Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости Вонг Сэм

То, насколько глубоко религия уходит корнями в наше биологическое естество, активно обсуждалось в нескольких недавно вышедших книгах, особенно — среди атеистов, убежденных в нерациональности религиозных убеждений. Лучшие примеры — «Бог как иллюзия» биолога и любителя взрывных тем Ричарда Докинза и «Взламывая чары: религия как естественный феномен» философа Дэниела Деннетта. Учитывая то, как мало известно о нейрофизиологии религии, кажется преждевременным заявлять, что биологи изучили полностью весь этот вопрос.

У антропологов более положительный взгляд на религию, они рассматривают ее как мощный ранний инструмент группового социального объединения, который обеспечивает преимущество в выживании как самой религии, так и людям, разделяющим эти взгляды. Начнем с того, что организованная религия — это значимое достижение, один из самых сложных культурных феноменов. Сравните основные компоненты большинства религий: верующие вырабатывают представление о сверхъестественной силе, которую нельзя увидеть. Мы молим эту силу уменьшить зло, осуществить правосудие или обеспечить жизнь согласно морали. Далее мы вместе с другими людьми осознаем, что эта сила устанавливает одни и те же стандарты морали, социальных норм и религиозных ритуалов для всех нас. Этот сложный феномен встречается только у людей.

Что может внести нейрофизиология в наше понимание религии? В каком-то смысле ничего: удовлетворение, получаемое от религиозного чувства, вряд ли сильно изменится от понимания того, как мозг дает повод для веры. Точно так же, как вы можете эффективно пользоваться словами всю свою жизнь, не имея ни малейшего представления о формальной грамматике, люди могут получать пользу от религиозных убеждений, и уж если на то пошло, то и от многих других систем, проанализированных в этой книге, без понимания основ работы мозга. Однако если вы дочитали до этого момента, то вам, вероятно, любопытно.

Две особенности мозга особенно важны для формирования и пропускания религиозных верований. У многих животных, возможно, есть некая форма первой — поиска причин и следствий. Вторая же — социальное мышление — невероятно сильно развита именно у людей. Один из основополагающих навыков человеческого мозга — способность размышлять о людях и мотивах — то, что ученые назвали теорией разума. Комбинация этих признаков создает основные отличительные особенности функционирования мозга, являющиеся частью религиозных убеждений: наша способность выводить причинные следствия и обобщения и делать заключения о невидимых намерениях как Бога, так и других существ. Нейронные механизмы, благоприятствующие формированию религиозных убеждений, склонны и к формированию основанных на убеждениях организованных движений другого типа — политических партий, клубов фанатов Гарри Поттера и воинствующего атеизма.

Что это за Бог, который лишь толкает мир извне? Иоганн Вольфганг фон Гёте

Большинство религий пытается найти причины происходящих в мире событий. Эти объяснения часто принимают форму действий, совершенных мыслящим существом. Например, маленькие дети открыто или в неявной форме приписывают мотивы неодушевленным объектам. Детские психологи выяснили, что мяч для детей катится потому, что ему этого хочется. Этот способ мышления настолько естественен для нас, что мы не колеблясь думаем о многих объектах как об обладающих личностью. Мы часто приписываем машинам или другим механизмам личностные черты и даже имена. Чайники свистят ободряюще, а вьюга злится. Кажется вполне естественным, что древние люди могли приписывать такие черты природным событиям. Подобный тип мышления встречается в анимизме, в котором как одушевленные, так и неодушевленные объекты наделяются духом.

Олицетворение явлений природы становится чем-то новым, когда комбинируется с нашей чрезвычайно социальной натурой. Мы стараемся понять мотивацию других людей и их точку зрения. Все возрастающая сложность взглядов ребенка на мотивацию может быть замечена во время игры, которая начинается с простой сенсорной активации, но быстро перерастает в притворство «Я — вагон!», а затем в ролевую игру («Давай притворимся, что ты — ребенок, а я — учитель и в классе слишком шумно»).

Приписывание воображаемых мотивов себе и другим требует наличия теории разума. Эта способность позволяет детям использовать в играх выдуманные ситуации, например, притворяться, что игрушечный солдатик способен сражаться. Благодаря развитию теории разума дети обнаруживают, что и у других людей есть своя мотивация. Дети могут применить это понимание с невинными (скажем, при игре в прятки), а иногда и с более низкими намерениями (обман). Позднее притворство становится еще изысканнее; дети становятся способными понимать театральную постановку. Выше мы объяснили, что у людей с аутизмом возникают проблемы в понимании желаний и мотивов других людей, что оказывает сильное, а иногда — просто катастрофическое влияние на их взаимодействие с окружающим миром (см. главу 24). Поэтому теория разума — центральный момент нашего осознания себя и окружающих людей.

Оценка социальной ситуации требует активности во многих областях коры головного мозга. Один из примеров — зеркальные нейроны, которые возбуждаются, когда обезьяна выполняет задание или видя, как другая обезьяна выполняет задание (см. главу 24). Следовательно, похоже, что мозг обезьяны понимает, что между этими двумя акциями есть что-то общее. У обезьян с поврежденным миндалевидным телом социальная коммуникация нарушается (см. главу 16), поскольку эта мозговая структура, напрямую связанная с распознаванием эмоциональной значимости объектов или лиц, просто необходима для того, чтобы мозг понял психическое состояние других людей.

Все эти механизмы работы мозга вовлечены в наши попытки объяснить разные вещи: природные явления и сложные отношения между животными или неодушевленными объектами.

Религия становится возможной, когда желание выяснить причинно-следственную связь сочетается со способностью (и склонностью) нашего мозга обеспечить высокий уровень процесса социального познания. Соединенные вместе, эти способности позволяют нам создавать сложные культурные идеи — от правил перехода улицы до справедливости, искупления грехов и Воскресения Христа. Как мы уже отмечали, сложное социальное мышление связано с размером коры головного мозга (см. главу 3). Это строгое соотношение предполагает, что для социального познания требуется некоторая серьезная, обрабатывающая информацию мощность. Стремление мозга вознаграждать нашу способность кооперироваться и стараться перехитрить окружающих людей также создает все условия для появления религиозных взглядов. Как следствие, мы можем вообразить себе Бога, Яхве или Аллаха, которые являются причиной всего и судят нас, хотя их и нельзя увидеть.

Знаете ли вы? Медитация и мозг

Далай-лама говорил, что, если научные исследования входят в конфликт с буддистским учением, учение должно уступить. Он также активно интересовался изучением нейронных механизмов, лежащих в основе медитации. Как и многие практикующие, он разделяет медитацию на две категории: одна направлена на успокоение разума (стабилизирующая медитация), а другая — на активный процесс познания (дискурсивная медитация). Изучая медитации, нейробиологи сначала исследовали первый тип. Активность мозга опытных буддистов, практикующих стабилизирующую медитацию, оценивала группа ученых, в том числе один специалист, защитивший диссертацию по молекулярной биологии и живший какое-то время в монастыре в Непале в качестве ученика.

Ученые смогли отвлечь восемь монахов, длительное время практикующих медитацию в тибетских буддистских монастырях, от их привычной жизни (во время которой весь день проходит в расслабляющей медитации). В лаборатории монахам прикрепили к головам электроды для измерения паттернов электрической активности. Вначале эта активность ничем не отличалась от паттернов волонтеров, медитирующих впервые в жизни. Разница стала заметна, когда монахов попросили ощутить сострадание, не направленное ни на какое конкретное существо. Это состояние называется беспредметной медитацией. В этом состоянии активность начала варьироваться в последовательной, ритмичной манере, демонстрируя синхронную активизацию многих нейронов. Синхронизированные сигналы участились до скорости 25–40 раз в секунду, что представляет собой гамма-ритм. В некоторых случаях гамма-ритмы в мозгу монахов были самыми сильными, когда-либо встречавшимися у людей (исключая патологические ситуации — например, судороги). Однако у людей, медитировавших впервые, не появилось практически никаких дополнительных гамма-ритмов.

Способ, которым мозг достигает синхронности, не изучен хорошо, однако гамма-ритмы усиливаются во время определенных типов активности, например, при повышенном внимании по отношению к сенсорному стимулу или во время использования кратковременной памяти. Этот усиленный гамма-ритм может являться ключевым элементом повышенной бдительности, о котором сообщают монахи. Рождаются ли монахи с врожденной способностью генерировать синхронные ритмы? Некоторые типы ритмов у новичков с практикой усиливаются, а значит, хотя бы частично эту способность можно тренировать.

Сканирование мозга выявило определенные области, активные во время дискурсивной медитации (концентрирование внимания на визуализированном образе). Передняя поясная и префронтальные области были очень активны, как и тогда, когда монахини ордена кармелиток представляли себе мистическое воссоединение с Богом. Эти данные соответствуют информации об участии этих регионов в процессе внимания. Возможно, папу Иоанна Павла II тоже заинтересовали полученные результаты, поскольку на вопрос о взаимосвязи науки и католической доктрины он ответил, что они обе истинны и сочетаемы, поскольку «истина не может противоречить истине».

Если теория разума является критическим фактором в процессе формирования религии, то животные, у которых есть некоторый вариант этой способности, могут создавать свои религиозные убеждения. Могут ли животные представлять себе то, что думают другие? С некоторыми видами ответ может быть положительным. Например, собака Оса нашего друга Криса из-за травмы временно не могла сама подниматься по лестнице, и Крису приходилось носить ее вверх и вниз. Это продолжалось несколько месяцев, и ей приходилось ждать наверху или у подножия лестницы. Однажды Крис пришел домой в середине дня и тихо занимался своими делами на кухне. Оса стала сама спускаться по лестнице, но на полпути заметила хозяина и замерла, причем выражение ее морды было таким, как будто она хотела сказать: «Все пропало!», что, разумеется, соответствовало правде. Казалось, Оса действует, отталкиваясь от предположения, что, если Крис узнает о том, что она может ходить, он перестанет носить ее на руках. Было похоже на то, что собака знала, как можно заставить Криса работать.

Было бы гигантским скачком после одного взгляда на собаку предположить, что у животных тоже имеется теория разума. Можно также сказать, что эта история иллюстрирует собственную теорию разума Криса. Однако во время более обстоятельных исследований было выяснено, что собаки действительно принимают в расчет состояние внимания других собак, когда пытаются убедить их принять участие в игре, меняя свои сигналы в зависимости от того, что делает другая собака.

Этологи и антропологи изучают степень развития теории разума, подсчитывая, сколько уровней намерения может быть представлено. Желание Осы обмануть основывалось на достаточно простом положении ( Крис думает, что я не могу спуститься по лестнице ). В религиозных верованиях уровень мышления сложнее. Необходимы многошаговые выводы, чтобы соответствовать разным мотивациям нескольких существ. В религии необходимо уметь делать минимум двухшаговый вывод ( Бог считает (шаг 1), что мне следует его почитать (шаг 2). Однако детали большинства религий требуют еще более сложных построений. Если в качестве примера рассмотреть христианство, то прихожанин должен вести правильный образ жизни, соотнося свои желания с указаниями Бога, Иисуса, Святого Духа и учения церкви, что не так уж и просто.

Большинство обезьян вряд ли способно к многошаговым выводам по поводу психического состояния, а это минимальное требование для появления религии. Но наблюдения за приматами с крупным мозгом — например, за шимпанзе — показали, что они могут достигнуть как минимум уровня выводов собаки Осы. Подчиненный шимпанзе предпочтет пойти за тем кусочком фрукта, который не видит находящийся на более высокой ступени иерархической лестницы сородич, чем за тем, который виден всем. Точно так же, если вы не выражаете желания дать шимпанзе виноград, она потеряет к вам интерес. Если вы покажете той же обезьяне, что хотите, но не можете дать ей ягоды, она будет ждать дольше. Шимпанзе делают эти выводы с помощью мозга, который втрое легче человеческого. Вопрос, могут ли эти обезьяны формировать религиозные верования, остается открытым. Иногда бывает очень на это похоже. При грозе некоторые шимпанзе качаются из стороны в сторону с вздыбленной шерстью, что некоторые люди описывали как «поведение, напоминающее танец». Может, они суеверны? Или просто боятся? В настоящее время, поскольку данные о наличии у шимпанзе разума малочисленны, нам остается только ждать дальнейшей информации.

Знаете ли вы? Нейробиология видений

Горам придают особое значение в трех основных современных монотеистических религиях: иудаизме, христианстве и исламе. Во всех трех на больших высотах происходили особые видения. Моисей услышал глас, исходящий из горящего куста на горе Синай, последователи Иисуса стали свидетелями преображения того, что было, вероятно, горой Хермон, а Мухаммеда посетил ангел на горе Хира (Джабал-ан-Нур). Эти видения являются примерами более широкой категории мистического опыта. Еще один выдающийся пример — явление Девы Марии Хуану Диего при переходе горы Тепеяк в Мексике. Обычно в связи с подобными явлениями сообщается, будто человек почувствовал или услышал чье-то присутствие, увидел фигуру или свет (часто исходящий от фигуры) и испугался. Любопытно, но похожие данные часто сообщают люди, вовсе не склонные к мистике, — альпинисты. Может, что-то связано с горами?

Альпинистам уже давно известна опасность, таящаяся в разреженном воздухе. Острые приступы горной болезни случаются уже на высоте 2500 метров (около 8000 футов). Многие из этих эффектов связаны с недостатком кислорода в мозге. Время реакции организма значительно удлиняется уже на 1500-метровой высоте (около 5000 футов). На высоте в две с половиной тысячи метров или выше некоторые альпинисты сообщали об ощущении присутствия рядом кого-то невидимого, о свете, исходящем от самого человека или от окружающих, о том, что они видели свое собственное второе тело, и о внезапных приступах страха.

Недостаток кислорода нарушает активность в нейронных структурах, расположенных в височных и теменных долях, а также в соседних областях мозга. Эти области активны при обработке зрительной информации, распознавании лиц и восприятии эмоционально окрашенных событий. Крайний случай нарушения их функций — эпилептический припадок. Спазмы височных долей часто приводят к невероятному религиозному опыту, в том числе — к ощущениям присутствия бога, пребывания на небесах и восприятия вспышек света.

Спазмы височных долей чаще происходят при подъеме уровня эндорфинов, например в состоянии сильного стресса. Физическая усталость от подъема на гору, несомненно, может стать источником стресса, и религиозные видения часто случаются именно в таких условиях. В целом можно сказать, что видения случались не только в горах, но и в других отдаленных местах в экстремальной среде — например, в пустыне. Полагают, что именно судороги мозга привели к видениям святой Терезы из Авильи и святой Терезы из Лизье. Эти же процессы могут вызвать обращение в веру бывших ранее не религиозными людей. Примеры — апостол Павел на пути в Дамаск и Джозеф Смит, основатель Церкви Иисуса Христа святых последних дней.

Последним элементом в религии является передача знаний и традиций. Для этого необходим язык, позволяющий формировать и передавать доктрину и догмы от поколения поколению. Пока, кажется, только у людей есть все необходимые психические способности — теория разума и язык — для создания организованной религии. Но, вероятно, мы не всегда были единственными обладателями этого дара. Наш вид совершил скачок к религии с ритуальными захоронениями и пещерным искусством около нескольких десятков тысяч лет назад. Однако неандертальцы, другая ветвь рода Homo , возможно, сделали это на 100 тысяч лет раньше.

Владение языком позволяет искать причинно-следственные связи в новом масштабе, в форме рассказа. Человеческие существа любят рассказывать истории и таким образом выработали сложные объяснения самым разным событиям, с которыми они сталкивались в течение дня, а также проблемам существования. В книге «Нравственные, верующие животные» социолог Кристиан Смит рассматривает систему человеческой веры как общий феномен, где все представления покоятся на концептуальном основании — какой-либо истории.

Поиск объяснений в различных контекстах является основным признаком многих систем верований. Примеры объяснительных рассказов включают в себя понимание исторических событий (политология), природных феноменов (естественные науки) и социальной динамики (психология и социология). Таким образом, религия — это пример еще одного повествования, ищущего значение жизни — духовное начало. Хотя все эти формы рассказа основываются на разных правилах и стремятся к очень разным целям, конечное нейрофизиологическое объяснение того, как мы создаем эти рассказы, одинаково.

В религии прижилась идея высшей силы, и на основе этой идеи уже создавались дальнейшие разъяснения и рекомендации. Почему нельзя вредить своим ближним? Куда попала бабушка после смерти? Кто создал мир? Что делать с неверующими — убивать или попытаться переубедить?

Конечно, эти вопросы и ответы не требуют веры в бога. В одном эпизоде мультфильма «Южный парк» Картман попадает в гипотетическое будущее, в котором воюют три группы. У них общий основатель, которому они поклоняются, но небольшие различия в доктринах привели их к борьбе не на жизнь, а на смерть. Их доктрина? Атеизм. Их основатель? Сам Ричард Докинз. С точки зрения нейрофизиологии самое нереалистичное в этом мультике не воюющие атеисты, а то, что одна из групп состоит из… морских выдр. Настоящие выдры вряд ли смогли бы создать догматичную систему веры. В любом случае хочется на это надеяться.

Глава 29 Забываете про дни рождения? Инсульт

Однажды зимним утром 2002 года Сэм позвонил маме в Калифорнию. Это был день рождения его брата Эда, но его рожденные в Китае родители не слишком сентиментально подходили к подобным праздникам. Однако это дало ему повод позвонить маме, которая всегда ворчала, что он звонит слишком редко.

«Сегодня день рождения Эда», — сказал он ей. «О, правда? — ответила мама. — А какое сегодня число?» В мозгу Сэма замигала красная лампочка, мама тоже заволновалась. Она знала, что ей следовало бы помнить день рождения своего сына. Борясь с нарастающей паникой, Сэм начал задавать другие вопросы: «А когда день рождения у меня?» Она не вспомнила. «Мам, а когда твой день рождения?» Она пододвинула листок бумаги. Где та записка, которую она оставила на прошлой неделе о поездке в Европу? Ничего.

К этому времени она тоже поняла, что происходит нечто нехорошее. Она начала писать ответы на все эти вопросы, записывала практически все. Муж вернулся как раз в разгаре этого занятия. Он не знал, как долго она находится в таком состоянии, но он понял, что ей нужно в больницу. В возрасте 66 лет мать Сэма перенесла инсульт.

Инсульт случается из-за нарушения притока крови к мозгу, разрыва сосуда (геморрагический инсульт) или его закупорки (ишемический инсульт). Как правило, инсульт начинается с образования тромба — комочка в кровеносном сосуде, затвердевшем из-за атеросклероза или других заболеваний. Тромб может сформироваться в самом мозге, а может попасть туда из другого места и застрять — это и называется закупоркой сосуда. При любом виде инсульта часть мозга остается без достаточного количества кислорода и глюкозы, переносящей энергию по всему организму, а продукты распада не выводятся. Происходящее напоминает то, что случается при инфаркте, когда останавливается приток крови к сердцу. Поэтому инсульт иногда называют «атакой на мозг» [2] . Инсульт чаще всего приходит к людям пожилого возраста. У американцев в возрасте 55 лет и старше инсульт случается с вероятностью в 20 %. Среди мужчин риск несколько ниже, но все равно остается около одного шанса из шести. В прошлом году в Америке зафиксировано около 700 тысяч инсультов. В наше время живет около 5 миллионов людей, столкнувшихся с этой проблемой.

Ваш мозг потребляет больше энергии, чем любой другой орган тела. Вся эта энергия доставляется в мозг через кровь. Если приток крови почему-либо прекратится, функционирование нейронов почти мгновенно завершится. Разные части вашего мозга выполняют разные задания. Поэтому симптомы инсульта специфичны и зависят от пораженной области мозга.

Чаще всего от инсульта страдают полушария головного мозга, поскольку они занимают около четырех пятых объема мозга. Самым частым симптомом инсульта становится потеря способности двигать конечностью или потеря чувствительности в определенной части тела. Может быть повреждена и кора, необходимая в процессе мышления; тогда у больных проявляется еще один типичный симптом — замешательство, хотя иногда наблюдается и внезапная потеря способности говорить или понимать речь.

Симптомы инсульта могут появляться и в других случаях, известных как преходящее нарушение мозгового кровообращения, однако тогда они проходят в течение нескольких минут. Эти явления не очень изучены, но, вероятно, они вызываются ослаблением потока крови. Может быть, формируется небольшой сгусток, который лишь немного снижает количество поступающей крови, а затем рассасывается.

При инсульте приток крови останавливается дольше, чем на несколько минут, и нейроны начинают гибнуть. В течение нескольких часов — до суток, положение прогрессивно ухудшается. По одной из оценок, каждую минуту оставшийся без притока крови мозг теряет около 1,9 миллиона нейронов, 14 миллиардов синапсов и 12 километров (7,5 мили) миелинизированных аксонов.

Можно ли повернуть вспять результаты, вызванные инсультом? В настоящее время ответ «да», но только в течение первых трех часов. Если жертву инсульта отвезут в реанимацию, быстро поставят правильный диагноз и дадут лекарства, которые приоткроют закупоренные сосуды… А это случается не так часто, как правило, с теми, кого отвезли в реанимацию в крупную городскую больницу.

Спустя четыре дня Сэм с отцом оказывается в кабинете врача. К этому времени непоправимый ущерб был уже нанесен, но Сэм еще об этом не знает. Он слышал о создании новых лекарств от инсульта и надеется, что можно что-то сделать. Его родители приехали в Америку в 1960-х, они относятся к врачам, как многие пожилые иммигранты: они кидаются из крайности в крайность, от панического страха до полной веры каждому слову врача. Сэм решает, что ему лучше приехать туда самому.

Семейный доктор его родителей — приятный пожилой китаец, тоже иммигрант, ровесник родителей Сэма. Тем он им и нравится. Он дружелюбен, но, кажется, уже принял решение по поводу матери Сэма. В коридоре его ждут другие пациенты.

Сэм пытается убедить доктора, что у его матери был инсульт. Доктор возражает: память у нее ухудшается уже давно — это признак болезни Альцгеймера. Однако потеря памяти была резкой и очень значительной. У нее был диабет — фактор риска для микроинсультов и обычных инсультов. Этот диагноз мог бы объяснить как постепенную, так и резкую потерю памяти. Однако врач не согласен.

Вместе они смотрят на результаты магнитно-резонансного исследования. Кажется, все в порядке, однако Сэм замечает: «Ненормально низкий контраст в переднем левом таламусе, 4 миллиметра шириной». Это значит, что на пленке виден небольшой кусочек мертвой ткани — повреждение глубоко в мозге. Вот оно. Таламус поврежден крохотным сгустком крови, застрявшим в кровеносном сосуде.

Доктор: «Это повреждение совсем крохотное, меньше ногтя на мизинце». Он окончил медицинский институт лет сорок назад. Возможно, у них даже не преподавали неврологию — в некоторых институтах это не обязательно. Таламус и сам меньше дюйма в длину. Он передает информацию из одной области мозга в другую, особенно сенсорную информацию — в кору. Но он взаимодействует и с теми областями головного мозга, что участвуют в процессах памяти. Для таламуса четыре миллиметра — это большое поражение. В конце концов доктор согласился направить мать Сэма к неврологу и… занялся следующим пациентом.

После инсульта матери Сэма стало сложно запоминать новые факты и события. Ориентирование в пространстве связано с памятью — именно ею вы пользуетесь для того, чтобы утром добраться до кафе. Необходимые для этого формы памяти контролируют структуры, располагающиеся в боковых областях мозга и в его глубинной части — так называемой системе височных долей (см. главу 23).

Роль таламуса в организации памяти несколько таинственная, частично из-за того, что он состоит из множества групп нейронов — ядер. Некоторые из ядер передают сенсорную и моторную информацию, другие связаны с определенными областями мозга, выполняющими другие функции. Функции многих из ядер пока неизвестны. Единственный способ узнать это — разрушить определенное ядро и посмотреть, что после этого пойдет не так, или записывать электрическую активность. Мы также можем проследить проводящий путь — так же, как нащупываем провода стереоустановки. Намеренно разрушать у людей части лобной доли или отслеживать что-то в их живом мозге неэтично. Однако дать интересную информацию могут жертвы инсульта.

Таламус, небольшая область головного мозга, — менее обычное место для инсульта, чем кора, и проблемы с памятью, возникающие после повреждения таламуса, встречаются редко.

В частности, это происходит из-за того, что таламус является воротами во все области коры, и только некоторые из них напрямую связаны с памятью.

Вместе со специалистами Сэм рассматривает новый снимок: в переднем левом таламусе мозга его матери стали заметны два маленьких пятна, очень близко одно к другому. Будто стрелял снайпер… Доктор считает, что резкость этих пятен свидетельствует о том, что сгусток крови действительно застрял в ее мозге. В результате инсульта другого рода, вызванного кровотечением, поражение было бы более расплывчатым.

У матери Сэма было два больших фактора риска. Во-первых, наследственность: у ее отца был порок сердца, и, возможно, он умер именно из-за инсульта. Во-вторых, у нее был сахарный диабет — состояние, когда в крови наблюдается повышенный уровень сахара, который она не лечила должным образом. По неясным до конца причинам диабет и повышенный уровень сахара в крови увеличивают риск инсульта. Одна из возможных причин в том, что у диабетиков ухудшается кровоток, а это может повысить риск возникновения сгустков крови.

Специалист провел с матерью несколько основных неврологических тестов. Один из них — это тест с тремя объектами. Врач говорит три слова — голубой, Париж, яблоко, — а затем меняет тему разговора. Через пять минут он просит ее повторить эти слова. Увы… Однако она может посчитать назад, отнимая каждый раз по семь: сто, девяносто три, восемьдесят шесть… Она может дотронуться до носа с закрытыми глазами. Многие функции сохранились превосходно, но не память. Она забыла и о некоторых событиях, случившихся перед инсультом. Она не могла вспомнить атаку террористов 11 сентября 2001 года, случившуюся менее пяти месяцев назад. Разве такое можно забыть? Это называется потерей памяти.

Практический совет. Предупреждающие признаки инсульта и ваши дальнейшие действия Обнаружение . Как узнать, не случился ли у вас инсульт? Внезапная потеря чувствительности или способности двигать определенной частью тела может оказаться результатом инсульта. Вы можете неожиданно потерять способность говорить или понимать речь. Если произошло что-то из вышеперечисленного, то срочно отправляйтесь в больницу.

Лечение . Лечение, проведенное в течение трех часов после инсульта, может уменьшить вред. Только в крупных больницах имеется возможность диагностировать и лечить инсульты, поэтому лучше всего найти такую больницу загодя. Тип лечения зависит от того, был ли это часто встречающийся инсульт, вызванный блокадой кровеносного сосуда (ишемический) или более редкий — вызванный кровоизлиянием (геморрагический). В первом случае используются препараты, разрушающие тромбы, например альтеплаза (тканевый активатор плазминогена). Во втором случае этот препарат только ухудшит ситуацию. При геморрагических инсультах лекарственное лечение не столь эффективно, но оно тоже может проводиться.

Предупреждение . Изменение стиля жизни может привести к предупреждению инсульта. Основные факторы риска — курение и увлечение алкоголем, продукты питания с большим количеством сахара или насыщенных жиров: мясо, яйца и т. п. Чтобы снизить риск этого заболевания, переходите на зеленые овощи, рыбу вроде лосося, макрели или тунца, а также рапсовое, подсолнечное или оливковое масло. И, конечно, не забывайте о регулярной физической нагрузке!

Основные факторы риска у людей старше 55 лет — избыточный вес, высокое кровяное давление и запущенный диабет. Все это можно выявить, пройдя обычный осмотр. Уже случавшийся у человека инсульт или ишемическая болезнь сердца также повышают вероятность повторения этого события.

Можно дополнительно предупредить появление ишемического инсульта, самой распространенной формы инсульта, принимая антитромбоцитарные лекарства. Так, аспирин в малых дозах уменьшает риск заболевания инсультом и инфарктом. Есть и другие антитромбоцитарные препараты, которые более активно воздействуют на образовавшиеся тромбы. Однако у этих лекарств имеются противопоказания. Для более полной информации об инсультах зайдите на сайт http://www.strokecenter.org.

Доктор думает, что ее память будет улучшаться в течение нескольких ближайших лет по мере того, как мозг сам научится справляться с этим поражением. Однако полное восстановление маловероятно. В то же время существует несколько новых препаратов, оказывающих помощь при потере памяти, вызванной как болезнью Альцгеймера, так и инсультом. Эти препараты воздействуют на медиаторы ацетилхолин и глютамат. Врач выписывает одно лекарство. Через несколько лет работа мозга матери Сэма улучшилась. Она научилась проходить тест из трех объектов, и игра в то, чтобы научить ее запоминать три вещи, перестала увлекать семью. Она помнила вещи в течение многих дней, скажем, о том, когда Сэм должен приехать в следующий раз или что рассказывали в новостях на прошлой неделе. И все же память ее, когда-то просто изумительная (занимаясь продажей недвижимости, она помнила массу фактов), непоправимо повреждена, и возвратиться к работе после инсульта ей уже не дано.

Глава 30 Длительное и странное путешествие: наркотики и алкоголь

Уильям С. Берроуз был увлечен измененными состояниями сознания. Употребляя на протяжении всей жизни наркотики, Берроуз описывал свои реакции на героин, метадон, алкоголь, кокаин, бесчисленное количество галлюциногенов и другие наркотики в своих книгах «Джанки», «Голый завтрак» и «Письма яхе».

Но даже Берроуз попробовал всего лишь малую часть из сотен существующих в мире веществ, изменяющих сознание. Большинство из наркотиков воздействует с помощью взаимодействия с медиаторами: одни копируют действие естественных медиаторов, другие — усиливают или блокируют их действие. Как вы помните, некоторые рецепторы отвечают на нейромедиаторы, генерируя электрические сигналы, которые влияют на вероятность того, что нейрон выработает спайк (см. главу 3). Другой тип рецепторов — метаботропические рецепторы — вырабатывает химические сигналы, воздействующие на внутреннюю деятельность клеток. Метаботропические рецепторы часто становятся целью изменяющих состояние сознания наркотиков. Они корректируют деятельность нейронов или целых сетей, часто — едва заметным способом, контролируя настроение и личностные особенности.

Звезды этого мира — моноаминовые медиаторы — регулируют настроение, внимание, сон и движения. В число моноаминовых медиаторов входят дофамин, серотонин, адреналин и норадреналин. Эти важные молекулы отвечают за возникновение заболеваний Паркинсона и Хантингтона, депрессии, биполярного аффективного расстройства, шизофрении, болей в голове и нарушений сна.

Многие наркотики взаимодействуют с серотонином, контролирующим сон и настроение. Серотонин взаимодействует более чем с дюжиной рецепторов, каждый из которых располагается в разных группах клеток. Выделение серотонина способно в одном месте ускорить импульс нейрона, а в другом — повысить его чувствительность. Поскольку рецепторов серотонина очень много, с ними можно взаимодействовать очень интересными и различными способами.

Знаете ли вы? Экстази и прозак

У экстази и прозака разные назначения. Первый — клубный наркотик, тогда как второй применяется для лечения депрессии. Удивительно то, что оба этих вещества одинаково воздействуют на одни и те же молекулы. Выделившийся серотонин прикрепляется к определенным белкам — переносчикам, находящимся в соседних нейронах. Как экстази, так и прозак блокируют действие этих белков.

МДМА (метилендиоксиамфетамин), более известный как экстази, был синтезирован в 1912 году. В 1960-е годы МДМА стали использовать в психотерапии, поскольку он создавал ощущение хорошего самочувствия, дружелюбия и любви к другим людям. А спустя несколько десятилетий он приобрел популярность в ночных клубах.

МДМА подавляет деятельность нервных окончаний, вырабатывающих серотонин, на период до нескольких месяцев, хотя и не убивает при этом нейроны. Существует некоторый риск возникновения привыкания из-за его напоминающей амфетамин структуры, хотя потенциальный вред при неправильном использовании смягчается благодаря уменьшению эмоционального эффекта при периодическом употреблении. (Вопреки распространенному заблуждению экстази не истощает спинномозговой жидкости. Истоки этого мифа — в исследованиях, проводившихся в 1980-х. В ходе этих исследований люди, употреблявшие экстази, добровольно сдавали спинномозговую жидкость для проведения анализов, и слухи исказили этот факт до неузнаваемости.) Эффект после принятия экстази начинается очень скоро и длится в течение многих часов.

Что касается прозака, то требуется длительное использование этого препарата для появления эффекта. Подобно золофту и паксилу прозак является специфическим ингибитором обратного захвата серотонина, одним из самых часто выписываемых типов лекарственных препаратов. Мы понимаем воздействие этих лекарств на молекулярном уровне, но как именно они влияют на настроение, непонятно. Возможно, биохимия нервной системы может приспосабливаться к периодическому приему этих препаратов, например, вырабатывая меньшее количество серотонина для компенсации избытка серотонина, находящегося в синапсах.

Остается нерешаемый вопрос — почему единичная доза прозака не ведет к такому же эффекту, как экстази. Возможно, эти вещества проникают в мозг на различной скорости.

Если прозак попадает в мозг медленнее, чем экстази, то он может сразу не вызывать такого же результата. Возможно, экстази, чья структура напоминает амфетамин, может блокировать восприятие дофамина, что приводит к эффектам, сходным с эффектами кокаина или амфетамина.

Многие галлюциногенные наркотики — это химические соединения, которые встречаются в естественном виде, например, в определенных грибах и мескале [3] . Однако наиболее точно действующим галлюциногеном является синтезированная лизергиновая кислота (ЛСД). ЛСД, или кислота, не вызывает привыкания и не причиняет никакого длительного вреда мозгу. Она тесно связана с конкретными рецепторами серотонина, поэтому дозы ЛСД невероятно малы, обычно — между 25 и 50 микрограммами — одна десятитысячная веса таблетки аспирина.

Знаете ли вы? Приводит ли употребление марихуаны к раку легких? Все знают, что употребление табака приводит к раку. При курении — это рак легких, при жевании — рак губ, языка, щеки и даже пищевода. Можно предположить, что марихуана столь же опасна, поскольку и в ней, и в дыме табака содержится деготь. Поэтому косяк марихуаны может воздействовать так же, как сигарета без фильтра. При проведении большинства исследований по этой теме ученым не удалось исключить курильщиков табака из контрольной группы и узнать точно, чем именно — употреблением табака или марихуаны — был вызван рак. Другой неточностью во время проведения исследований стала невозможность разделить типы употребления марихуаны (курение трубки или косяка, поедание специальных печений или использование кальяна). Итак, как любят говорить ученые, эту тему еще следует изучить. Есть желающие?

Особенности взаимодействия ЛСД важны для физического здоровья потребляющих его людей. Обычно не бывает передозировки ЛСД, поскольку ее воздействие сугубо специфично. Побочные эффекты происходят из-за того, что большинство наркотиков связано не только с теми рецепторами, на которые они рассчитаны, но также и с другими, хотя обычно с меньшей силой. (Представьте себе, что ваш ключ от входной двери иногда открывал бы дверь соседнего дома.) Естественные же галлюциногены, например грибы, содержат много химических соединений, активизирующих разнообразные рецепторы. Однако даже без физических побочных эффектов некоторые кислотные путешествия могут сопровождаться продолжительными психологическими эффектами. Очень редко ЛСД вызывает психозы, и чаще всего у тех, у кого уже имелась соответствующая предрасположенность.

Галлюциногены часто вызывают мощные эффекты, затрагивающие сознание человека. ЛСД пробуждает живейшее воображение и позволяет ощутить мысли и восприятия, которые в других случаях остаются недостижимыми. Поэтесса Энн Уолдман однажды описала свой «приход»: стоя перед зеркалом в полный рост, она наблюдала за собственным постепенным старением — от маленькой девочки до пожилой женщины. Она видела себя на каждой стадии развития — отдельно и вместе одновременно.

Другим психоактивным веществом, действующим через метаботропические пути, является дельта-9-тетрагидроканнабинол (ТГК), активный ингредиент марихуаны. ТГК активизирует рецепторы мозга, которые обычно реагируют на каннабиноидные нейромедиаторы, возникающие естественным путем в мозге. ТГК снижает вероятность выделения активными нейронами медиаторов глютамата и гамма-аминомасляной кислоты, самого распространенного медиатора мозга, отвечающего за возбуждение или подавление других нейронов. В нормальном состоянии выпуск этих подавляющих медиаторов активизируется определенными постсинаптическими нейронами, которые выделяют каннабиноиды, которые, в свою очередь, впитываются пресинаптическими нейронами. Однако будучи принят в качестве наркотика, ТГК неизбирательно понижает взаимодействие между многими нейронами.

Кофеин, обладая противоположным эффектом, стимулирует деятельность многочисленных вырабатывающих глютамат и гамма-аминомасляную кислоту синапсов путем повышения вероятности выделения медиаторов. Кофеин блокирует другой метаботропический рецептор, обычно связанный с медиатором аденозином. Таким образом, кофе — антипод наркотиков, поскольку оказывает противоположное влияние на функционирование мозга. Кофеин — это мягкий стимулятор и усилитесь познавательных процессов.

Если бы я так не любил кофе, у меня бы вообще не было никаких выдающихся черт личности. Дэвид Леттерман

Когнитивным усилителем является и никотин — наркотик, вызывающий очень сильное привыкание у восприимчивых людей и воздействующий на рецепторы ацетилхолина. Привыкание к никотину принимает форму очень сильного стремления и ведет к постоянному употреблению даже перед лицом опасности заболевания раком легких. Курение женщин во время беременности приводит к снижению веса новорожденного и повреждениям мозга формирующегося плода.

Основным классом рекреационных наркотиков являются опиаты, в которые входят героин, морфин и многие обезболивающие, продающиеся по рецепту (типа оксиконтина или перкоцета). Они воздействуют на систему обезболивания организма через опиоидные рецепторы, которые активизируются специальными медиаторами — эндорфинами. Самой большой опасностью при употреблении опиатов является передозировка, способная привести к затруднению дыхания и летальному исходу.

В результате неправильного употребления болеутоляющих на основе опиатов часто заметно ухудшается слух. В 2001 году известный радиоведущий Раш Лимбо сообщил о сильном ухудшении слуха. Позднее он вставил в череп специальный прибор для восстановления этой функции (см. главу 7). Он утверждал, что потеря слуха вызвана редким аутоиммунным заболеванием, но позднее выяснилось, что он употреблял оксиконтин. Это гораздо более правдоподобное объяснение, поскольку те, кто употребляет опиаты, часто теряют волосовидные клетки в улитке уха по неясным пока причинам, хотя именно эти клетки создают опиоидные рецепторы.

Несмотря на пристрастие к опиатам, Берроуз дожил до восьмидесяти трех лет. В некотором смысле продолжительность его жизни неудивительна. Привычка к опиатам сама по себе не угрожает жизни, хотя симптомы ломки весьма неприятны. В пожилом возрасте Берроуз поддерживал постоянный уровень метадона — опиата, предотвращающего появление симптомов ломки, действующего слабо и не дающего временного взлета с последующим притуплением чувствительности, которое ведет к потреблению более крупных доз. Опытный и ловкий любитель наркотиков, Берроуз смог прожить долгую жизнь.

А вот его сын, Уильям-младший, который также экспериментировал с наркотиками, умер от вызванного ими заболевания печени, дожив лишь до тридцати трех лет. Какой наркотик его убил? Амфетамин. Кокаин, амфетамин и метамфетамин блокируют транспортировку дофамина. Они вызывают сильную зависимость и могут привести к обширным повреждениям мозга, особенно при развитии плода (который поражается при условии, что беременная женщина принимает наркотики).

Знаете ли вы? Ударь меня снова: зависимость и мозг

Кажется, что некоторые люди просто не могут остановиться. Принятие наркотиков вызывает невероятно тяжелые последствия в их жизни, но они все равно продолжают это делать. Если вы когда-нибудь интересовались: «Что не так с мозгом этого человека?», то вы вовсе не одиноки. Нейробиологи проводят тысячи часов, изучая то, как наркотики и привыкание к ним влияют на мозг.

Хроническое употребление наркотиков приводит к значительным изменениям во многих областях мозга. Среди них и система памяти человека. Вероятно, сильные эмоциональные воспоминания и принятие наркотиков участвуют в возникновении пристрастия, поскольку прошедшие лечение наркоманы и алкоголики имеют тенденцию возвращаться к старой привычке, столкнувшись с представившейся возможностью.

Как мы объяснили в этой главе, рекреационные наркотики воздействуют на различные нейромедиаторы, но они собираются в двух областях, являющихся частью системы вознаграждения мозга (см. главу 18). Все вызывающие привыкание наркотики ведут к выделению дофамина в прилежащем ядре. Многие также становятся причиной выделения эндорфинов и эндоканнабиноидов как в прилежащем ядре, так и в вентральной области покрышки.

Хроническое употребление наркотиков приводит к уменьшению выделения дофамина. Это изменение вызывает снижение реакций на естественные вознаграждения — еду, секс и социальные взаимоотношения, в которые включены определенные области мозга. У животных периодическое употребление наркотических веществ понижает функционирование нейронов префронтальной коры, передающих сигналы в прилежащее ядро, в норме контролирующее подавление реакций и планирование. Сканирование мозга наркоманов также выявило пониженную активность префронтальной коры.

Основная проблема при лечении наркозависимости в том, что реакции на наркотики и естественные вознаграждения заходят одно на другое, поэтому очень сложно, например, подавить стремление к героину, не нарушив при этом желания есть. Некоторые лекарственные препараты, применяемые для лечения, в данный момент изучаются на предмет возможности их использования при переедании — например, римонабант, блокирующий рецепторы каннабиноидов (см. главу 5). Может быть, станет возможным делать прививки против определенных наркотиков, чтобы у людей появлялись антитела, не допускающие эти вещества в мозг. Вакцина против кокаина в настоящее время проходит клинические испытания.

Все эти вещества воздействуют известными способами, хотя то, как они влияют на наше поведение, понятно еще не до конца. Но есть еще один известный наркотик, окутанный тайной. Он отравляет нас, а мы до сих пор не знаем точно, как именно. В тяжелых случаях он вызывает привыкание, а при продолжительных сроках — повреждение мозга. Побочные эффекты от внезапного абстинентного синдрома могут стать фатальными. В большинстве случаев этот наркотик абсолютно легален. Это алкоголь.

Еще несколько лет назад многие ученые полагали, что алкоголь опьяняет нас, воздействуя на мембраны, формирующие границы между клетками, созданными в основном из жиров. Идея заключалась в том, что если достаточное количество алкоголя проникнет в мембрану, то жиры будут перемещаться легче, препятствуя операциям рецепторов и ионным каналам.

Сейчас исследователи полагают, что алкоголь специфически воздействует на рецепторы медиаторов, находящиеся в мембране. Основной целью гамма-аминомасляной кислоты является рецептор, генерирующий электрические сигналы и пропускающий в клетку отрицательно заряженные ионы, уменьшая тем самым вероятность того, что нейроны начнут вырабатывать потенциал действия. Этанол оставляет этот канал открытым дольше, чем это происходит в нормальном состоянии, увеличивая силу подавляющего сигнала. (Алкоголь воздействует и на другие ионные каналы, так что в состояние опьянения могут входить и другие компоненты.)

«Когда вы пьете, вы убиваете клетки головного мозга». Сколько раз эти слова были произнесены в барах по всему миру? Эта идея, крепко засевшая в культуре и юморе, связанном с выпивкой, основывается на ошибочном предположении, что если большое количество алкоголя причиняет большой вред (а так и есть), то тогда небольшое его количество должно причинять скромный вред (это не так).

По сравнению с трезвенниками, у заядлых алкоголиков больше шансов столкнуться со сжатием мозга, особенно фронтальных долей его коры, которые контролируют функции организации. С целью изучения жидкости, являющейся амортизатором между лобовой частью мозга и черепом, было проведено магнитно-резонансное обследование более 1400 японцев — от абсолютных трезвенников до тяжелых алкоголиков. Череп не меняет свою форму во взрослом возрасте, поэтому расширение этого пространства указывает на сморщивание мозга. В среднем у любителей спиртного сжатие мозга, превосходящее ожидаемое для их возраста, встречалось чаще, чем у трезвенников. Например, только около 30 % трезвенников старше 50 лет имели мозг, затронутый сжатием, тогда как та же проблема возникала более чем у 50 % тяжелых алкоголиков. Были обнаружены изменения и в белом веществе мозга — аксонах, протянувшихся из нейронов в другие части мозга. Были отмечены изменения и в сером веществе, которое содержит тела нейронных клеток, дендриты, а также места выхода и входа аксонов.

Практический совет. Алкоголь и беременность

В умеренных дозах алкоголь не убивает взрослые нейроны, но он может оказывать сильное воздействие на развивающиеся нервные клетки. Поскольку почти все нейроны формируются и перемещаются на свои места еще до рождения, мозг плода очень восприимчив к алкоголю.

Алкоголь может убить недавно появившиеся на свет нейроны, воспрепятствовать их рождению и помешать их перемещению от места рождения на место конечного пребывания. Даже кратковременного увеличения уровня алкоголя в крови бывает достаточно, чтобы некоторые нервные клетки плода погибли. Два основных последствия фетального алкогольного синдрома — сморщенный мозг и уменьшение количества нейронов. Кроме того, на перемещение и выживание нейронов негативно влияют кокаин и радиация.

По-видимому, именно сжатие серого вещества и привело к появлению идеи о том, что алкоголь убивает нейроны, поскольку логичным объяснением сморщивания мозга стала бы потеря нейронов. Однако это не так. Клеточные тела нейронов составляют всего лишь около одной шестой общего объема мозга, тогда как основное пространство в сером веществе занимают ветви дендритов и аксонов. При тщательном подсчете нейронов не было обнаружено никаких отличий между алкоголиками и трезвенниками. (Конечно, исследователи не подсчитывали все 50 миллиардов нейронов — они просто делили кору на несколько частей, а затем делали вывод об общем количестве.) Так что же может привести к уменьшению объема мозга? У лабораторных животных хроническое потребление алкоголя приводило к уменьшению размера дендритов, что в результате могло повлиять на снижение объема без сокращения количества нейронов.

Различие между потерей нейронов и потерей аксонов или дендритов большое. Восстановить потерянные нейроны было бы сложно, поскольку в коре взрослого мозга новые нейроны рождаются невероятно медленно — настолько медленно, что некоторые лаборатории вообще не могут уловить этот процесс. Однако сжатые клетки, дендриты и аксоны, способны расти.

Восстанавливается ли мозг, когда человек или животное перестает употреблять алкоголь? Через несколько недель как объем мозга, так и его функционирование начинают восстанавливаться. У животных удаление источника алкоголя приводило к восстановлению сложности строения дендритов. У людей, которые смогли бросить пить и не срывались заново, улучшалась познавательная деятельность и другие способности, в том числе и координация движений. Мозг человека даже начинал увеличиваться в объеме, а это дает основания предполагать, что мозговые клетки восстанавливались, как это происходило у лабораторных животных.

Алкоголизм влечет многие заболевания, в том числе повышенное кровяное давление и деменцию. Хотя мозг практически каждого человека с возрастом сжимается, у тяжелых алкоголиков сжатие мозга связано со значительными когнитивными и неврологическими проблемами.

Более того, как мы уже говорили, годы тяжелого алкоголизма способны привести к формированию тяжелой формы деменции — синдрому Корсакова, при котором теряются старые воспоминания, а новые не могут формироваться (см. главу 1). У алкоголика возникает дефицит витамина В1, в результате чего погибают нейроны в определенных частях мозга, в том числе — в переднем таламусе и в маммилярных телах, соединенных с гиппокампом. Эти области являются частью системы мозга, в которой хранятся новые воспоминания и откуда они затем перемещаются в долговременную память. При синдроме Корсакова потеря нейронов (и их функций) невосстановима.

Более актуальным для большинства из нас является вопрос о том, приводит ли к повреждению мозга умеренное потребление алкоголя. Ответ отрицательный. Многие люди полагают, что умеренное потребление алкоголя приводит к тем же последствиям, что и тяжелый алкоголизм, только в более легкой стадии. Но вовсе не всегда бывает так. Многие процессы, противодействующие повреждению, работают гораздо эффективнее при небольшой проблеме, чем при тяжелой травме. Например, кровотечение из небольшой царапины проходит легко, а кровопотеря из-за сильного ранения может стать фатальной.

Японское исследование, о котором мы уже упоминали ранее, показало, что принятие внутрь до пятидесяти граммов этанола в день (три-четыре стандартные порции вина, пива или ликера) не оказывает никакого измеряемого эффекта на мозговую структуру. В результате многочисленных научных опытов был сделан вывод, что мужчины могут выпивать до трех порций в день, а женщины — до двух без какого-либо неблагоприятного влияния на мозг или на когнитивные способности (конечно, если не считать того периода, когда вы пьяны). Эти данные удобны в применении, поскольку они означают, что мужчина и женщина вместе спокойно могут выпить пять бокалов алкогольного напитка, что и составляет объем одной бутылки вина. Бутылка Pinot Noir каждый день на двоих — нам нравится, как это звучит.

Употребление красного вина может приносить и свои плюсы. Выпивая до трех-четырех бокалов вина в день, вы вдвое понижаете риск возникновения деменции. Даже всего один бокал красного вина три-четыре раза в неделю может принести пользу, поэтому количество выпитого может сильно варьироваться. В отличие от крепкого ликера или пива красное вино уменьшает риск инсульта, как показывают несколько исследований, особенно — вино из Бордо. Во Франции знают толк в виноделии.

Деменция может стать результатом кумулятивного эффекта множества мелких инсультов, поэтому путем уменьшения риска возникновения инсульта потребление красного вина может сохранить психические способности человека. Чего мы не знаем, так это что такого особенного в красном вине и оказывает ли такой благоприятный эффект алкогольный компонент, содержащийся в нем. Если ингредиенты красного вина, отвечающие за эту пользу, когда-либо будут найдены, то их можно будет получать без необходимости пить вино. Полезно, хоть и пресно.

Глава 31 Насколько глубок ваш мозг? Виды глубинной терапии мозга

Итальянский анатом XVIII века Луиджи Гальвани открыл, что нервная система использует электричество для передачи сигналов. Его помощник заметил, что ноги лягушки начинают дергаться, когда до нерва дотрагивались металлическим скальпелем. Затем они обнаружили, что небольших электрических импульсов было достаточно для того, чтобы стимулировать сокращения, — открытие, которое привело к современному пониманию механизмов работы нервов, основывающихся на генерировании электрических импульсов. Благодаря этому открытию имя 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 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 на движения, в результате чего руки и ноги могут неожиданно отказывать самым непредсказуемым образом.

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 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 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 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 в 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 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 Медицинском центре Университета Дюка и в корпорации «Белл Лабс», 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.

Сноски

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.)

2

Heart attack ( англ .) — инфаркт, дословно — «атака на сердце». (Прим. перев.)

3

Мескаль  — вид кактуса, из которого производят наркотическое вещество мескалин. (Прим. ред.)