Мозг, исцеляющий себя. Реальные истории людей, которые победили болезни, преобразили свой мозг и обнаружили способности, о которых не подозревали

Таким образом, целенаправленное воздействие на ствол мозга и его промежуточные нейроны является способом гомеостатической регулировки организма, включающим механизмы регуляции сигналов от черепно-мозговых нервов (таких, как чувство равновесия и некоторые аспекты зрения), которые были нарушены у Черил. В стволе мозга находятся контрольные механизмы вегетативной нервной системы (симпатическая система с реакцией «борись или беги» и успокаивающая парасимпатическая система). Здесь расположены нейронные субстраты саморегуляции таких функций, как частота сердцебиения, дыхание и кровяное давление. Блуждающий нерв, который поддерживает и регулирует желудочно-кишечный тракт и пищеварение, начинается в стволе мозга; его стимуляция активирует парасимпатическую систему и успокаивает человека. Также в стволе мозга находится ретикулярная активирующая система (RAS), которая регулирует уровень возбуждения, влияет на циклы сна и бодрствования и может поддерживать активность остальных областей мозга (подробности см. в главе 3). По мнению Юрия, стимуляция блуждающего нерва и RAS является причиной, благодаря которой пациенты с устройством PoNS могут лучше спать по ночам и чувствовать себя бодрее после пробуждения[266].

Центры контроля голоса и глотания находятся в нижней части ствола мозга, которая называется продолговатым мозгом. Таким образом, воздействие на ствол мозга равнозначно воздействию на основной узел саморегулировки организма.

Ствол мозга и близлежащий мозжечок связаны с другими важными областями, которые управляют движением (поэтому устройство помогает пациентам с болезнью Паркинсона, травмами мозга и перенесшим инсульт), с областями, отвечающими за высшие когнитивные функции (поэтому у пациентов улучшаются сосредоточенность, направленное внимание и способность выполнять несколько задач одновременно), а также с центрами регулировки настроения.

По мнению Юрия, у пациента с повреждением моторной коры в некоторых местах резко снижается активность моторных нейронов. Для того чтобы человек правильно двигался, мозг нуждается в постоянной обратной связи от мышц и конечностей, так он узнает об их положении в пространстве и при необходимости регулирует движения. Эти «моторно-сенсорные петли» образуют целостные контуры. Юрий считает, что в поврежденном мозге сигналы, проходящие по моторно-сенсорным петлям от тела к мозгу и обратно, являются несбалансированными, рассинхронизированными или слишком слабыми. К примеру, если в нормальном состоянии мышца получала сотню импульсов, несущих информацию о предстоящем движении, за сто миллисекунд, то от травмированного мозга она за такое же время получает только десять импульсов, поэтому мышца не сокращается надлежащим образом. Перед тем как приступить к лечению Джери, ученые определили количество импульсов, поступающих от мышц в ее мозг; они обнаружили, что сигналы, которые должны быть короткими и быстрыми, теперь передавались в мозг намного медленнее. По мнению Юрия, из-за малого количества импульсов сенсорная информация поступала в мозг в недостаточном объеме и слишком медленно, так что моторные и сенсорные нейроны «простаивали» большую часть времени. В такой ситуации пациенту было трудно получить какую-то пользу от физиотерапии.

Но если во время физиотерапии устройство направляло дополнительную сотню импульсов в сенсорную и моторную кору, это могло инициировать контролируемое движение. Тестирование мышц Джери после использования устройства показало, что ее мозг получал нормальное количество импульсов в единицу времени.

По мере того как импульсы проходят по нейронным сетям моторной коры, конечность начинает лучше двигаться, а это, в свою очередь, активирует сенсорную часть системы, которая более четко регистрирует движение конечности и посылает больше импульсов в моторную кору в процессе обратной связи. Так возникает цикл исцеления.

Устройство может улучшать много разных функций и по другой причине, которая покажется удивительной клиницистам, привыкшим думать о мозге в терминах жесткой локализации; тем, кто считает, что психические функции осуществляются строго определенными нейронными структурами, расположенными в конктретных областях мозга. Согласно этой модели, при повреждении нескольких психических функций необходимо направленное воздействие на клеточный субстрат каждой из них в отдельности.

Однако большая часть психических функций осуществляется не в изолированных зонах, а в распределенных сетях. Даже простая функция, такая как сгибание пальца с целью нажать компьютерную клавишу, активирует участки фронтальных долей (участвующие в осмысленном планировании движения), участки моторной коры (участвующие в автоматическом сочетании движений, поскольку печатающий палец сначала движется вперед, потом опускается на клавишу и поднимается вверх) и периферийные нервы, – и это лишь для одного простого движения. Такие распределенные сети называются функциональными системами. Даже простой жест требует включения огромной функциональной системы.