Вилейанур Рамачандран - Мозг рассказывает. Что делает нас людьми

До ампутации всякий раз, когда двигательная кора посылала двигательную команду руке, чувствительная кора в теменной доле могла получать отрицательный обратный сигнал от мышц, кожи, суставов и глаз. Вся система, основанная на отслеживании обратных сигналов, больше не работала. Теперь твёрдо установлено, что опыт изменяет мозг, усиливая или ослабляя синапсы, соединяющие нейроны. Этот процесс изменения известен как обучение. Когда сложившиеся конфигурации постоянно подкрепляются, например, мозг замечает, что за событием А неизбежно следует событие В, синапсы между нейронами, представляющими А, и нейронами, представляющими В, усиливаются. С другой стороны, если А и В не имеют несомненной связи друг с другом, нейроны, представляющие А и В, отключат взаимные связи, чтобы отобразить новую реальность.

Итак, мы имеем ситуацию, где двигательная кора постоянно посылает двигательные сигналы руке, относительно которой теменная доля постоянно замечала полное отсутствие мышечного и чувствительного эффекта. Синапсы, поддерживавшие строгие соотношения между двигательными командами и обратными сенсорными сигналами, которые они должны были бы производить, оказались дающими ложную информацию. Всякий новый бесплодный двигательный сигнал лишь усиливал эту тенденцию, так что синапсы становились все слабее и слабее, пока в конечном итоге не отмерли. Другими словами, мозг был обучен параличу, и паралич был прописан в схеме, конструирующей образ тела пациента. Позднее, когда рука была ампутирована, усвоенный паралич был перенесён на фантом, так что и фантом ощущался как парализованный.

Как же можно проверить столь странную теорию? Мне пришла в голову идея соорудить ящик с зеркалами (рис. 1.4). Я поместил зеркало вертикально в центре картонной коробки, у которой были удалены верхняя и передняя части. Если бы вы стояли перед этой коробкой, держа руки по обе стороны от зеркала, и посмотрели бы на них под углом, вы бы увидели, что отражение одной руки весьма точно накладывается на ощущаемое положение другой вашей руки. Другими словами, у вас будет яркое, хотя и ложное, впечатление, что вы смотрите на обе своих руки, на деле же вы бы смотрели на одну настоящую руку и одно отражение руки.

Если у вас две нормальных здоровых руки, можно неплохо поразвлечься, играя с создавшейся иллюзией в коробке с зеркалом. Например, вы можете несколько секунд двигать руками синхронно и симметрично, притворяясь, будто вы хорошо управляете оркестром, а затем внезапно переместить их в разные стороны. Хотя вы и знаете, что это всего лишь иллюзия, ваш разум все равно немного встряхнётся от лёгкого удивления, когда вы это проделаете. Удивление рождается от неожиданного несовпадения двух потоков обратных сигналов: сигналы, приходящие от кожи и мышц руки, находящейся за зеркалом, говорят одно, но зрительный сигнал, который вы получаете от отражённой в зеркале руки а ведь вы уже убедили теменную долю, что это и есть спрятанная рука, сообщает о совершенно ином движении.

А теперь посмотрим, что устройство из картонной коробки и зеркала может сделать для человека с парализованной фантомной конечностью. У первого пациента, на котором мы его опробовали, Джимми, правая рука была здоровой, а левая фантомом. Его фантом выпирал из культи, словно пластиковое предплечье манекена. Что ещё хуже, он был подвержен весьма болезненному защемлению, с которым ничего не могли поделать лечащие врачи Джимми. Я показал ему коробку с зеркалом и объяснил, что мы собираемся сделать нечто экстраординарное, безо всякой гарантии положительного эффекта, но он с удовольствием изъявил желание все же попробовать. Он поместил свой парализованный фантом по левую сторону от зеркала, стал смотреть в правую сторону коробки и осторожно расположил правую руку так, чтобы она совпадала с ощущаемым положением фантома (или была наложена на него). Это сразу же вызвало у него поразительное зрительное впечатление, будто призрак его руки воскрес из мёртвых. Затем я попросил его произвести зеркально симметричные движения обеими руками и ладонями, продолжая смотреть в зеркало. Он вскрикнул: «Да её как будто снова воткнули на место!» Теперь у него не только было живое ощущение того, что фантом подчиняется его командам, но и, к его удивлению, это облегчило болезненные судороги в его фантоме впервые за несколько лет. Выглядело это так, словно зеркальная зрительная обратная связь (ЗЗОС) позволила его мозгу «отучиться» от усвоенного паралича.

Что ещё более примечательно, когда один из наших пациентов, Рон, забрал коробку с зеркалом домой и в течение трёх недель развлекался с ней в свободное время, его фантомная конечность бесследно исчезла, а вместе с ней и боль. Все мы были шокированы. Обычная коробка с зеркалом изгнала фантом. Каким же образом? Никому ещё не удалось обосновать действующие здесь механизмы, но вот мои соображения о том, как это работает. Столкнувшись с путаницей в противоречащих входящих сенсорных сигналах нет сигналов от суставов и мышц, нерабочие копии сигналов двигательных команд, а теперь ещё вдруг противоречащий им зрительный сигнал, посылаемый коробкой с зеркалом, мозг просто сдаётся и фактически говорит: «Да пошло оно к черту, руки нет». Мозг прибегает к отрицанию. Я часто говорю своим коллегам-медикам, что это первый случай успешной ампутации фантомной конечности в истории медицины. Когда я впервые обнаружил такое исчезновение фантома при использовании ЗЗОС, я сам в это не очень-то поверил. Мысль, будто вы можете ампутировать фантом с помощью зеркала, выглядит весьма нелепой, но этот опыт был воспроизведён другими группами исследователей, особенно Гертой Флор, нейроученым из Гейдельбергского университета. Ослабление фантомных болей было подтверждено группой Джека Цао в Военно-медицинском центре Уолтера Рида в Мэриленде. Они провели плацебо-контролируемое клиническое исследование на 24 пациентах (из них 16 входили в контрольную группу). Фантомные боли исчезли спустя всего три недели у 8 пациентов, на которых использовалось зеркало, в то время как ни один пациент из контрольной группы (где вместо зеркал использовались плексиглас и зрительные проекции) не показал никакого улучшения. Более того, когда пациенты контрольной группы были переведены на зеркала, они показали такое же существенное снижение боли, как и пациенты исходной экспериментальной группы.

Ещё более важно, ЗЗОС сейчас используется для ускорения восстановления от паралича вследствие инсульта. Мой учёный коллега Эрик Альтшулер и я впервые сообщили об этом в журнале The Lancet за 1998 год, но размер нашей выборки был невелик всего 9 пациентов. Германская группа, возглавляемая Кристианом Доле, недавно опробовала эту технику на 50 парализованных пациентах во время тройного слепого исследования и показала, что у большинства из них были восстановлены как сенсорные, так и моторные функции.