Нейрофитнес. Рекомендации нейрохирурга для улучшения работы мозга

Способность мозга перераспределять между отделами функции и переделываться при утрате какой-либо из структур в нейробиологии называют «пластичностью». На протяжении 1980-х годов ученые полагали, что за большинством участков мозга жестко закреплены конкретные наборы задач. Помните составленную Пенфилдом соматосенсорную карту мозга из главы 1, где изображается, из какого участка исходит осязательная реакция на прикосновение к тому или иному месту, например к щеке, языку, пальцам? С появлением этой карты и ученое сообщество, и публика уверились, что эта география так же незыблема, как карта Северной Америки.

Затем пришла плеяда блестящих новаторов, как, например, невролог Брэдли Шлэггер, молодой исследователь из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Он экспериментировал на эмбрионах и новорожденных особях крыс, для чего вырезал кусочек зрительной коры головного мозга и пересаживал в соматосенсорную кору – как раз в то место, которое отвечало за чувствительность усиков-вибрисс. В этой усико-чувствительной зоне нейроны разделяются на более темные скопления в форме миниатюрных цилиндров и окружающую их более светлую нейронную ткань. Каждый цилиндрик отвечает за свою вибриссу. Так оно и есть, это усиковые цилиндры.

Считалось, что такая структура предопределена генетикой, пока журнал Science[126], да еще прямо на обложке, не поместил результаты экспериментов Шлэггера. И знаете, что он обнаружил, пересадив нейроны зрительной коры в осязательную кору? Через считаные недели они, назначенные отвечать за зрение, перестроились в такие же, как и окружавшие их, цилиндры и «переквалифицировались» отвечать за чувствительность усиков-вибрисс.

Примерно тогда же в Калифорнийском университете в Сан-Франциско ставил свои эксперименты Майкл Мерзенич: он повреждал один-два пальца у лабораторных животных и, выждав какое-то время, изучал, как на это отреагирует мозг. И вот что выяснил. Через несколько месяцев оставшиеся здоровые пальцы «расхватали» и «поделили» между собой «бесхозный» участок мозга, прежде отвечавший за чувствительность покалеченного пальца. Расширив себе «жилплощадь» в коре мозга, оставшиеся пальцы намного прибавили в чувствительности и все лучше и лучше ощущали стимуляцию в виде булавочных уколов.

Сегодня мы знаем, что нейропластичность – привычный мозгу способ адаптироваться, причем не только в ответ на живодерские опыты одержимых экспериментаторов. Но и нейропластичность не беспредельна, во всяком случае, мы пока не научились раздвигать ее границы. И еще: это обоюдоострое оружие для тех, кто страдает посттравматическими депрессиями; так, после травматического события их могут годами неотступно преследовать страхи, стресс и болезненно яркие воспоминания, лишающие возможности нормально жить и работать.

После гемисферэктомии некоторые маленькие пациенты уже никогда не смогут полностью владеть противоположной половиной тела. Особенное беспокойство сопряжено с гемисферэктомией левого полушария, поскольку именно там локализуются зоны Брока и Вернике, по обе стороны боковой, или сильвиевой, борозды, которая отделяет височную долю от теменной и лобной. Центр Брока отвечает за моторную организацию речи и позволяет нам разумно и связно говорить, а область Вернике – за понимание речи. Если их утратит взрослый человек, это будет для него трагедией. У детей очень раннего возраста оставшееся правое полушарие мозга обычно умудряется выработать способность говорить и понимать речь, но редко так же хорошо, как с неповрежденным левым полушарием.

Но Дженнифер повезло – если вообще можно говорить о везении ребенка, которому показана гемисферэктомия. Ее левое полушарие было в полном порядке. Это в правом у нее бесновались электрические сигналы, и именно его следовало удалить, чтобы дать здоровому левому полушарию шанс беспрепятственно работать, а самой девочке – возможность вырасти и жить нормальной жизнью.

Ампутация мозга

Сквозь мягкие волосы прощупывался череп. Несколько длинных проходов широким двойным ножом машинки для стрижки волос – и локоны Дженнифер соскользнули на пол. На выбритую черепную коробку я нанес разметку йодом. На шее и лице девочки образовались ржаво-рыжие потеки. Под ярким светом налобной лампы частички копоти и костная пыль от работающей дрели разлетались, как искры от костра. И запах, незабываемый запах, как от древесной стружки, дыма и чего-то еще. Обычно в черепе проделывают достаточно мелкие отверстия, но на сей раз пришлось вырезать огромный участок черепной кости – как будто я вырезал из земного шара целый континент.