Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Для начала давайте разберемся, какие вообще бывают неврологические нарушения, связанные с сознанием или с коммуникацией с внешним миром (см. рис. 29)⁵. Начать можно со всем известного понятия «кома» (от др. гр.

, «глубокий сон»), поскольку именно с комы все нередко и начинается. Как правило, кома наступает в период от нескольких минут до нескольких часов после повреждения мозга. Причин комы может быть множество, в том числе травма головы (нередко в результате автомобильной аварии), инсульт (разрыв или закупорка артерии в мозгу), кислородное голодание (прекращение снабжения мозга кислородом, часто вследствие остановки сердца, отравления угарным газом или утопления) или отравление (иногда — чрезмерное потребление алкоголя). С медицинской точки зрения кома — это длительная утрата способности к пробуждению. Пациент остается в положении лежа, глаза закрыты, на раздражители не реагирует. Разбудить его невозможно, он не подает признаков того, что сознает себя или окружающую его действительность. Говоря о коме, медики подчеркивают, что это состояние должно длиться от часа и дольше (не путать с обмороком, контузией или ступором).

Рисунок 29.

Травма мозга может стать причиной разнообразных нарушений сознания и способности к коммуникации. На рисунке отображены наиболее типичные категории пациентов, причем расположение этих категорий примерно соответствует степени наличия сознания и его стабильности в течение дня (слева — минимум, справа — максимум). Стрелки указывают на возможное изменение состояния пациента с течением времени. Пациенты в вегетативном состоянии, не демонстрирующие клинических признаков наличия сознания, очень мало отличаются от пациентов в минимальном сознании, которые могут сохранять способность к произвольным действиям

При этом мозг коматозного пациента жив. Смерть мозга — это вполне определенное состояние, при котором полностью отсутствуют стволовые рефлексы, электроэнцефалограмма не имеет пиков, дыхание отсутствует и не может быть восстановлено. Обследование пациентов в состоянии мозговой смерти с помощью позитронноэмиссионной томографии (ПЭТ) и других методов, например ультрасонографического исследования по Допплеру, показывает, что в коре головного мозга полностью прекращаются метаболические процессы и останавливается кровообращение. Для установления факта смерти мозга требуется от шести часов до суток при условии отсутствия гипотермии, а также воздействия на мозг фармацевтических средств или токсичных веществ. Нейроны коры и зрительного бугра быстро дегенерируют и распадаются, навеки стирая все воспоминания, делающие человека тем, кто он есть. Таким образом, смерть мозга необратима: нет такой технологии, чтобы восстановить на молекулярном уровне утраченную информацию. В большинстве стран, в том числе в Ватикане⁶

, смерть мозга считается смертью человека, и точка.

В чем же отличие комы от смерти мозга? Как нейробиологи отличают одно от другого? Во-первых, тело коматозного пациента демонстрирует определенные скоординированные реакции. Присутствует ряд рефлексов высокого уровня. Так, например, при стимуляции горла большинство пребывающих в коме демонстрируют рвотный рефлекс, а на ярком свету у них сужаются зрачки. Таким образом, можно утверждать, что часть цепочек бессознательного где-то в стволовой части мозга по-прежнему готова к работе.

Электроэнцефалограмма пациента в коме представляет собой отнюдь не прямую. На ней видны редкие флюктуации и низкочастотные волны, до некоторой степени схожие с волнами, наблюдаемыми у спящего или у человека под действием анестезии. Многие клетки коры и зрительного бугра живы и сохраняют активность, однако не способны объединиться в сеть. В редких случаях наблюдаются даже высокочастотные тета- и альфа-ритмы (альфа-кома), отличающиеся при этом необычной регулярностью, как будто большие участки мозга, вместо того чтобы выдавать характерные для исправно функционирующей таламо-кортикальной сети несинхронные ритмы, принимаются генерировать все более и более синхронные волны⁷

. Мой коллега, нейробиолог Андреас Кляйншмидт, сравнивает альфа-ритм с «дворниками на стекле мозга» — даже в здоровом, наделенном сознанием мозгу альфа-ритмы используются для того, чтобы отключать определенные области, например зрительные, если мы прислушиваемся к звуку⁸. В некоторых случаях комы состояние пациента напоминает состояние человека под воздействием анестезии или пропофола (успокоительного, которое убило Майкла Джексона)⁹ — корой завладевает гигантский альфа-ритм, исключающий всякую возможность наступления сознания. Но клетки мозга по-прежнему активны, и их обычные ритмы кодирования еще могут когда-нибудь восстановиться.