли электромагнитных полей нейронов в формировании сложных когнитивных функций, таких как построение схемы тела и создание ощущения боли, следуют из многочисленных данных по низкочастотной (обычно 1 Гц) транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) коры головного мозга людей с ощущением или болью фантомной конечности, односторонним пространственным игнорированием или хроническими нейропатическими болями. К моему счастью, ТМС также применяли к коре людей, испытывавших иллюзию резиновой руки. Если говорить коротко, эти научные данные показывают, что подобная стимуляция различных областей коры может ослаблять боль в фантомных конечностях у значительного числа пациентов. Сообщалось, что транскраниальная магнитная стимуляция левой части теменной коры приводит к клиническому улучшению в случае левостороннего пространственного игнорирования. Кроме того, было показано, что стимуляция зоны на границе затылочной и височной долей явно усиливает эффект иллюзии резиновой руки по сравнению с фиктивной стимуляцией. Наконец, ТМС также позволяет улучшить ситуацию при нейропатической боли.

Интересно, что накапливаются доказательства возможного влияния ТМС на мозг на разных уровнях его организации — генетическом, молекулярном, синаптическом и клеточном. И хотя большинство исследователей считают, что эффекты ТМС опосредованы главным образом индукцией электрического тока в нейронах, нельзя исключить, что ТМС также может оказывать прямое магнитное действие на нервную ткань. Подобный эффект согласуется с представлением о том, что индуцированные магнитные поля могут влиять на физические, химические и биологические системы. В 2015 году в обзорной статье о TMC в журнале Frontiers in Human Neuroscience Александр Червяков и его коллеги выдвинули интересную идею о том, что создаваемые стимуляцией низкочастотные электромагнитные волны могут влиять на ткани мозга одновременно на квантовом, генетическом и молекулярном уровне. Поскольку известно, что крупные молекулы и даже клеточные органеллы деформируются под действием магнитного поля, ТМС может модулировать или даже изменять многие опосредованные ими функции нейронов. Это имеет принципиальное значение в случае белковых комплексов, которые, как мы знаем, важны для таких функций мозга, как пластичность и обучение, а также приобретение, накопление и сохранение воспоминаний. Эта последняя возможность представляется одновременно очень важной и вероятной, учитывая, что вызванный ТМС эффект иногда сохраняется на протяжении еще шести месяцев после окончания лечения. В общем, это означает, что техника ТМС способна вызывать долгосрочные пластические изменения сетей нейронов, что имеет непосредственное отношение к нашему рассказу.

Хотя возможность непосредственного магнитного влияния ТМС на головной мозг поддерживает мою точку зрения о формировании нашего внутреннего образа тела в