Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости

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.