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

class="p1">В трагедии Даниэль просматривается параллель с экспериментами на животных, с начала 1970-х годов проводимыми в Висконсинском университете психологом Гарри Харлоу: он изучал на обезьянах узы между матерью и детенышами. Карьера шла в гору, но в 1971 году его жена умерла от рака и Харлоу погрузился в депрессию. Он продолжал научную работу, но коллеги и друзья чувствовали, что Гарри уже не тот, каким был прежде. В тот период Харлоу переключил свои научные интересы на изучение депрессии.

Для моделирования клинической депрессии человека он использовал макак-резусов, изучая на них воздействие изоляции. Он помещал детенышей в глухую стальную клетку и наблюдал за ними через зеркало Гезелла[11], которое позволяло ему смотреть внутрь, но не давало детенышу возможности смотреть наружу. Одного Харлоу пробовал держать в запертой клетке 30 дней. Другой находился в изоляции в течение полугода, а еще несколько — целый год.

Лишенные возможности развить нормальные социальные связи детеныши макаки-резуса (Харлоу помещал их в «карцер» вскоре после рождения) вырастали с глубоко укоренившимися нарушениями. Те, что прожили в изоляции дольше остальных, заканчивали примерно как Даниэль: не умели общаться с сородичами, не принимали участия в отдыхе и играх, кооперации или соперничестве. Они еле-еле двигались, а двое перестали принимать пищу.

Харлоу отмечал также, что его подопытные не способны к нормальным сексуальным отношениям. Однако он все равно произвел нескольким выросшим в изоляции самкам искусственное оплодотворение, чтобы посмотреть, как эти психологически ущербные мамаши будут обращаться с собственным потомством. Результат был ужасен: самки выказали полную неспособность нянчить и растить детенышей. В лучшем случае они просто не обращали на них внимания, в худших — наносили им увечья12.

Из экспериментов Харлоу на макаках-резусах можно извлечь те же уроки, что и из бесчеловечного обращения с девочкой Даниэль: стратегия, избранная Матушкой-природой для распаковки новорожденного мозга, опирается на соответствующий опыт взаимодействия с реальностью. Без такого опыта мозг вырастает недоразвитым и болезненным. Как дереву для пышности кроны требуется богатая питательными веществами почва, так и мозгу необходима среда, богатая социальным и сенсорным взаимодействием.

* * *

Познакомившись с основами, мы видим, что мозг для придания себе должной формы использует окружающую его среду. Но как именно мозг впитывает опыт и впечатления мира, если учитывать, что он заключен в темнице черепа? Что происходит с мозгом, когда человек теряет руку или слух? Правда ли, что у незрячего обостряется слух? И какое отношение все это имеет к ответу на вопрос, почему нам снятся сны.

Глава 3

ВНУТРЕННЕЕ КАК ЗЕРКАЛО ВНЕШНЕГО

Дело обезьянок из Сильвер-Спринг

В 1951 году нейрохирург Уайлдер Пенфилд[12] опустил кончик тонкого электрода внутрь мозга оперируемого пациента1 и обнаружил удивительное явление в мозговой ткани, ровно под той полоской кожи на голове, куда приходилась дуга надетых наушников. Когда Пенфилд стимулировал определенную точку в этом участке коры слабым электрическим разрядом, у пациента возникало ощущение, что кто-то дотронулся до его руки. При стимуляции рядом расположенного участка пациент ощущал прикосновение к туловищу. А другой участок, получив электрический разряд, вызывал у пациента ощущение, что дотронулись до его колена. Дальше выяснилось, что каждая область тела представлена в этой области мозга соответствующей чувствительной точкой.

Позже Пенфилду открылись новые глубины обнаруженного им явления: участки мозга, отвечающие за чувствительность прилежащих частей тела, тоже располагаются в коре мозга по соседству. Кисть руки представлена по соседству с предплечьем, предплечье — по соседству с локтем, а отвечающий за локоть участок соседствует с тем, который отвечает за плечо. И так далее. Словом, вдоль этой полоски мозговой ткани располагается подробная топографическая карта тела. Медленно двигаясь вдоль соматосенсорной коры, Пенфилд мог получить карту всего тела человека2.

Более того: он нашел еще одну кортикальную карту. Выяснилось, что при последовательной стимуляции участков, расположенных вдоль двигательной (моторной) коры (область непосредственно перед соматосенсорной корой), результат был примерно тем же: слабый разряд тока заставлял сокращаться мышцы в конкретных расположенных по соседству участках тела. Причем представительства прилежащих участков тела в двигательной коре повторяли их расположение в соматосенсорной коре (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Карты тела обнаружены в тех участках коры, куда поступают входные сигналы (соматосенсорная кора, вверху), откуда исходят ответные сигналы (двигательная кора, внизу). Частям тела с более высокой чувствительностью или более тонким управлением соответствуют большие области коры

Печатается с разрешения автора

Пенфилд назвал эти карты тела гомункулусом[13].

Разве можно ожидать, что в мозге имеются подобные карты тела? Не странно ли это? Как они вообще там существуют, ведь мозг заключен в черепе, причем в полной темноте? Примерно 1,3 кг мозговой ткани не могут знать, как выглядит ваше тело; мозг лишен возможности напрямую видеть его. У мозга есть доступ лишь к потокам электрических импульсов, которые стремительно проносятся по густым сплетениям информационных кабелей, называемых в обиходе нервами, он, по идее, не может иметь представления, какие конечности, в каких местах и в каком порядке присоединяются к туловищу. Но тогда откуда в абсолютной темноте под сводами черепа берется карта схемы тела?

Небольшое умственное усилие тут же подскажет вам, как просто открывается этот ларчик: схема тела наверняка генетически заложена в коре мозга. Отличная догадка!

Но только неправильная. Все обстоит с точностью до наоборот: разгадка бесподобно изящна и дьявольски хитроумна.

* * *

Ключик к тайнам карты тела нашелся спустя десятилетия, и то в силу непредвиденного стечения обстоятельств. Научный сотрудник Института поведенческих исследований в Сильвер-Спринг Эдвард Тауб изучал возможности восстановления двигательной активности после тяжелых мозговых повреждений. В ходе экспериментов на 17 обезьянах (макаках) он планировал определить, возможна ли регенерация поврежденных нервов. Каждому животному Эдвард аккуратно перерезал чувствительные нервы, связывающие мозг с одной из конечностей. Как он и ожидал, подопытные животные теряли чувствительность в «отключенной» конечности. Тауб приступил к исследованиям с целью выяснить, существуют ли способы восстановить пользование бездействующей конечностью.

В 1981 году в лаборатории Тауба начал работать молодой волонтер Алекс Пачеко. Он представился студентом, которого якобы весьма интересовала исследуемая Таубом научная проблематика, а на самом деле был лазутчиком и действовал в интересах набиравшей обороты некоммерческой организации «Люди за этичное отношение к животным» (англ. PETA: People for the Ethical Treatment of Animals), сооснователем которой являлся. По ночам Пачеко фотографировал подопытных макак. Некоторые его фото носили явно постановочный характер и преувеличивали страдания животных3, но, как бы там ни было, желаемого эффекта он добился. В 1981 году полиция округа Монтгомери провела рейд в лабораторию и закрыла ее на основании жестокого обращения с животными. Доктору Таубу предъявили обвинение по шести пунктам