Фантомы мозга

Руководствуясь такого рода рассуждениями, хирурги разработали различные методы лечения болей в фантомных конечностях. В основном эти методы заключаются в удалении невром. Некоторые пациенты испытывают временное облегчение, но, как ни странно, и фантом, и боли обычно возвращаются с удвоенной силой. Чтобы облегчить страдания больного, хирурги иногда выполняют вторую или даже третью ампутацию (делая культю короче и короче), однако, если задуматься, это логический абсурд. Чем поможет вторая ампутация? Скорее всего, появится второй фантом (кстати, именно так обычно и происходит); а значит, здесь мы сталкиваемся с явной проблемой бесконечного регресса.

Нередко для лечения болей в фантомных конечностях хирурги прибегают к дорзальной ризотомии – а именно перерезают сенсорные волокна, идущие в спинной мозг. Иногда это работает, иногда нет. Другие пробуют еще более кардинальные меры, например, хордотомию – пересечение латерального спиноталамического пути, который проходит в боковом канатике спинного мозга. Такая операция предотвращает проникновение болевых импульсов в мозг, но и она зачастую оказывается неэффективной. Третьи добираются аж до таламуса, ретрансляционной станции мозга, которая обрабатывает сигналы до их отправки в кору, но обнаруживают, что и это не помогло. Одним словом, врачи могут сколько угодно гоняться за фантомом, но, конечно, никогда его не поймают.

Почему? Одна из причин заключается в том, что фантом не существует ни в одной из этих областей; он существует в более центральных частях мозга, там, где произошла реорганизация коры. Грубо говоря, фантом берет свое начало не от культи, а от лица и челюсти, потому что каждый раз, когда Том улыбается или двигает губами, импульсы активируют «ручную» зону коры, создавая иллюзию, что рука по-прежнему на месте. Обманутый ложными сигналами, мозг Тома буквально галлюцинирует руку – вероятно, в этом и заключается суть фантомной конечности.

Если это действительно так, единственный способ избавиться от фантома – удалить Тому челюсть. (Впрочем, если подумать, это тоже не поможет. Скорее всего, у него появится фантомная челюсть. Та же проблема бесконечного регресса!)

Тем не менее на реорганизации коры история не заканчивается. Во-первых, переделка карты мозга не объясняет, почему Том или другие пациенты чувствуют, будто могут произвольно двигать своими фантомами, или почему фантом иногда меняет свое положение. Где возникают эти ощущения движения? А во-вторых, теория реорганизации не помогает однозначно решить вопрос, который больше всего волнует и больных, и врачей – вопрос генезиса фантомной боли. Обе проблемы мы рассмотрим в следующей главе.

Когда мы думаем о кожных ощущениях, то обычно имеем в виду только осязание. В действительности же на поверхности кожи берут начало различные нейронные пути, которые опосредуют ощущения тепла, холода и боли. Эти ощущения имеют свои собственные зоны или карты в мозге, хотя используемые ими пути могут переплетаться друг с другом самым сложным образом. Если так, возможна ли в этих эволюционно более старых путях такая же реорганизация, какую мы наблюдали для осязания? Другими словами, переделка карт мозга, наблюдаемая у Тома и обезьян Понса, характерна только для осязания или указывает на более общий принцип: возможна ли она для таких ощущений, как тепло, холод, боль или вибрация? Если да, будет ли при этом возникать случайное «перекрещивание», в результате которого прикосновение начнет вызывать ощущения тепла или боли? Механизм, обеспечивающий невероятную точность, с которой образуются миллионы нейронных связей во время развития, а также степень, в которой эта точность сохраняется в процессе реорганизации после травмы, представляет большой интерес для всех ученых, стремящихся понять развитие проводящих путей в мозге.

Чтобы это исследовать, я капнул на лицо Тома теплой водой. Он сразу это почувствовал, но сказал, что ощущает тепло не только на щеке, но и в фантомной руке. Однажды, когда капля случайно потекла по его лицу, он с большим удивлением воскликнул, что чувствует, как теплая вода стекает по всей длине его фантомной конечности (на всякий случай он наглядно продемонстрировал мне свои ощущения с помощью здоровой руки). За все годы работы в неврологических клиниках я никогда не видел ничего столь поразительного – человека, который систематически переносил такое сложное ощущение, как движение капли, с лица на фантомную руку.

Эти эксперименты свидетельствуют о том, что во взрослом мозге высокоточные и организованные новые связи могут формироваться в течение нескольких дней. К сожалению, они ничего не говорят нам о механизмах возникновения новых путей на клеточном уровне.

Я вижу две возможности. Во-первых, изменение карты мозга может включать так называемый спраутинг – процесс прорастания новых ветвей от аксонов, которые обычно иннервируют зону лица, к клеткам в зоне руки. Если гипотеза окажется верной, это будет весьма любопытно, ибо я с трудом могу представить, как такое высокоорганизованное прорастание может происходить на относительно больших участках (в мозге несколько миллиметров вполне могут обернуться милей) и за такой короткий промежуток времени. Более того, даже если прорастание действительно имеет место, откуда новые волокна «знают», куда двигаться? В крайнем случае можно вообразить беспорядочную путаницу связей, но только не точно организованные пути.

Вторая возможность заключается в том, что на самом деле для нормального взрослого мозга характерен выраженный избыток связей, однако большинство из них нефункциональны или не имеют очевидной функции. Подобно резервным войскам, они задействуются только в случае необходимости. Если так, даже в здоровом взрослом мозге сенсорные сигналы от лица могут поступать как в зону лица, так и в зону кисти. Если это действительно так, напрашивается вывод, что этот тайный или скрытый вход обычно тормозится сенсорными волокнами, идущими от реальной кисти. В отсутствие кисти сигналы, возникающие в коже на лице, напротив, обретают полную свободу и обнаруживают себя, так что прикосновение к лицу теперь активирует область кисти и приводит к ощущениям в несуществующей конечности. Таким образом, каждый раз, когда Том свистит, он может почувствовать покалывание в фантомной руке.

В настоящее время мы не можем сделать окончательный выбор в пользу одной из этих двух теорий, хотя я подозреваю, что работают оба механизма. В конце концов, мы наблюдали такой эффект у Тома менее чем через четыре недели после ампутации, а это слишком мало для спраутинга. Мой коллега из Массачусетса, д-р Дэвид Борсук[23], обнаружил подобные эффекты у пациента всего через двадцать четыре часа после ампутации, хотя в течение такого короткого периода времени о прорастании не может быть и речи. Окончательный ответ на этот вопрос, я полагаю, может подсказать одновременное отслеживание изменений в восприятии и изменений в коре (с использованием методик нейровизуалиции) в течение нескольких дней. Если мы с д-ром Борсуком правы, статическое представление о коре, которое вы получаете в результате штудирования рисунков в учебниках, ошибочно, а потому нам необходимо полностью переосмыслить смысл карт мозга. Вместо того чтобы быть прочно связанным с некой определенной точкой на коже, каждый нейрон на карте находится в состоянии динамического равновесия с другими соседними нейронами; его активность сильно зависит от того, что делают другие нейроны поблизости (или не делают).

Возникает очевидный вопрос: что будет, если утрачена какая-то еще часть тела кроме руки? Произойдет ли аналогичная реорганизация коры? Когда я опубликовал первую статью про Тома, то получил целое море писем и множество телефонных звонков от людей, переживших ампутацию. Все они желали знать больше. Некоторым из них сказали, что фантомные ощущения – плод воображения, и они с облегчением узнали, что это неправда. (Пациенты всегда находят особое утешение в логическом объяснении их иначе необъяснимых симптомов; нет ничего более оскорбительного для больного, чем услышать, что боль у него «в голове»).

23

Недавно Дэвид Борсук, Ханс Брайтер и их коллеги установили, что у некоторых пациентов ощущения, возникающие, когда их лицо трогают, трут или колют булавкой, передаются в фантом уже через несколько часов после ампутации (Borsook et al., 1998). Это свидетельствует о важной роли растормаживания или «маскировки» ранее существовавших связей (по всей вероятности, данному эффекту также способствует спраутинг, хотя и в меньшей степени).