Норман Дойдж - Пластичность мозга

И это сработало. Обезьяны, лишенные возможности использовать здоровую руку, начинали пользоваться рукой с перерезанным чувствительным нервом. Тауб говорит: «Я отчетливо помню, как это было. Я понимал, что на протяжении нескольких недель я видел, как обезьяны используют свои конечности, и не мог выразить это понимание словами, потому что не ожидал ничего подобного».

Тауб знал, что сделанное им открытие влечет за собой очень серьезные последствия. Если обезьяны могли двигать деафферентированными руками, лишенными чувств или ощущений, то это означало, что теория Шеррингтона была ошибочна. В мозге должны были существовать независимые двигательные программы, способные инициировать произвольные движения; получалось, что 70 лет бихевиоризм и неврология двигались в направлении, которое должно было завести их в тупик. Кроме того, у Тауба появилась мысль о том, что его открытие может помочь в лечении инсульта, поскольку обезьяны из эксперимента так же, как перенесшие инсульт пациенты, совершенно не могли двигать руками. Возможно, некоторые из этих пациентов смогли бы вернуть подвижность своим конечностям, если бы их к этому вынудили обстоятельства.

Очень скоро Тауб понял, что не все ученые способны проявлять снисхождение к тем, кто опровергает их теории. Преданные последователи Шеррингтона начали искать ошибки и недостатки в проведенном им эксперименте, в методологии и интерпретации результатов, предложенной Таубом. Финансирующие организации возражали против дальнейшего выделения денег на работу молодого аспиранта. Профессор Нэт Шенфилд, у которого Тауб учился в Колумбийском университете, разработал хорошо известную бихевиористскую теорию на основании экспериментов Шеррингтона.

Когда пришло время защиты кандидатский диссертации Тауба, конференц-зал, обычно пустовавший, был заполнен людьми. Келлер — наставник Тауба — был в отъезде, и на защиту пришел Шенфилд. Тауб представил полученные им данные и их интерпретацию. Шенфилд проголосовал против присвоения ему степени кандидата наук и покинул зал. Затем наступило время последнего экзамена. К этому времени Тауб успел получить больше грантов, чем многие преподаватели, и он принял решение работать над двумя крупными заявками в течение недели, выделенной на подготовку к последнему экзамену, рассчитывая, что сможет сдать его позже. Когда ему отказали в переносе сдачи и провалили на экзамене за его «наглость», он решил закончить аспирантуру в Нью-Йоркском университете.

Большинство ученых, работавших в одной с ним области, не верили в полученные им данные. Он постоянно подвергался нападкам во время научных заседаний и не получил никакого научного признания или наград. Тем не менее во время пребывания в Нью-Йоркском университете Тауб был счастлив: «Я был на седьмом небе от счастья. Я занимался исследованиями. Это было все, чего я хотел».

Тауб стал пионером в сфере наук о нервной системе, объединив лучшее из того, что было в прежней неврологии и бихевиоризме, очистив его от некоторых наиболее схоластических идей. На самом деле, это был тот сплав наук, появление которого предвидел Иван Павлов — основатель бихевиоризма, который (хотя это известно немногим) в последние годы своей работы пытался интегрировать свои открытия в науку о мозге и даже утверждал, что мозг пластичен [86]. Как это ни странно, но бихевиоризм по-своему подготовил Тауба к совершению важных открытий в области нейропластичности. В связи с тем, что бихевиористов не интересовала структура мозга, они, в отличие от большинства неврологов, не делали выводов о том, что мозг неспособен к изменениям. Многие из них считали, что могут научить животное делать практически все, что угодно, и хотя они не говорили о «нейропластичности», но верили в пластичность поведения.

Тауб активно занялся проведением дальнейших экспериментов с использованием деафферентации. Он предположил, что если нарушить афферентные пути на двух руках обезьяны, то вскоре она сможет двигать обеими, потому что ей придется выживать в новых условиях. Он провел такой эксперимент, и действительно обезьяны начали двигать обеими руками.

Подобный результат выглядел парадоксальным: при деафферентации одной руки подопытное животное не могло ею двигать. В случае деафферентации двух рук обезьяна могла пользоваться обеими!

Затем Тауб провел операцию по деафферентации всего позвоночника, чтобы в теле обезьяны не осталось ни одного спинального рефлекса и она не могла получать сенсорную информацию ни от одной конечности. Тем не менее обезьяна продолжала ими пользоваться. Рефлексологическая теория Шеррингтона рассыпалась в прах.

Чуть позже на Тауба сошло еще одно озарение, благодаря которому произошли важные изменения в подходе к лечению инсульта. Он выдвинул предположение, что причина, по которой при деафферентации одной руки обезьяна ее не использует, заключается в том, что она привыкает не использовать ее в течение послеоперационного периода, когда спинной мозг находится в состоянии «спинального шока» после хирургического вмешательства.

Спинальный шок может длиться от двух до шести месяцев, и в это время активация нейронов затруднена. В течение этих месяцев животное, находящееся в состоянии шока, многократно пытается двигать деафферентированной рукой, но терпит неудачу. Не получая позитивного подкрепления, животное прекращает свои попытки и начинает пользоваться здоровой рукой, чтобы накормить себя, получая позитивное подкрепление каждый раз, когда оно достигает успеха. Таким образом, двигательная карта для деафферентированной руки — включающая в себя программы для общих движений руки — начинает ослабевать и атрофироваться в соответствии с принципом пластичности «не использовать — значит потерять». Тауб назвал это явление «усвоенным неиспользованием». Он предположил, что обезьяны, у которых были деафферентированы обе руки, продолжали их применять, поскольку у них не было возможности сравнить и узнать, что они плохо действуют. Обезьянам приходилось двигать руками ради собственного выживания.

Однако Тауб считал, что пока еще у него есть только косвенные доказательства новой теории, поэтому он провел серию оригинальных экспериментов, в ходе которых пытался помешать обезьянам «усвоить» неиспользование. В одном из них он деафферентировал руку обезьяны, но затем, вместо того, чтобы накладывать поддерживающую повязку на здоровую руку, наложил ее на прооперированную руку. Благодаря этому обезьяна не могла «усвоить», что ею нельзя пользоваться в течение периода спинального шока. И действительно, когда три месяца спустя — гораздо позже времени исчезновения шока — он снял ограничивающую движения повязку, исследуемая им обезьяна вскоре начала использовать деафферентированную руку. Затем Тауб провел еще исследования, дабы оценить возможность преодоления «усвоенного неиспользования» с помощью обучения животных.