Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости pdfdrive com

Гальвани вошло в обиход: мы говорим о гальванизации и гальваническом
элементе.
Открытие Гальвани в конце концов дало новую надежду многочисленным
неврологическим больным, в том числе страдающим от болезни
Паркинсона и от тяжелой депрессии. Стимуляция глубоких слоев
головного мозга может облегчить страдания. Пациенты, получающие
подобную терапию, наэлектризованы в самом странном значении этого
слова. Лечение может быть довольно эффективным, но мы мало понимаем,
как оно работает. Болезнь Паркинсона настигает взрослых людей обычно
на шестом десятке, но иногда и раньше. Она начинается с небольшого
тремора, затем координация постепенно ухудшается, а начать движение
становится все сложнее. На поздних стадиях заболевания у больных
вырабатывается ригидность мускулатуры, малейшие движения очень
замедленны и требуют огромных усилий. Больные шаркают при ходьбе, а
их лица часто заморожены как маски. Когда Сэм знакомился с женой
друга, страдавшей болезнью Паркинсона, прошло несколько секунд,
прежде чем она смогла пошевелиться. Перед этим единственным намеком
на ее намерение был сконцентрированный взгляд и усиливающийся тремор
руки, который перерос в рывок, и ее желание пожать руку стало
очевидным.
Около 1,5 миллиона человек в Америке страдают от болезни Паркинсона,
которая поражает приблизительно одного человека из ста в возрасте
старше 65 лет. Среди знаменитых больных – актер Майкл Дж. Фокс,
боксер Мохаммед Али, папа Иоанн Павел II, проповедник Билли Грэм и
бывший генеральный прокурор Америки Джанет Рино. В некоторых
случаях, как, например, с Али, важным фактором, повлиявшим на
возникновение болезни, стали многочисленные травмы головы. Однако в
целом причины этого заболевания неизвестны, поскольку она редко
передается по наследству.
В наибольшей степени эта болезнь поражает черную субстанцию –
область, находящуюся глубоко внутри мозга. Этот цвет дает
нейромедиатор дофамин, чернеющий при окислении. У больных эти
вырабатывающие дофамин клетки умирают.
Лечение болезни Паркинсона направлено на глубинные области мозга,
координирующие движения. Черная субстанция – всего лишь одна из
групп нейронных узлов – базальных ганглий, расположенных в подкорке.
(Базальные ганглии, в которые также входят бледный шар и

(Базальные ганглии, в которые также входят бледный шар и
субталамическое ядро, взаимодействуют друг с другом и иными областями
мозга, например, с полосатым телом.)
Хирурги пытались вылечить болезнь Паркинсона своими средствами. Идея
родилась так. Как‑то случайное повреждение при операции кровеносного
сосуда, снабжавшего кислородом и глюкозой части таламуса, привело к
прекращению тремора пациента. Нейрохирурги предположили, что смерть
определенных частей поврежденной ткани и привела к прекращению
дрожи. На основе этого открытия была разработана стратегия, при которой
небольшая часть базальных ганглий целенаправленно уничтожалась. Это
жестокое лечение, известное как таламотомия или паллидотомия, иногда
бывает эффективным, однако оно не получило широкого распространения,
поскольку улучшение происходило менее чем у половины пациентов.
Кроме того, популярность хирургического вмешательства была подорвана
идеей как‑то заменить дофамин. Лучшим препаратом в этом случае
оказалась леводопа – препарат, способный проникнуть в мозг, где он
превращается в дофамин.
К сожалению, леводопа работает только до определенного момента. Как и
любой медиатор, дофамин выполняет несколько функций. Например,
шизофрению обычно лечат препаратами, блокирующими дофаминовые
рецепторы. Эти лекарства, уменьшающие психотический бред, часто
обладают побочным эффектом и вызывают ригидность мускулатуры. В
результате у пациента появляется шаркающая походка, а лицо напоминает
неподвижную маску, что очень напоминает состояние при болезни
Паркинсона.
В отличие от них леводопа без особого разбора действует на повсеместное
усиление действия дофамина, что часто приводит к появлению
психотических симптомов, в том числе галлюцинаций и бредовых идей. По
мере прогресса болезни Паркинсона улучшение, вызванное лекарственным
лечением, снижается, поскольку все большие дозы повышают вероятность
возникновения психозов. Что еще хуже, леводопа может оказывать
смешанный позитивный и негативный эффект иа движения, в результате
чего руки и ноги могут неожиданно отказывать самым непредсказуемым
образом.
Статус леводопы как лучшей возможной терапии изменился после

Статус леводопы как лучшей возможной терапии изменился после
сделанного французским хирургом в 1986 году открытия во время
проведения таламотомии для корректировки непрекращающегося тремора.
Во время работы он наблюдал за движениями и речью пациента, поскольку
операция проводилась без общего наркоза. (Такое возможно, поскольку
хирурги могут проникнуть через кожу и череп пациента, используя
местную анестезию, а внутри самого мозга болевых рецепторов нет.) У
врача был небольшой датчик, излучавший слабые электрические сигналы
для того, чтобы определить требующее удаления место. Хирург заметил,
что при повышении частоты излучаемых сигналов тремор пациента
начинает стихать. Позднее он понял, что наступавшее тогда улучшение
было ничем не хуже, чем полученный в результате таламотомии эффект.
Это наблюдение привело к мысли о том, что стимулирование каким‑то
образом может приводить к результату, схожему с эффектом уничтожения
определенной части мозговой ткани. В течение нескольких последующих
лет врач проверял свою гипотезу на разных пациентах, применяя
имплантаты, работающие на батарейках. Улучшение состояния этих
пациентов было просто поразительным. Люди, которым до этого
требовались сиделки, вернулись к независимой жизни. Некоторые, ранее
принимавшие большие дозы леводопы, смогли заметно снизить
потребление лекарства и даже вообще отказаться от медицинских
препаратов. Эта терапия смогла исправить нарушения практически любых
движений.
Длительность положительного эффекта прослеживалась в течение восьми
лет после хирургии. Это лечение предполагает определенный риск, как и
любая хирургия мозга, – небольшая вероятность постоперационного
кровотечения в мозг (см. главу 29). Хотя положительный эффект со
временем ослабляется, возможно, из‑за того, что болезнь Паркинсона
продолжает прогрессировать, у пациентов почти всегда наблюдается
долговременное улучшение. Кроме того, новый вид терапии позволяет
пациентам избежать появления изменений личности, которые случаются
при принятии леводопы.
Из побочных эффектов чаще всего наблюдается прибавка в весе, в среднем
на девять фунтов, что, вероятно, не остановит тех, кому требуется
облегчение от болезненных симптомов. В настоящее время десятки тысяч
пациентов пользуются стимулирующими имплантатами. Что же
удивительного в том, что глубокое стимулирование мозга предпочитает
любой, кто может себе это позволить или чья медицинская страховка

любой, кто может себе это позволить или чья медицинская страховка
покрывает подобную услугу.
Беда в том, что мы точно не знаем, как именно это все работает.
Во‑первых, странно, что стимулирование определенной части мозга
приводит к тому же эффекту, что и удаление: Стимуляция, вероятно, не
убивает навсегда ткань мозга, поскольку эффект пропадает при остановке
лечения. Возможно, дело в том, что стимуляция препятствует всему, что
пытается делать субталамическое ядро. Это может происходить при
подавлении стимуляцией импульсов, которые в противном случае были бы
генерированы или переданы через субталамическое ядро. С другой
стороны, высокий уровень стимуляции, возможно, снижает количество
медиаторов, вырабатываемых субталамическими нейронами, и таким
образом понижает активность.
Еще один вопрос: почему блокирование сигнала из субталамического ядра
помогает мозгу больного синдромом Паркинсона совершать плавные
движения в нужное время? Есть предположение, что одна из основных
функций субталамического ядра – противостояние черной субстанции.
Тогда снятие этого влияния способно компенсировать потерю функций
черной субстанции, наблюдаемую при заболевании Паркинсона. В любом
случае стимуляция мозга работает и, главное, позволяет командам из коры
головного мозга более чисто проходить в средний и спинной мозг.
Глубокая стимуляция мозга, в свою очередь, привела к другим открытиям.
Часто они случаются тогда, когда врачи промахиваются мимо цели, даже
на несколько миллиметров. Как‑то женщине начали делать глубокую
стимуляцию мозга всего в двух миллиметрах от нужного места. Вдруг она
заплакала и стала причитать: «Мне отвратительна моя жизнь... Все
бесполезно, ничто не имеет ценности. Этот мир пугает меня». К счастью,
все симптомы исчезли буквально через минуту после прекращения
процедуры. У других пациентов стимулирование другой области,
находящейся несколькими миллиметрами дальше, привело к
противоположному эффекту: эйфория, непрерывный поток речи,
грандиозный бред и повышенная сексуальность – все эти симптомы
длились нескольких дней. Один из этих пациентов все время спрашивал,
почему ему раньше не делали такую процедуру. Кстати, ответ на ваш
вопрос отрицательный. Вам не могут провести такое лечение. Пока не
могут.
От всех проведенных на сегодняшний день исследований возникает

От всех проведенных на сегодняшний день исследований возникает
впечатление, что мы пока знаем очень мало о том, что происходит во
многих областях мозга. Как мы указали ранее, некоторые структуры –
например, ствол головного мозга и средний мозг – состоят из областей с
самыми различными функциями и расположены при этом бок о бок.
Говоря научным языком, это можно рассматривать как счастливый случай,
поскольку случайное открытие хирургов в глубине человеческого мозга
никогда не могло бы стать разрешенным и спланированным
исследованием.
Иногда глубокое стимулирование мозга может применяться на
рациональной основе. Например, хирургическое вмешательство для
лечения навязчивых неврозов основывается на разрушении группы аксонов
– так называемой внутренней капсулы, однако новейшие исследования по
применению стимулирования данной области причиняют меньше вреда.
Другая возможная терапия депрессии основана на том наблюдении, что
депрессивное состояние связано с активностью в тонкой полоске
кортикальной ткани – так называемой области 25. Активность этой области
снижается у пациентов, страдающих от депрессии и принимающих
антидепрессанты. В небольшом исследовании было показано, что глубокое
стимулирование белого вещества под областью 25 облегчало симптомы в
четырех из шести случаев депрессии, в которых не помогали медикаменты,
электрошоковая терапия и психотерапия.
Знаете ли вы? Связующее звено между мозгом и компьютером
Месье Нуартье де Вильфор, персонаж романа Александра Дюма «Граф
Монте‑Кристо», после инсульта остался в здравом уме и интересовался
происходящим, хотя был нем и парализован. Он мог общаться с людьми
только посредством движений глаз и передавал информацию, пользуясь
списком букв. Теперь у этого заболевания есть название: псевдокома, или
синдром окружения. У людей с этим заболеванием мозг по‑прежнему
активен, хотя они не могут совершать действия. Псевдокома может быть
вызвана как инсультом, так и неврологическими заболеваниями, например,
боковым амиотрофическим склерозом, который поразил физика Стивена
Хокинга. Перелом позвоночника тоже может привести к параличу одной

Хокинга. Перелом позвоночника тоже может привести к параличу одной
или всех конечностей, хотя в этом случае сохраняется речь. Такой
несчастный случай произошел в пожилом возрасте с Кристофером Ривом
во время неудачной верховой прогулки. Ученые пытаются разработать
протезы конечностей, чтобы помочь людям, находящимся в псевдокоме,
сохранить хоть какой‑то контроль над ситуацией. Ученые хотят наблюдать
за активностью мозга в моторной коре, чтобы понимать, о каких
движениях думают пациенты. Такое чтение мыслей возможно, по крайней
мере, на базовом уровне. Даже при заболевании тетраплегией у людей, не
способных контролировать движения конечностей, все равно наблюдается
активность а моторной коре, когда их просят подумать про какое‑то
движение. Многочисленные электроды измеряли активность мозга у
обезьяны в то время, когда она протягивала руку, чтобы поиграть в
видеоигру, и исследователи научились использовать эту активность, чтобы
передвигать механическую руку. Полученные в результате движения
напоминали движения, сделанные обезьяной, хоть и с небольшой потерей
качества и случайными отклонениями в неожиданные стороны.
Сравнительный прогресс был достигнут при имплантировании ряда
электродов в мозг больного тетраплегией человека.
Этот подход в лечении депрессии может в конце концов вытеснить
некоторые современные экстремальные методы. Эффективнее всего
большинство депрессий лечится методом электрошоковой терапии,
вызывающей судороги всего мозга, способные облегчить симптомы на
несколько месяцев (особенно при сочетании с когнитивной
бихевиоральной терапией). Менее экстремальной, но и менее эффективной
терапией является столь же таинственная стимуляция блуждающего нерва,
приносящая положительный эффект в трети случаев применения среди тех,
кому не помогли медикаменты. Блуждающий нерв передает мозгу
информацию о функционировании тела, например, о частоте сердцебиения,
болевых сигналах, а также информацию из кишечника и желудка
(например, полон ли ваш желудок). Существует гипотеза, что ощущение
хорошего состояния может зависеть от взаимодействия между телом и
сигналами мозга. Таким образом, стимулирование блуждающего нерва
может посылать сигналы об отличном самоощущении в мозг.
Когда‑нибудь глубокое стимулирование мозга будет основываться на
известных функциях различных частей нашего мозга. Однако пока данных

известных функциях различных частей нашего мозга. Однако пока данных
у нас недостаточно. Ученые полагают, что глубокое стимулирование мозга
полезно в ходе лечения таких заболеваний, как синдром Туретта и
эпилепсия, если не считать проблем с движениями и настроением,
описанных выше. Пока точно не ясно, сможет ли глубокое стимулирование
мозга надежно облегчать страдания этих пациентов, но со временем мы
поймем, будет ли оно столь же эффективным, как в случаях с болезнью
Паркинсона. В то же время странные эффекты введения датчиков в
глубины человеческого мозга говорят о необходимости постоянного
поиска новых данных – о работе человеческого мозга нам еще предстоит
узнать очень многое.
Об авторах
Сандра Амодт – главный редактор журнала «Nature neuroscience»,
ведущего научного издания, занимающегося проблемами исследования
работы мозга. Она получила степень бакалавра по биофизике в
Университете Джонса Хопкинса и степень доктора по нейробиологии в
Университете Рочестера. После защиты диссертации она четыре года
проводила исследования в Йельском университете. С 1998 года, с момента
основания «Nature neuroscience», работает в этом журнале, с 2003‑го – на
посту главного редактора. Как редактор, Сандра прочитала более трех
тысяч научных статей и написала для журнала десятки редакционных
статей на тему нейробиологии и политики в области научных
исследований. Сандра читала лекции в двадцати университетах и
принимала участие в сорока пяти научных совещаниях в десяти странах
мира. Она обожает кататься на мотоцикле и собирается провести целый год
на корабле в южной части Тихого океана. Сандра живет в Калифорнии с
мужем, профессором нейробиологии.
Сэм Вонг – доцент нейрофизиологии и молекулярной биологии
Принстонского университета. В девятнадцать лет он с отличием закончил
факультет физики Калифорнийского технологического института и
получил степень доктора наук по нейробиологии в медицинском центре
при Стэнфордском университете. Он проводил исследования в

при Стэнфордском университете. Он проводил исследования в
Медицинском центре Университета Дюка и в корпорации «Белл Лабе», а
также работал в Сенате Соединенных Штатов, занимаясь проблемами
науки и образования. Он опубликовал более сорока статей о различных
аспектах изучения мозга в ведущих научных журналах, в том числе – в
«Nature», «Nature neuroscience», «Proceeding of the National Academy of
Science» и «Neuron». Сэм – обладатель премии для молодых ученых
Национального научного фонда США и является стипендиатом фонда
Альфреда П. Слоана и фонда Кека. Сэм живет с женой (врачом) и дочерью
в Принстоне, штат Нью‑Джерси.
[1] Паттерн (англ. pattern ) – английское слово, значение которого
передается по‑русски словами «шаблон», «система», «структура»,
«принцип», «модель». Из‑за применения его в различных западных
дисциплинах и технологиях в русскоязычную среду оно проникло как
специфический термин сразу в нескольких сферах деятельности. (Прим.
ред.)
связей и связи с другими мозговыми структурами.
Сначала ученые узнавали о функциях различных частей мозга, наблюдая за
людьми с повреждениями психики. Как это ни печально, но Первая
мировая война стала богатейшим источником подобной информации.
Солдаты часто выживали после ранений, поскольку летящие на большой
скорости пули прижигали их раны, предотвращая смерть от потери крови и
заражения. Однако в результате травмы у солдат проявлялись самые
разнообразные симптомы повреждения психики, зависевшие от той части
головного мозга, которая была поражена. Современные неврологи до сих
пор публикуют обследования пациентов с повреждением мозга, в основном
после инсульта. Некоторые пациенты с редко встречающимися
симптомами даже смогли обеспечить свое существование, принимая
участие в оплачиваемых исследованиях.
Знаете ли вы? Похож ли наш мозг на компьютер?

Знаете ли вы? Похож ли наш мозг на компьютер?
Люди всегда описывают мозг, сравнивая его с новейшими технологиями –
с паровым двигателем, телефонным коммутатором или даже с катапультой.
В наше время люди обычно говорят о мозге так, как если бы он
представлял собой определенный тип биологического компьютера с
розовым мягким процессором и «программным обеспечением», которое
создается жизненным опытом. Но компьютеры были созданы для того,
чтобы работать как маленькие заводы, на которых действия происходят
согласно общему плану и установленному логическому порядку. Мозг же
по способу своей работы больше напоминает переполненный китайский
ресторан: он набит битком и полон суеты, люди бегают по нему без особых
причин, но каким‑то образом в конце асе оказывается сделано.
Компьютеры последовательно обрабатывают информацию, тогда как мозг
справляется с разнообразной информацией, поступающей параллельно по
многим каналам. Поскольку биологические системы создаются путем
естественного отбора, в них имеются пласты систем, которые изначально
были созданы для одной цели, а затем адаптированы под другую, даже
если они и не работают идеально. Программист начал бы в таком случае
писать новую программу, но в ходе эволюции проще адаптировать старую
систему к новым целям, чем создать что‑то абсолютно новое.
Ученые выявляли возможности нейронов, наблюдая их активность в
различных условиях – стимулируя их или отслеживая их связи с другими
частями головного мозга. Например, моторные нейроны в спинном мозге
получают сигналы от нейронов коры, которые отвечают за основные
движения. В свою очередь нейроны спинного мозга посылают сигналы
мускулам, вызывая их сокращения. Если ученые начинают стимулировать
с помощью электричества только нейроны спинного мозга, то сокращаются
те же самые мускулы. Полученные результаты дают понять, что моторные
нейроны спинного мозга отвечают за выполнение основных двигательных
команд, которые создаются на более высоком уровне головного мозга.
Однако до сих пор осталось немало противоречий в суждениях о том,
какой именно аспект движений обусловливается этими командами.
Чтобы немного разобраться в собственном мозге, нам потребуется кратко
описать его основные части и их функции.

Ствол мозга находится у самого основания – там, где он прикрепляется к
спинному мозгу . Эта область контролирует базовые функции,
необходимые для выживания организма, – к примеру, ответные движения
головы и глаз, дыхание, частоту сердечных сокращений, сон, пробуждение
и пищеварение. Все эти процессы невероятно важны, но обычно не
осознаются. Расположенный немного выше гипоталамус также
контролирует важные для жизни процессы. Однако он отвечает за более
привлекательные функции, включающие в себя выделение гормонов
стресса и сексуальных гормонов. Также он регулирует сексуальное
поведение, голод, жажду, температуру тела и ежедневные циклы сна.
Эмоции, особенно страх и беспокойство, находятся под контролем
миндалевидного тела . Этот орган головного мозга, напоминающий
формой миндальный орех, расположен над каждым ухом и контролирует
так называемый механизм «бей или беги», который заставляет животное
убегать от опасности или атаковать ее источник. Расположенный
неподалеку гиппокамп хранит информацию и размещает ее в
долговременной памяти. Мозжечок , крупный орган в задней области
мозга, собирает сенсорную информацию, чтобы лучше координировать

мозга, собирает сенсорную информацию, чтобы лучше координировать
движения.
Сенсорная информация попадает в организм через глаза, уши или кожу и
передается в форме импульсов в самый центр головного мозга – таламус .
Именно там она фильтруется и пропускается дальше, опять же в виде
спай‑ков, в кору. Это самая крупная часть человеческого мозга, она весит
немного более трех четвертых его общей массы. Форма коры напоминает
измятое ватное одеяло, которое укутывает вершину и боковые стороны
головного мозга. Кора головного мозга появилась вместе с первыми
млекопитающими приблизительно 130 миллионов лет назад, и при
сравнении мозга мыши, собаки и человека она соответственно занимает все
большую и большую долю мозга в каждом последующем случае.
Ученые разделили кору головного мозга на четыре части – доли.
Затылочная доля в задней части головного мозга отвечает за визуальное
восприятие. Височная доля как раз над ушами контролирует процесс слуха
и содержит область, отвечающую за понимание смысла речи. Она также
тесно взаимодействует с миндалевидным телом и гиппокампом, которые
очень важны при обучении, запоминании и эмоциональном отклике.
Теменная доля наверху и по бокам мозга получает информацию от
рецепторов кожи. Она также собирает данные от всех органов чувств и
определяет, на что вам следует обратить внимание. Лобная доля
(догадались, где она находится?) определяет ваши движения; в ней также
расположены области, производящие речь и ответственные за выбор
адекватного поведения, которое зависит от ваших целей и ситуации.
Сочетание этих способностей в мозге и определяет наш собственный
индивидуальный способ взаимодействия с окружающим миром. В
оставшейся части книги мы будем по очереди рассматривать эти аспекты и
рассказывать вам, как мозгу удается ежедневно справляться со своими
обязанностями.

жүктеу/скачать 1.49 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: