Главная страница

Пластичность мозга. Потрясающие факты отом, как мысли способны


Скачать 0,77 Mb.
НазваниеПластичность мозга. Потрясающие факты отом, как мысли способны
АнкорDoydzh_N_Plastichnost_mozga_Potryasayuschie_fakty_o_tom_kak_mysli_sposobny_menyat_strukturu_i_funktsii_nashego_mozga.fb2
Дата16.06.2018
Размер0,77 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файла?art=6992350&format=a4.pdf&lfrom=241867179
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#39445
страница3 из 9
Каталогjulimia

С этим файлом связано 65 файл(ов). Среди них: German_Yury_Pavlovich_Ya_otvechayu_za_vse.doc, Левашов Николай - Последнее обращение к человечеству.doc, Lapin_A_Fotografia_kak_2_gl_Vozmozhnost_khudozhestva.pdf, d08d4d14fb30676abc089fa1b381ba36_285294_1518078285.gif, German_Yury_Pavlovich_Dorogoy_moy_chelovek.doc и ещё 55 файл(а).
Показать все связанные файлы
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Еще о таинственных аппаратах
В 1969 году ведущий европейский научный журнал, Nature, опубликовал небольшую статью, которая казалась научно-фантастической. Ее автор, Пол Бач-и-Рита, был извест- ным ученым-теоретиком и одновременно врачом, занимавшимся реабилитацией больных –
а подобное сочетание встречается достаточно редко. В статье описывался аппарат, который давал слепым от рождения людям возможность видеть. У всех участников эксперимента была повреждена сетчатка глаза, и всех их считали полностью неизлечимыми.
О статье в журнале Nature писали The New York Times, Newsweek и Life, однако вскоре сам аппарат и его изобретатель оказались преданными забвению, возможно, из-за того, что описанное в статье казалось совершенно невероятным.
Статья сопровождалась фотографией странного вида аппарата: на ней можно было увидеть большое зубоврачебное кресло старого образца с вибрирующей спинкой, сплетение проводов и громоздкие компьютеры. Вся эта конструкция, сделанная из выброшенных на свалку деталей и электронных приборов производства 1960-х годов, весила четыреста фун- тов (около 150 кг).
Слепой от рождения человек (!) – никогда не имевший зрительного опыта – садился в кресло, стоящее позади большой камеры, которая по размерам напоминала камеры, исполь- зуемые в то время на телевидении. Слепой «сканировал» находящееся перед ним простран- ство, поворачивая рукоятки, приводящие в движение камеру. Камера посылала преобразо- ванное в электрические сигналы изображение на обрабатывающий их компьютер. Затем электрические сигналы передавались на четыреста вибрирующих стимуляторов (генерато- ров стимулирующих импульсов), расположенных рядами на металлической пластине, при- крепленной к внутренней стороне спинки кресла. Эти стимуляторы соприкасались с кожей слепого пациента. Они действовали как элементы изображения: вибрировали, отображая темные части пространства, а передавая более светлые тона и детали, оставались неподвиж- ными. Это устройство, которое назвали «тактильно-зрительным аппаратом», позво-
ляло слепым людям читать, распознавать лица и тени, а также различать, какие объекты находятся ближе к ним, а какие дальше. Оно давало им возможность открыть для себя пер- спективное видение и наблюдать за тем, как объекты меняют форму в зависимости от угла зрения. Шесть участников эксперимента научились распознавать такие объекты, как теле- фон, даже тогда, когда он был частично загорожен вазой. Они даже были способны узнавать по фотографии Твигги – анорексичную супермодель, невероятно популярную в те годы.
Все участники эксперимента, испытавшие на себе тот громоздкий тактильно-зритель- ный аппарат, переживали удивительный опыт нового восприятия, трансформируя так-
тильные ощущения в зрительные образы и обретая тем самым возможность видеть
людей и предметы.
После непродолжительной тренировки слепые участники эксперимента начинали вос- принимать находящееся перед ними пространство как трехмерное, несмотря на то что информация поступала с двухмерного блока стимуляторов на их спинах. Если кто-то бросал в сторону камеры мяч, участник эксперимента автоматически отпрыгивал назад, чтобы увер- нуться от него. Когда пластину с вибрирующими стимуляторами перемещали со спины на живот испытуемого, достоверность восприятия информации о происходящем перед камерой оставалась прежней. Когда их щекотали рядом со стимуляторами, они не путали щекочущие прикосновения с визуальными стимулами. Сознательноеперцептивное
4
переживание воз-
4
Перцептивный означает относящийся к восприятию (или, реже – к представлению, воображению). Перцепция – вос- приятие, передставление (от лат. perceptio). Восприятие – это уже результат преработки первичных непосредственных

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
28
никало не на поверхности кожи, оно воспринималось как объективное – происходящее
в окружающем мире. И эти переживания имели комплексный характер. После определен- ного периода тренировок участники эксперимента могли поворачивать камеру и говорить,
к примеру, следующее: «Это Бетти; сегодня ее волосы распущены, и она без очков; у нее открыт рот, и она двигает правой рукой от левой стороны головы к затылку». Правда, зри- тельное разрешение часто было слабым, но, как сказал бы Бач-и-Рита, зрение необязательно должно быть идеальным, чтобы быть зрением. «Когда мы идем по улице, окутанной тума- ном, и видим очертания здания, – спрашивает он, – разве мы воспринимаем его искаженным из-за недостаточного разрешения? Когда мы видим предмет в черно-белом варианте, мы все- таки прекрасно различаем его, несмотря на отсутствие цвета?»
Слишком необычно, чтобы быть правдой
Этот ныне забытый аппарат стал одним из первых и самых смелых устройств, пока- завших возможности нейропластичности: возможность с успехом использовать одну из наших сенсорных систем
5
для замещения другой. Однако полученные результаты тогда сочли неправдоподобными и проигнорировали, поскольку ученые были уверены, что струк- тура мозга неизменна и наши сенсорные системы (а точнее, пути, по которым полученные извне сигналы поступают в наши умы) жестко запрограммированы. У такого подхода и сегодня есть множество сторонников. Это направление называется «локализационизм». Он тесно связан с представлением о том, что мозг похож на сложный механизм, состоящий из частей, каждая из которых выполняет строго определенную функцию и находится в гене- тически предопределенном или запрограммированном локализованном участке коры голов- ного мозга – отсюда и название. Мозг, который запрограммирован и в котором каждая пси- хологическая или физиологическая функция реализуется в строго определенном месте, не предполагает никакой пластичности.
ощущений в нашем мозгу. Благодаря процессу восприятия (анализу и синтезу первичных ощущений) мозг выстраивает
перцептивные образы, которые и представляют собой «картину» окружающего нас мира.Как раз об этом и говорит фраза:
«Человек видит не глазами (т. е. не за счет первичных ощущений, которые могут быть даже тактильными), а мозгом» (за счет восприятия – т. е. комплексного анализа и синтеза всей поступающей информации). – Прим. ред.
5
Сенсорной системой называют весь комплекс структур организма, обеспечивающих работу определенного органа чувств (зрительная сенсорная система, слуховая, тактильная и т. п.). К сенсорной системе относятся: воспринимающие ощущение чувствительные клетки на периферии тела; проводящие его нервные пути, участки мозга, которые обрабаты- вают соответствующие сигналы и т. д. – Прим. ред.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
29
Немного истории
Мысль о сходстве мозга с механизмом вдохновляет и направляет науки о нервной системе с тех пор, как эта мысль была впервые высказана в семнадцатом веке и пришла на смену более мистическим представлениям о душе и теле. Под впечатлением от откры- тий Галилея (1564–1642), утверждавшего, что планеты – неодушевленные тела, приводи- мые в движение механическими силами, ученые пришли к убеждению, что вся природа функционирует как большие космические часы, подчиняющиеся законам физики, и начали объяснять все (даже живые структуры – включая органы нашего тела) механистически.
Идея о том, что вся природа подобна огромному механизму, вытеснила введенное греками и просуществовавшее две тысячи лет представление о том, что природа – огромный живой организм
[1]
, а органы человеческого тела слишком сложны, чтобы уподоблять их неодушев- ленным машинам. Тем не менее первым важным достижением новой «механистической биологии» стало блистательное и оригинальное открытие Уильяма Гарвея (1578–1657). Гар- вей, изучавший анатомию в итальянском городе Падуе, где читал лекции Галилей, выяснил,
как происходит циркуляция крови в теле человека, и продемонстрировал, что наше сердце работает по принципу насоса, который, как известно, представляет собой простейшее тех- ническое устройство. Вскоре многим ученым стало казаться, что для того чтобы быть науч- ным, объяснение должно носить механистический характер – а именно подчиняться меха- нистическим законам движения.
Вслед за Гарвеем французский философ Рене Декарт (1596–1650) писал, что мозг и нервная система человека также функционируют наподобие насоса. По его мнению, наши нервы представляют собой трубки, идущие от конечностей к мозгу и обратно. Декарт стал первым человеком, сформулировавшим теорию рефлексов, согласно которой при прикос- новении к коже человека легкие воздухообразные частицы устремляются по нервным труб- кам к мозгу и механически «отражаются», возвращаясь к мышцам и приводя их в действие.
Как бы примитивно это ни звучало, Декарт был не так уж далек от истины. Вскоре уче- ные усовершенствовали нарисованную им картину, заявив, что по нервам двигаются не воз- духообразные частицы, а электрический ток. Идея Декарта о сходстве мозга со сложным техническим устройством достигла своей кульминационной точки в современном представ- лении о мозге как о компьютере и в локализационизме. Мозг начали рассматривать как меха- низм
[2]
, состоящий из частей, каждая из которых расположена в заранее определенном месте и выполняет одну функцию, в результате чего при повреждении одной из этих частей заме- нить ее невозможно; в конце концов, машины не умеют отращивать новые части.
Идея локализационизма также была применена к органам чувств. Возникло представ- ление о том, что каждое из наших чувств – зрение, слух, вкус, осязание, обоняние, рав- новесие – имеет специальные сенсорные клетки, специализирующиеся на обнаружении одной из разнообразных форм окружающей нас энергии
[3]
. При стимуляции эти сенсорные клетки посылают электрический сигнал по соответствующему нерву в определенный уча- сток мозга, где происходит обработка ощущения. Ученые считали, что деятельность этих участков настолько специализированна, что один участок не может выполнять работу дру- гого.
Четыре фута десять дюймов
Бач-и-Рита – один из тех, кто отверг эти представления. Он выяснил, что наши сен- сорные системы обладают пластичной природой и что в случае повреждения одной из них другая иногда может взять на себя выполнение ее функций. Бач-и-Рита назвал этот процесс

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
30
«сенсорным замещением» и разработал способы приведения его в действии, а также устрой- ства, дающие нам «сверхчувства». Открыв возможность адаптации нервной системы к виде- нию с помощью камеры, а не сетчатки глаза, Бач-и-Рита подарил слепым людям величайшую надежду на появление ретинальных имплантатов, которые можно ввести в глаз хирургиче- ским путем.
Бач-и-Рита – уникальный специалист в целом ряде областей: медицине, психофарма- кологии, нейрофизиологии глаза, психофизиологии зрения и биоинженерной технике. Он следует своим идеям независимо от того, куда это может привести. Он говорит на пяти язы- ках. Бач-и-Рита длительное время жил в Италии, Германии, Франции, Мексике, Швеции и в разных частях Соединенных Штатов. Он работал в лабораториях ведущих ученых и лауреа- тов Нобелевской премии, но он никогда не идет на поводу у чужого мнения. Он не участвует в политических играх ради карьеры. Став врачом, он в определенный момент перестал зани- маться медициной и переключился на базовые исследования. Этот человек задавал вопросы,
на первый взгляд, противоречащие здравому смыслу. Например, такие: «Необходимы ли для зрения глаза, уши для слуха, язык для вкуса, нос для обоняния?» А затем, когда ему испол- нилось сорок четыре года, он снова вернулся к медицине и поступил в резидентуру
6
по одной из наиболее скучных специальностей – реабилитационная медицина. Его целью стало пре- вращение интеллектуального болота в науку за счет применения в действии того, что он узнал о пластичности мозга.
Бач-и-Рита – крайне непритязательный человек. Он питает пристрастие к пятидолла- ровым костюмам и носит одежду из магазинов Армии спасения в тех случаях, когда это про- ходит не замеченным для его жены. Он ездит на ржавой машине, купленной двенадцать лет назад, а его жена – на новом автомобиле «Passat». Голову Бач-и-Риты украшает копна волни- стых седых волос; его кожа имеет смуглый оттенок человека из средиземноморского реги- она, в жилах которого течет кровь испанцев и евреев; он говорит тихо и быстро и выглядит намного моложе своих шестидесяти девяти лет. Он производит впечатление рассудочного человека, но при этом с мальчишеским пылом относится к своей жене Эстер (она, родивша- яся в Мексике, является потомком индейцев майя).
Он привык быть аутсайдером. Он вырос в Бронксе; при поступлении в среднюю школу его рост составлял четыре фута десять дюймов из-за таинственной болезни, которая задер- жала его рост на восемь лет; и ему дважды ставили предварительный диагноз «лейкемия».
Более крупные сверстники избивали его практически ежедневно, и за годы учебы у него сформировался невероятно высокий болевой порог. В двенадцать лет у Бач-и-Риты произо- шел разрыв аппендикса, и врачи диагностировали у него редкую форму хронического аппен- дицита. А затем… он вырос на восемь дюймов и впервые победил в драке.
Мы едем по городу Мэдисон в Висконсине, где Бач-и-Рита живет во время своих при- ездов из Мексики. Он полностью лишен претенциозности и за время наших многочасовых разговоров позволяет себе всего лишь одно замечание, которое при большом желании можно было бы назвать самодовольным.
«Я могу соединить что угодно с чем угодно», – произносит он с улыбкой.
Мы видим благодаря нашему мозгу, а не глазам
«Мы видим благодаря нашему мозгу, а не глазам»,
7
– говорит Бач-и-Рита.
6
Резидентура – последипломная больничная подготовка врачей в США, предусматривающая специализацию интер- ном, в течение одного года, и резидентом, в течение 3–5 лет. – Прим. перев.
7
Перцептивный означает относящийся к восприятию (или, реже – к представлению, воображению). Перцепция – вос- приятие, передставление (от лат. perceptio). Восприятие – это уже результат преработки первичных непосредственных
ощущений в нашем мозгу. Благодаря процессу восприятия (анализу и синтезу первичных ощущений) мозг выстраивает

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
31
Это утверждение противоречит здравому смыслу и основанному на нем представле- нию, что мы видим глазами, слышим ушами, ощущаем вкус с помощью языка, различаем запахи с помощью носа и осязаем через кожу. Вряд ли найдется человек, который подверг- нет сомнению эти факты. Однако, по мнению Бач-и-Риты, наши глаза всего лишь чувствуют изменения световой энергии; а воспринимает их – т. е. видит – наш мозг.
Для Бач-и-Риты неважно, каким образом ощущение попадает в мозг. «Когда слепой человек пользуется тростью, он двигает ею взад и вперед, и только одна точка, а именно,
конец трости, служит для него источником информации, поступающей через кожные рецеп- торы на руке. Тем не менее это движение тростью позволяет ему разобраться, где находится дверной проем или стул. Затем слепой использует эту информацию для того, чтобы подойти к стулу и сесть на него. Хотя он получает сигналы лишь через рецепторы на руке (именно там происходит его «взаимодействие» с тростью) в результате он воспринимает не давление трости на руку, а облик комнаты: стулья, стены, трехмерное пространство. Реальная рецеп-
торная поверхность на руке становится всего лишь ретранслятором информации, пор- том передачи данных. В ходе этого процесса рецепторная поверхность утрачивает свою тож- дественность».
Бач-и-Рита определил, что кожа и ее тактильные рецепторы могут заменить сетчатку глаза
[4]
, потому что как кожа, так и сетчатка представляют собой двухмерные поверхно- сти, покрытые сенсорными рецепторами, которые в результате обеспечивают формирование
трехмерной «картинки».
Однако одно дело найти новый порт передачи данных или способ передачи ощущений в мозг. И совсем другое – расшифровка этих кожных ощущений мозгом и их преобразова- ние в картину реальности. Чтобы сделать это, мозг должен научиться чему-то новому, а тот участок головного мозга, который связан с обработкой осязательной информации, должен адаптироваться к новым сигналам. Эта способность к адаптации и предполагает, что мозг пластичен, т. е. способен реорганизовать свою сенсорно-перцептивную систему.
И снова о локализационизме
Если мозг способен к самореорганизации, то теория локализационизма не дает о нем правильного представления. Однако даже Бач-и-Рита прежде был ее сторонником. Впер- вые о локализационизме заговорили всерьез в 1861 году, когда хирург Поль Брока́ занялся лечением пациента, перенесшего инсульт. Больной потерял способность говорить и мог произносить только одно слово. Что бы его ни спрашивали, он отвечал: «Тэн, тэн». Когда пациент умер, Брока́ анатомировал его мозг и обнаружил поврежденную ткань в левой лоб- ной доле. Скептики выражали сомнение в том, что речь может быть локализована в одном участке мозга, пока Брока не продемонстрировал им поврежденную ткань, а потом сообщил о других пациентах, утративших способность говорить и имевших повреждения в том же самом месте. Специалисты дали этому участку название «область Брока» и предположили,
что именно этот участок координирует движения мышц губ и языка. Вскоре другой врач,
Карл Ве́рнике, связал повреждения в еще одном участке головного мозга с другой пробле- мой: неспособностью понимать язык. Вернике предположил, что поврежденный участок отвечает за ментальную репрезентацию слов и понимание речи. Этот участок известен как
«область Ве́рнике».
перцептивные образы, которые и представляют собой «картину» окружающего нас мира.Как раз об этом и говорит фраза:
«Человек видит не глазами (т. е. не за счет первичных ощущений, которые могут быть даже тактильными), а мозгом» (за счет восприятия – т. е. комплексного анализа и синтеза всей поступающей информации). – Прим. ред.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
32
В течение последующих ста лет происходило лишь подтверждение положений тео- рии локализационизма на основе новых данных исследований, позволявших уточнить карту мозга.
К сожалению, в дальнейшем ученые начали преувеличивать силу доказательств, сви- детельствующих в пользу привычной теории. Это подкреплялось наблюдениями, указыва- ющими на связь повреждений конкретного участка мозга с потерей определенных психо- логических или физиологических функций. Получалось, что каждая функция мозга имеет только определенное локализованное место. Идея была выражена в короткой фразе: «одна функция – один локализованный участок».
Первые ласточки
Для идеи пластичности начался век обскурантизма, и любые исключения из теории
«одна функция – один локализованный участок» научная общественность игнорировала.
Еще в 1868 году Жюль Котар провел обследование детей, страдавших выраженным заболе- ванием мозга, при котором левое полушарие (включая область Брока) «чахнет». Однако он обнаружил следующее. Несмотря ни на что, эти дети по-прежнему могли нормально разго- варивать! Это означало, что хотя речь действительно обрабатывается в левом полушарии,
мозг обладает пластичностью, достаточной для того, чтобы в случае необходимости прове- сти самореорганизацию. В 1876 году Отто Солтманн провел эксперимент, в ходе которого удалил щенкам и кроликам двигательную зону коры головного мозга (часть мозга, отвечаю- щую за движение) и обнаружил, что после операции у подопытных животных сохранилась способность двигаться! Эти первые ласточки – первые свидетельства о пластичности мозга были погребены под волной энтузиазма, связанного с теорией… локализационизма.
Бач-и-Рита начал сомневаться в идеях локализационизма в начале 1960-х годов, когда жил в Германии. В то время он присоединился к команде ученых, которые изучали работу зрения, измеряя с помощью электродов электрический импульс, поступающий из области обработки зрительной информации в головном мозге кошки. Члены команды были полно- стью уверены в том, что при показе кошке какого-либо изображения электрод, помещенный в области обработки зрительной информации, должен показать на энцефалограмме электри- ческий всплеск, указывающий на обработку этого изображения. Так и произошло. Однако когда кто-то случайно дотронулся до кошачьей лапы, область зрительного восприятия снова активировалась, и это указывало на то, что данная область также обрабатывает информацию от прикосновения. Кроме того, ученые выяснили, что зрительная зона активируется и в том случае, когда кошка слышит звуки.
Именно тогда Бач-и-Рита пришел к мысли о том, что идея «одна функция – один лока- лизованный участок» может быть неверной. «Зрительная» область мозга кошки принимала во внимание как минимум еще две функции – осязание и слух. Он предположил, что пре- обладающая часть мозга выполняет «полисенсорные» функции, так как сенсорные области мозга способны обрабатывать сигналы от нескольких органов чувств.
Это возможно потому, что чувствительные рецепторы наших органов чувств преоб- разуют самую разную информацию о внешнем мире в паттерны электрических импуль- сов, которые передаются по нашим нервам. Эти паттерны представляют собой универ- сальный язык «общения» внутри мозга. Для самих нейронов не существует визуальных образов, звуков, запахов или ощущений. Бач-и-Рита понял, что участки мозга
[5]
, где происхо- дит обработка этих электрических импульсов, гораздо менее специализированны, чем счи- тали нейрофизиологи. Это представление нашло подтверждение, когда нейрофизиолог Вер- нон Маунткастл открыл, что зрительная, слуховая и осязательная зоны коры головного мозга имеют похожую шестислойную обрабатывающую структуру. Для Бач-и-Риты это означало,

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
33
что любой участок коры должен обладать способностью к обработке любых посылаемых в него сигналов, и что, в конечном счете, модули нашего мозга более универсальны, чем принято было считать.
Следующие годы Бач-и-Рита посвятил изучению исключений из теории локализацио- низма
[6]
. Знание нескольких иностранных языков позволило ему познакомиться с ранними научными работами, не переведенными на английский, и заново открыть исследования, про- водимые до того, как в мире науки окончательно воцарился локализационизм. Занимаясь своими изысканиями, он обнаружил работу Мари-Жан-Пьера Флоренса
[7]
, который еще в
1820-х годах утверждал, что мозг человека способен к самореорганизации. А еще он прочи- тал написанную на французском языке работу Поля Брока́, которую часто цитировали, но редко издавали в переводе, и выяснил, что даже Брока́, в отличие от своих последователей,
не отвергал полностью идею пластичности мозга.
«Игрушка для взрослых»
Успешное применение разработанного им тактильно-зрительного аппарата еще больше вдохновило Бач-и-Риту на создание собственной картины работы человеческого мозга. В конце концов, чудом был не его аппарат, а мозг человека, который жил, менялся и адаптировался к новым видам искусственных сигналов. Бач-и-Рита предположил, что в процессе реорганизации тактильные (осязательные) сигналы (первоначально обрабатывае- мые в осязательной зоне коры головного мозга) перенаправляются в зрительную зону коры для дальнейшей обработки. Это означает, что нейронный путь претерпевает развитие: идет от кожи к зрительной зоне.
Сорок лет назад, когда господствовали другие взгляды, Бач-и-Рита начал свою акцию протеста. Он признавал достижения наук о мозге, но утверждал, что «большое количество свидетельств указывает на то, что мозг демонстрирует двигательную и сенсорную пластич- ность». Шесть журналов отказались печатать одну из его статей, и вовсе не потому, что в ней были представлены спорные данные, а из-за того, что автор осмелился включить в ее название слово «пластичность». После публикации статьи Бач-и-Риты в журнале Nature его любимый наставник Рагнар Гранит (получивший в 1965 году Нобелевскую премию в обла- сти физиологии за работу по изучению сетчатки глаза) пригласил своего ученика на чай.
Гранит попросил жену выйти из комнаты и, похвалив работу Бач-и-Риты о мышцах глаза,
спросил его – зачем он впустую тратит время на «эту игрушку для взрослых». Однако Бач- и-Рита не отступил: он начал публиковать доказательства пластичности мозга, написав ряд книг и несколько сотен статей, и приступил к разработке теории, позволяющей объяснить механизмы пластичности.
Устройства, предоставляющие людям «сверхчувства»
Хотя теперь Бач-и-Риту больше всего интересовало объяснение пластичности мозга,
он продолжал изобретать устройства для сенсорного замещения. Он работал совместно с инженерами над уменьшением размеров тактильно-зрительного аппарата для слепых. Гро- моздкая и тяжелая пластина с вибрирующими стимуляторами, прикрепляемая к спине, была заменена тонкой пластиковой полоской, покрытой электродами, которая теперь приклеива- лась на язык. Бач-и-Рита полагает, что язык идеальный «интерфейс между мозгом и аппара- том»; это прекрасный пункт входа в мозг, потому что наш язык очень чувствителен и на нем даже нет лишенного чувствительности слоя омертвевшей кожи. Размеры компьютера также значительно уменьшились, а камеру, которая когда-то была похожа по своим габаритам на чемодан, теперь можно было закрепить на оправе очков.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
34
Бач-и-Рита трудится и над другими изобретениями, обеспечивающими сенсорное замещение. Агентство NASA выделило ему средства на разработку электронной «чувствую- щей» перчатки для астронавтов, работающих в открытом космосе. Используемая ранее пер- чатка была настолько толстой, что астронавтам было сложно ощущать маленькие предметы или совершать тонкие движения. Поэтому он поместил на внешнюю сторону перчатки элек- трические сенсоры, которые передавали сигналы на руку. Затем он воспользовался опытом разработки перчатки для астронавтов, и создал аналогичную для людей, страдающих прока- зой (заболевание калечит кожу и разрушает периферические нервы, приводя к потере чув- ствительности рук). Новая перчатка тоже имела сенсоры на внешней стороне и посылала сигналы на здоровый участок кожи, где нервы не были затронуты болезнью. Таким образом,
здоровая кожа превращалась во входные ворота для ощущений в руках.
После этого Бач-и-Рита приступил к работе над перчаткой, позволяющей слепым людям читать с экрана компьютера, и даже занялся проектом по созданию…презерватива.
Бач-и-Рита надеется, что его изобретение поможет больным с повреждениями спинного мозга (которые не могут чувствовать оргазм из-за полной утраты чувствительности поло- вого члена) вернуть радости секса. Идея этого устройства основана на том, что сексуальное возбуждение, как и любое другое чувственное впечатление, формируется «в мозге», поэтому ощущения от сексуальных движений, собираемые сенсорами на презервативе, можно пре- образовать в электрические импульсы, из которых мозг «построит» полноценное сексуаль- ное возбуждение.
Бач-и-Рита продолжал разрабатывать устройства, предоставляющие людям «сверхчув- ства», такие как ночное видение и видение в инфракрасных лучах. Он разработал прибор для подразделений «Морских котиков», который помогает пловцам определять местонахож- дение своего тела под водой, и еще одно, успешно протестированное во Франции, кото- рое сообщает хирургам точное положение скальпеля, посылая сигналы с прикрепленного к скальпелю электронного датчика на маленькое устройство, присоединенное к их языку.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
35
Мозг восстанавливается даже
после тяжелого инсульта
Интерес Пола Бач-и-Риты к восстановлению мозга возник под влиянием удивитель- ного выздоровления его собственного отца, каталонского поэта и филолога Педро Бач-и-
Риты, после перенесенного им инсульта. В 1959 году у Педро (он был в то время шестиде- сятипятилетним вдовцом) случился инсульт, в результате которого наступил паралич лица и половины тела, а также потеря речи.
Врачи сказали брату Пола Бач-и-Риты, Джорджу (ныне он калифорнийский психиатр),
что у его отца нет надежды на выздоровление и что Педро придется поместить в специаль- ное лечебное учреждение. Вместо этого Джордж, который в то время изучал медицину в
Мексике, перевез парализованного отца из Нью-Йорка, где тот жил, к себе в Мексику и посе- лил у себя в доме. Сначала Джордж попытался организовать для отца восстановительное лечение в Американо-Британском госпитале, который предлагал только стандартный четы- рехнедельный курс реабилитации, так как в те годы никто не верил в пользу продолжитель- ного лечения. Спустя четыре недели состояние отца ничуть не улучшилось. Он по-прежнему оставался беспомощным: его приходилось сажать на унитаз и снимать с него, а также мыть под душем, что Джордж выполнял с помощью садовника.
«К счастью, он был некрупным мужчиной, весившим всего сто восемнадцать фунтов
(53,5 кг. – Прим. ред.), так что мы могли с ним справиться», – говорит Джордж.
Джордж, хотя и изучал медицину, ничего не знал о реабилитации, и этот его пробел оказался для семьи настоящим благословением: Джорджу удалось добиться успеха благо- даря нарушению всех существующих правил – благодаря свободе от пессимистических тео- ретических представлений.
«Я решил, что вместо того чтобы учить отца ходить, я должен прежде всего научить его ползать. Я сказал: «Мы начинаем свою жизнь, ползая по полу, теперь тебе придется снова некоторое время поползать». Мы купили ему наколенники. Сначала мы держали его так, чтобы он опирался на все четыре конечности, но его руки и ноги действовали не очень хорошо, поэтому это требовало большого напряжения». Затем Джордж заставил отца пол- зать самостоятельно, опираясь парализованным плечом и рукой о стену. «Это ползание вдоль стены продолжалось несколько месяцев. Когда он добился определенных успехов, я даже заставлял его ползать в саду, что привело к проблемам с соседями: те говорили, что непра- вильно и неприлично заставлять профессора ползать как собаку. Я мог воспользоваться только одной моделью – моделью обучения маленьких детей. Поэтому мы играли в разные игры на полу, во время которых я катал маленькие шарики, а он должен был их ловить.
Или мы разбрасывали по полу монеты, а отец старался поднять их своей плохо действую- щей правой рукой. Все, что мы пытались делать, было связано с превращением реальных жизненных ситуаций в упражнения. Так мы придумали упражнение с тазами. Отец держал таз здоровой рукой и заставлял свою немощную руку (она плохо поддавалась контролю и совершала судорожные толчкообразные движения) двигаться по кругу: пятнадцать минут по часовой и пятнадцать минут против часовой стрелки. Края таза удерживали его руку.
Мы продвигались вперед небольшими шагами, каждый из которых накладывался на преды- дущий, и понемногу ему становилось лучше. Через некоторое время отец начал помогать мне в разработке последующих этапов. Он хотел достичь той точки, когда сможет сесть и поесть со мной и другими студентами-медиками». Занятия проходили ежедневно и длились по множеству часов, но постепенно Педро перешел от ползания к передвижению на коленях,
затем стоячему положению тела и в конце концов ходьбе.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
36
Своей речью Педро занимался самостоятельно, и примерно через три месяца появи- лись первые признаки ее восстановления. Несколько месяцев спустя у него возникло жела- ние вернуть себе способность писать. Он садился перед печатной машинкой, помещал сред- ний палец на нужную клавишу, а затем опускал всю руку, чтобы ее нажать. Научившись справляться с этой задачей, он начал опускать только кисть и, наконец, пальцы, каждый в отдельности. Со временем он снова сумел нормально печатать.
К концу года здоровье Педро, которому на тот момент было шестьдесят восемь лет,
восстановилось настолько, что он вернулся к преподаванию в Сити-колледже в Нью-Йорке.
Ему нравилась его работа, и он занимался ею до тех пор, пока не вышел на пенсию в воз- расте семидесяти лет. После этого он временно выполнял обязанности преподавателя в Уни- верситете штата в Сан-Франциско, еще раз женился и продолжал работать, а также путеше- ствовал. Он вел активный образ жизни еще семь лет после инсульта. Посещая своих друзей,
живущих в Боготе в Колумбии, он поднялся высоко в горы. На высоте девяти тысяч футов
(2743 м. – Прим. ред.) у него случился инфаркт, и вскоре после этого он умер. Ему было семьдесят два года.
Я спросил Джорджа, понимает ли он, насколько необычным было выздоровление его отца после перенесенного инсульта, и думал ли он в то время, что это выздоровление резуль- тат пластичности мозга.
«Я рассматривал то выздоровление исключительно с точки зрения заботы о папе.
Однако Пол в последующие годы говорил о произошедшем в контексте нейропластичности.
Правда, это началось не сразу, а после смерти отца», – ответил он.
Тело Педро было доставлено в Сан-Франциско, где работал Пол Бач-и-Рита. Это слу- чилось в 1965 году, когда еще не умели делать сканирование мозга, поэтому в те дни было принято проводить аутопсию, она была единственным способом, позволяющем врачам изу- чить заболевания мозга и понять причину смерти пациента. Пол попросил доктора Мэри
Джейн Агилар провести аутопсию тела отца.
«Несколько дней спустя Мэри Джейн позвонила мне и сказала: «Пол, приезжай. Мне нужно кое-что тебе показать». Когда я добрался до старого Стэндфордского госпиталя, то увидел лежащие на столе предметные стекла, на которых находились срезы тканей мозга моего отца».
Он застыл в молчании.
«У меня возникло чувство отвращения, но в то же время я понимал возбужденное состояние Мэри Джейн, потому что стекла показывали, что в результате инсульта ткани мозга отца получили огромные повреждения и что восстановить сами ткани было совер- шенно невозможно, даже несмотря на то, что Педро удалось восстановить все функции сво- его организма. Я был просто ошеломлен. Я потерял дар речи. Я думал: «Вы только посмот- рите на все эти повреждения». В эту минуту Мэри Джейн сказала: «Как вам удалось добиться его выздоровления при таких повреждениях?»
Изучив стекла более внимательно, Пол обнаружил, что повреждения затронули, глав- ным образом, ствол головного мозга – участок мозга, наиболее близкий к спинному мозгу, –
и что инсульт также разрушил другие важные центры в коре, контролирующие движение.
Девяносто семь процентов нервов, идущих от коры больших полушарий к позвоночнику,
были уничтожены, и эти катастрофические повреждения стали причиной паралича.
«Я понял, что это означает, что во время занятий отца с Джорджем его мозг каким- то образом полностью реорганизовал сам себя. До этого момента мы не знали, насколько удивительным было выздоровление отца, потому что не имели ни малейшего представления о степени повреждения, так как в те дни не существовало сканирования мозга. В случае выздоровления людей мы склонны в первую очередь предполагать, что повреждения были

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
37
не очень серьезными. Мэри Джейн хотела, чтобы я стал соавтором работы, которую она написала о случае моего отца. Я не смог этого сделать».
История отца Пола стала полученным из первых рук доказательством того, что даже в случае массивного поражения мозга у пожилых людей может наступить выздоровление.
Однако после изучения поражений тканей мозга отца и анализа специальной литературы
Пол нашел другие свидетельства, указывающие на то, что мозг способен к самореорганиза- ции для восстановления своих функций после тяжелого инсульта. Он обнаружил, что еще в 1915 году американский психолог Шеперд Айвори Франц сообщал о случаях позднего выздоровления пациентов, которые были парализованы в течение двадцати лет, благодаря стимулирующим мозг упражнениям.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
38
«Соединять что угодно с чем угодно»
Выздоровление немолодого отца Бач-и-Риты подтолкнуло его снова изменить свою карьеру. В возрасте сорока четырех лет он вернулся к занятиям медициной и закончил рези- дентуру по специальностям «неврология» и «реабилитационная медицина». Он понял, что для выздоровления пациентов их необходимо мотивировать, с помощью упражнений, мак- симально приближенных к действиям, выполняемым в реальной жизни (как это было с его отцом).
Бач-и-Рита вплотную занялся лечением последствий инсульта, сфокусировав свое вни- мание на «поздней реабилитации», оказании помощи людям в преодолении серьезных нев- рологических проблем спустя годы после их возникновения, а также на разработке компью- терных видеоигр, позволяющих обучить людей, перенесших инсульт, снова двигать руками.
Кроме того, Пол начал использовать свои знания о пластичности мозга при разработке специальных упражнений для своих пациентов. Традиционный курс реабилитации, как правило, заканчивался через несколько недель, когда процесс улучшения состояния паци- ента как бы «останавливался», и у врачей пропадала мотивация для продолжения лечения.
Однако Бач-и-Рита, основываясь на своих знаниях о восстановлении нервных путей, пришел к убеждению, что эти остановки носят временный характер и являются частью цикла обуче- ния, основанного на пластичности мозга – за фазами обучения следуют периоды закреп-
ления. Хотя очевидного прогресса на этапе закрепления
[8]
не наблюдается, в этот период происходят внутренние биологические изменения, в ходе которых новые навыки совершен- ствуются и приобретают автоматический характер.
Бач-и-Рита разработал программу для людей с повреждениями двигательных лицевых нервов. Больные были не способны приводить в действие мышцы лица и, таким образом,
не могли закрыть глаза, четко говорить или выражать эмоции, что делало их похожими на роботов. Бач-и-Рита хирургическим путем присоединял один из «лишних» нервов, обычно идущий к языку, к лицевым мышцам пациента. Затем он разработал программу упражнений для мозга, которая обучает «языковой нерв» (а точнее, контролирующий его участок мозга)
действовать в качестве лицевого нерва. Пациенты, занимавшиеся по этой программе, научи- лись выражать обычные эмоции на своем лице, говорить и закрывать глаза – еще один при- мер способности Бач-и-Риты «соединять что угодно с чем угодно».
Сенсорные системы можно перепрограммировать
Через тридцать три года после публикации статьи Бач-и-Риты в журнале Nature уче- ные, использовавшие маленькую современную версию его тактильно-зрительного аппарата,
провели сканирование мозга пациентов и подтвердили, что тактильные ощущения, полу- чаемые ими через язык, действительно обрабатываются в зрительной зоне коры головного мозга.
Все обоснованные сомнения в том, что сенсорные системы можно перепрограммиро- вать, были не так давно отметены в ходе одного из самых удивительных экспериментов в области пластичности мозга, проведенных в наше время. Этот эксперимент включал в себя перепрограммирование путей передачи не осязательной и зрительной информации, как это делал Бач-и-Рита, а слуховой и зрительной. Невролог Мриганка Сур хирургическим путем
«перемонтировала» мозг новорожденного хорька в возрасте одного дня. Обычно зритель- ные нервы идут от глаз к зрительной зоне коры головного мозга, однако Сур перенаправила зрительные нервы хорька от зрительной зоны к слуховой и обнаружила, что после такой операции хорек может видеть. С помощью электродов, имплантированных в мозг живот-

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
39
ного, Сур доказала: когда оперированный хорек видит, нейроны в зрительной зоне его мозга начинают действовать и обрабатывать зрительную информацию. Слуховая кора, обладаю- щая именно той пластичностью, о которой всегда говорил Бач-и-Рита, преобразовала сама себя и обрела структуру и функции зрительной коры. Хорьки, подвергшиеся этой операции,
не имели остроту зрения 20/20: она составляла примерно треть от этого показателя, или
20/60 (не хуже, чем у некоторых людей, пользующихся очками).
Прежде подобные преобразования казались совершенно необъяснимыми. Общеиз- вестно, что «зрительная зона» (обрабатывающая зрительную информацию) находится у нас в затылочной доле мозга, а в височной доле – «слуховая зона» и т. п. Оказывается, все гораздо сложнее. Области мозга представляют собой пластичные устройства обработки информа- ции, связанные друг с другом и способные воспринять самые разнообразные входящие сиг- налы.
Черил – не единственный человек, которому помог странный «шлем» Бач-и-Риты. Со времени нашего знакомства команда использовала аппарат для улучшения функции равно- весия и хождения еще пятидесяти пациентов. У некоторых из них были такие же поврежде- ния, как у Черил; другие пострадали от травмы мозга, инсульта или болезни Паркинсона.
Значение работы Пола Бач-и-Риты заключается в том, что среди представителей своего поколения ученых он стал первым, который не только пришел к пониманию пластичности мозга, но и применил свои знания на практике для того, чтобы облегчить страдания людей.
Когда у Черил заново развилось вестибулярное чувство – или в мозге слепых людей сформировались новые нейронные проводящие пути, позволяющие им распознавать пред- меты, перспективу или движение, – то все эти изменения были не загадочными исключени- ями, а подтверждениями правила: сенсорные зоны коры головного мозга пластичны и спо- собны к адаптации. Когда мозг Черил научился реагировать на искусственный рецептор,
заменивший поврежденный, не происходило ничего особенного.
Недавно работа Бач-и-Риты вдохновила когнитивного психолога Энди Кларка на ост- роумное заявление: «Все мы – прирожденные киборги». Он хотел сказать, что пластичность мозга позволяет нам совершенно естественным образом подключаться к различным устрой- ствам, таким как компьютеры и электронные приборы. Однако наш мозг также способен осуществлять самореструктуризацию в ответ на информацию, поступающую от простей- ших вспомогательных средств, таких как тросточка слепого человека. В конечном счете пла- стичность – это свойство мозга, присущее ему с доисторических времен. Наш мозг пред-
ставляет собой гораздо более открытую систему, чем мы можем предположить; к тому же природа сделала очень многое, чтобы помочь нам в восприятии и понимании окружаю- щего нас мира. Она дала нам мозг, который выживает в постоянно меняющемся мире за счет самоизменения.

Н. Дойдж. «Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга»
40
1   2   3   4   5   6   7   8   9

перейти в каталог файлов
связь с админом