Страница 7 из 8
Возможно ли обсуждать этот механизм понятным языком, если я, отбросив в сторону специальные термины и фразы, стану говорить языком не специалиста, а просто образованного человека? Осмелюсь напомнить, что Бенджамин Франклин, основатель Американского философского общества, испытывая вполне понятное волнение, объяснял первым членам этого общества, как электричество перетекает по влажному канату к воздушному змею. Я бы хотел оказаться на их месте. Вероятно, я бы понял природу этого в высшей степени важного чуда, называемого электричеством. Мне кажется, он похож на разум в том смысле, что никто не может приписать разуму какое-либо пространство во Вселенной, однако легко заметить, что он совершает и где[6].
Глава 3
Нейронная активность в мозге
Определения обычно хороши в начале очерка – хотя в данном случае сам текст, несомненно, покажет, что они не соответствуют объекту. Разум (или дух) – это, если процитировать словарь Уэбстера, «элемент <…> в человеке, который чувствует, воспринимает, мыслит, желает и особым образом рассуждает».
Мозг – чрезвычайно сложный, «управляющий» орган в теле человеке, который делает возможным мышление и сознание. В своей интегративной и координационной деятельности он во многих отношениях напоминает компьютер. Каждый мозговой механизм представляет собой функциональную единицу, играющую в определенном отношении специализированную роль в тотальной интегративной функции мозга.
Каждая нервная клетка, или нейрон, способна развивать собственный электрический заряд. У каждой клетки среди многих прочих отростков имеется один, который называется аксоном. Аксоны несут токи нейронных импульсов вовне, от собственной клетки к другим клеткам. Приходящие импульсы стимулируют каждую целевую клетку генерировать новые импульсы, или же они, проверив активность целевой клетки, тормозят ее активность.
Тела нейронов способны сосредотачиваться в одном месте, формируя острова, или покров серого вещества. Разветвляющиеся проводники, осуществляющие соединительную функцию, образуют белое вещество. Вся эта система, можно сказать, вибрирует благодаря энергии, которая в норме находится под жестким контролем, как в большом симфоническом оркестре, пока миллионы посланий переносятся вперед и назад в направлении такого множества функциональных целей.
Однако в тех случаях, когда внутри мозга проявляется какое-либо отклонение и становится хроническим фактором, раздражающим серое вещество, оно формирует фокус раздражения и может вызвать повторный аномальный взрыв энергии, вовлекающий в себя одновременно множество клеток подобно молнии из миниатюрной грозовой тучи. Каждый раз, когда это происходит, у некоторых несчастных происходит эпилептический припадок. Приступ различается по внешним характеристикам в соответствии с функцией серого вещества, в котором произошел разряд. Если это происходит в клетках серого вещества, формирующего часть одной из сенсорных цепей, следует какое-либо ощущение. Если же это происходит в клетках моторной системы, следует какое-нибудь движение. Эпилепсия, означающая склонность к таким припадкам, стара, как история человечества. На самом деле она, вероятнее всего, значительно старше, так как ей подвержены и животные, значительно более примитивные, чем человек.
В 1934 году Неврологический институт в Монреале открыл свои двери, и мы наконец-то получили в свое распоряжение помещения и средства для изучения человеческого мозга, а также для оказания помощи недееспособным. Я учился оперировать эпилептических пациентов, каких изучал некогда и у которых учился сам Гиппократ. В некоторых случаях нам удавалось удалить измененную часть мозга, в которой начинался процесс разряда, вызывающий эпилепсию.
Наша цель, конечно же, всегда заключалась в том, чтобы лечить больных. А пациент, остававшийся в сознании и сохранявший бдительность на протяжении всей долгой операции, которая проводилась в надежде на излечение, направлял руку хирурга. Более того – пациент учил нас многому в процессе операции[7].
Поскольку слабый электрический ток, внедряясь в активность извилины мозга пациента, иногда вызывает непроизвольное проявление ее функции, стимулирующий электрод может быть использован для картирования коры и идентификации роли этой извилины с учетом того, как пациент описывает свои ощущения и мысли. Также электрод, если использовать его в разумных пределах, может иногда воспроизвести начало эпилептического припадка у пациента и таким образом раскрыть место расположения источника возбуждения мозга. Разговаривая с пациентом и каждый раз прислушиваясь к тому, что ему пришло в голову, когда к коре его мозга прилагали электрод, мы всегда узнавали что-то новое. В случаях, когда мы удаляли извилину в качестве меры избавления от припадков, мы получали знание о функции мозга, как только становилось ясной суть того, чего пациент лишился после операции.
Результаты наблюдений, которые будут представлены в следующих обсуждениях (главы 4–9), время от времени публиковались благодаря помощи талантливых ассистентов Монреальского неврологического института, не все имена которых присутствуют в Библиографии.
Глава 4
Взаимодействие сенсорной и произвольной моторных функций
А теперь посмотрим на краткое описание сенсорных и двигательных механизмов и некоторые врожденные рефлексы, которые играют большую роль в интегративной активности мозга человека и других млекопитающих. Надеюсь, это послужит подготовкой для одних читателей и повтором или обзором для других перед тем, как я перейду к обсуждению механизмов мозга, теснее связанных с активностью разума и мышления.
Стволовая часть мозга и спинной мозг обеспечивают человека врожденными рефлексами, так же, как это происходит и у других млекопитающих. Они регулируют такие сферы, как мышечный тонус, поддержание осанки, биомеханику локомоции (передвижения), температурный контроль и ритм сна, дыхания и откашливания (см. рис. 1). Полушария мозга образуют телэнцефалон, или конечный мозг, или новый мозг, который вырастает из диэнцефалона, или промежуточного мозга, называемого высшим отделом стволовой части мозга, или старым мозгом. Полушария мозга разрастаются пропорционально от низших позвоночных до человека, достигая на этом уровне своего максимума. Потоки нервных импульсов, переносящих, к примеру, болевые ощущения, двигаются внутрь и вверх через спинной мозг и нижние отделы ствола мозга к ядрам серого вещества в диэнцефалоне. Это конечный пункт болевых ощущений в сером веществе головного мозга. Болевые ощущения отличаются от других ощущений, поскольку они не делают крюк, а идут мимо коры головного мозга. Между тем другие пучки нервных волокон, несущих чувствительные импульсы, которые будут конвертированы в селективные ощущения, делают этот важный заход. Эти потоки обеспечивают информацию для оценки тактильных ощущений, позиции, зрительных, слуховых, вкусовых ощущений и запахов. Каждый такой поток приходит сначала к клеткам серого вещества в высших отделах стволовой части головного мозга, где приостанавливается, а затем (за возможным исключением ощущений запаха) продолжает свой путь в «крюке», направляясь к своей второй остановке в сером веществе полушарий головного мозга. Отсюда они возвращаются прямо к клеточным ядрам-мишеням в пределах серого вещества высших отделов ствола головного мозга.
Рис. 1. Некоторые механизмы головного мозга.
Кора левого полушария головного мозга человека заштрихована черным цветом, ствол мозга и спинной мозг показаны схематично на фоне полушарий. Основные направления потоков электрических потенциалов из отдельных частей серого коркового вещества указаны стрелками в пределах конкретных механизмов мозга, а именно: двигательные (моторные) – от высших отделов стволовой части мозга к моторной коре и далее вниз к двигательным клеткам в нижних отделах ствола мозга или спинного мозга, вызывая произвольные движения; соматические сенсорные (чувствительные) – от глаз, ушей, тела и конечностей вверх к высшим отделам стволовой части мозга, затем делают крюк, после чего идут к соматической сенсорной извилине и обратно к высшим отделам ствола головного мозга; зрительные сенсорные – от сетчатой оболочки глаза через ствол мозга (зрительный бугор) к сенсорной зрительной извилине коры головного мозга и обратно к стволу мозга; слуховая – от внутреннего уха через ствол мозга (медиальное коленчатое тело) к слуховой извилине Гешля и обратно к высшим отделам ствола мозга; речевая – от высших отделов ствола мозга к речевой коре и снова обратно; префронтальная – от высших отделов ствола мозга к префронтальной коре и обратно; интерпретативная – стрела пока указывает только на одну часть цепи, в дальнейшем предстоит показать ее полностью. Эта часть, как было доказано с помощью электрической стимуляции интерпретативной коры, активизирует серое вещество, очевидно, расположенное в высших отделах стволовой части мозга. Результатом этого является мыслительный «возврат» к опыту прошлого.
6
Ханс Бергер, изобретатель электроэнцефалографа, надеясь (напрасно) зафиксировать активность разума с помощью электричества, возможно, подразумевал это сходство.
7
Эти операции должны были проводиться с осторожностью, с учетом разумного шанса на излечение и только тогда, когда поверхность одного полушария мозга была вскрыта на достаточной площади, чтобы была возможность осторожного изучения его и определения возможности разреза. Если пациент мог оставаться в сознании на протяжении всей процедуры, опасность для жизни увеличивалась, но шансы понять проблемы каждого пациента становились выше. Поэтому в череп локально вводили анальгетик, чтобы снизить болевые ощущения, но никаких седативных или анестетиков не применялось. Для успеха операции, а также из соображений гуманизма хирургу было важно объяснить пациенту каждый шаг, уделяя время для разговора до и в течение операции. Врач должен был стать фактически другом пациента.