Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Благодаря исследованиям, проведенным в 1940-е годы пионерами этой области Джузеппе Моруччи и Хорасом Магуном, нам известно, что эти области представляют собой важные узловые пункты высшей системы, управляющей всем уровнем активного внимания в коре⁵⁰

. Центральные таламические ядра содержат массу плотно расположенных проекционных нейронов, содержащих особый белок (кальций-связывающий протеин). Мы знаем, что эти нейроны передают информацию в самые отдаленные уголки мозга, в частности в передние доли. Интересно, что их аксоны избирательно нацелены на пирамидальные нейроны верхних слоев коры, в частности на нейроны дальней передачи, лежащие в основе глобального нейронного рабочего пространства. У животных активация центрального зрительного бугра может влиять на активность мозга в целом, стимулировать моторную деятельность и резко усиливать способность к обучению⁵¹

.

В мозгу здорового человека активностью центрального зрительного бугра заправляют префронтальная и поясная области коры. По-видимому, благодаря этой петле обратной связи мы способны оперативно регулировать возбуждение коры в зависимости от стоящих перед нами задач: задача, требующая внимания, включает возбуждение, и рабочая мощность мозга подскакивает⁵²

. Однако если мозг серьезно поврежден, глобальное снижение общего уровня циркулирующей нейронной активности может разрушить эту важнейшую петлю, от которой зависит степень возбуждения. Поэтому Шифф и Джиачино предсказали, что стимулирование центрального зрительного бугра может вновь «пробудить» мозг, восстановив через воздействие извне тот уровень возбуждения, который мозг пациента не в состоянии вызвать сам.

Как мы уже говорили, активное внимание и доступ в сознательный опыт — это разные вещи. У пациентов в вегетативном состоянии нередки случаи частичного сохранения системы активного внимания: они просыпаются по утрам и открывают глаза, но уже не могут запустить кору мозга работать в режиме сознания. Большинству пациентов в устойчивом вегетативном состоянии стимуляция зрительного бугра не помогает. У Терри Шайво такой стимулятор стоял, но никаких длительных улучшений не наблюдалось — возможно, потому, что кора ее мозга и в особенности находящееся под ней белое вещество были серьезно повреждены. В некоторых случаях стимулятор вроде бы срабатывал, но и здесь мы не можем исключить версию спонтанного выздоровления.

Будучи прекрасно осведомлены о столь мрачном положении дел, Шифф и Джиачино решили не сдаваться и составили план, который мог бы повысить их шансы на успех. Первым делом они нацелились на центральное латеральное ядро зрительного бугра, участвующее в петле прямой связи с префронтальной корой. Во-вторых, они выбрали пациента, которому, по их мнению, могли помочь, поскольку он уже находился на грани прихода в сознание. Вспомним, что Джозеф Джиачино сам помогал создать определение состояния минимального сознания: у пациентов в этом состоянии наблюдаются мимолетные признаки сознательной обработки данных и попытки преднамеренной коммуникации, однако они не способны демонстрировать эти свойства систематически и произвольно. Команда Шиффа отыскала пациента в подобном состоянии — нейровзуализация показала, что кора головного мозга у него практически не пострадала. Он пребывал в стабильном состоянии минимального сознания уже много лет, однако оба полушария реагировали активностью на речь. Правда, общий уровень обмена веществ в коре головного мозга у него был значительно снижен, то есть возбуждение было практически неконтролируемым. Не могла ли стимуляция зрительного бугра стать тем недостающим толчком, который вытолкнул бы пациента в стабильно сознательное состояние?

Шифф и Джиачино работали осторожно, поэтапно. Перед имплантацией электродов они несколько месяцев тщательно следили за состоянием пациента, снова и снова тестируя его (по шкале посткоматозного восстановления), и так до тех пор, пока не получили точное представление о его состоянии и возможных колебаниях этого состояния. Важно отмстить, что в некоторых случаях тест давал промежуточные результаты: пациент демонстрировал несколько признаков произвольной деятельности и даже иногда произносил слово, однако происходили такие случаи без какой-либо системы. Это означало, что пациент пребывает в состоянии минимального сознания и до здорового человека ему еще далеко.