Книга Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга, и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку - Сэм Кин

Педро отправили в реабилитационную клинику, но, когда стало ясно, что дальнейшего улучшения не предвидится, врачи объявили его безнадежным и предложили перевести в хоспис, так как не видели возможности восстановления для поврежденного мозга. Этот фатализм, довольно часто встречавшийся в клиниках того времени, рассердил брата Пола, врача по имени Джордж, который разработал свой режим реабилитации.

Режим был жестким: сначала Джордж заставлял Педро ползать, как младенец, и учиться двигать конечностями перед тем, как постепенно встать на ноги. Затем он приставил Педро к мелким домашним работам вроде подметания крыльца или мытья кастрюль и сковородок. Педро прилагал большие усилия, и хотя сначала прогресс казался незначительным, повторяющиеся движения в конце концов привели к перестройке его мозга: он не только восстановил способность ходить и разговаривать, но и возобновил преподавательскую работу, повторно женился и снова начал ходить в пешие походы.

Лишь семь лет спустя Педро умер от сердечного приступа во время похода в горах Калифорнии в возрасте семидесяти трех лет. Вскрытие выявило обширные и долговременные повреждения, особенно в белом веществе, обеспечивавшем связь разных участков серого вещества друг с другом. Но важно отметить, что серое вещество по-прежнему работало. Его мозг оказался достаточно пластичным для прокладки новых маршрутов через поврежденную ткань, что вернуло ему способность ходить и говорить.

То есть вместо отправки сигнала из точки A в точку B теперь он отправлялся из точки A в точку C, а оттуда в точку B. Это был не самый эффективный маршрут, но он улучшался со временем по мере того, как ментальные «колеи» становились глубже.

Воодушевленный Пол Бах-и-Рита прошел курсы повышения квалификации в области неврологии и реабилитационной медицины и тоже решил исследовать пластичность мозга, особенно возможность частичного восстановления зрения у слепых людей. В его первом «мозговом шлюзе» использовалась ручная видеокамера; она проецировала образ на спину наблюдателя с помощью вибрирующих тефлоновых стержней, вделанных в зубоврачебное кресло.

При разрешении всего лишь четыреста пикселей образы выглядели как плохо сфокусированная черно-белая картинка в телевизоре. Тем не менее этот эксперимент позволил различать людей по их прическам и лицам, включая супермодель 1960-х годов Твигги. (При этом пациенты пожимали плечами, когда им показывали разворот «Плейбоя»: осязание в некоторых случаях одерживает верх над зрением.).

Когда микропроцессоры стали достаточно миниатюрными, Бах-и-Рита изготовил приборы для стимуляции языка, одной из наиболее чувствительных тактильных зон человеческого тела. (Слюна также лучше проводит ток, чем кожа, что уменьшает необходимое напряжение.) Эти приборы приобрели популярность в научной среде, когда ученые стали сканировать мозг пациентов, пользовавшихся ими.

Сканы показали, что хотя визуальная информация поступает через язык, зрительные центры мозга проявляют высокую активность. С неврологической точки зрения такой способ ввода был неотличим от «зрения». В психологическом отношении пациент тоже испытывал тактильные ощущения на языке как визуальные образы.

Повторяющиеся движения в конце концов приведи к перестройке мозга.

Слепые люди, пользовавшиеся таким устройством, воспринимали предметы как формы в пространстве перед ними, а не у них на языке. Они уклонялись от брошенных мячей и различали ближние и дальние предметы по воспринимаемому размеру. Они даже становились жертвами некоторых оптических иллюзий, например, «эффекта водопада». Если вы в течение нескольких секунд смотрите на движущуюся массу (например, на водопад), а потом отводите взгляд, то кажется, будто неподвижные предметы движутся сами по себе. Устройство Бах-и-Риты создавало такое же головокружительное ощущение у слепых людей, что было очередным доказательством их латентной зрительной способности.

Между тем группа Бах-и-Риты разработала другие устройства замены сенсорного ввода. Прокаженному, утратившему чувство осязания в руках (проказа разрушает нервы), надевали специальную перчатку, посылавшую тактильную информацию на лоб; через несколько минут он мог почувствовать трещины на столе и провести различие между деревянными дровами, гладкими алюминиевыми трубками и мягкими рулонами туалетной бумаги. Бах-и-Рита также работал над «электрическими презервативами». У многих парализованных мужчин сохраняется эрекция, хотя при этом они ничего не чувствуют, и если устройство будет работать успешно, оно сможет посылать электрические волны оргазма в их мозг.

Но самое удивительное, специалистам из группы Бах-и-Риты удалось восстановить чувство равновесия. Эта работа началась со знакомства с тридцатидевятилетней уроженкой Висконсина Шерил Шлиц, которая принимала антибиотик гентамицин после операции по удалению матки в 1997 году. Гентамицин успешно борется с инфекцией, но имеет опасное свойство уничтожать крошечные волоски во внутреннем ухе, обеспечивающие чувство равновесия. Хотя эти волоски расположены в других трубках относительно тех, которые позволяют нам слышать, они работают по такому же принципу.

Желеобразная масса внутри трубок колышется, когда мы поворачиваем голову в ту или иную сторону. Волоски, погруженные в желе, тоже изгибаются взад-вперед, возбуждая определенные нейроны. На основании этих данных мозг решает, стоим ли мы прямо, и корректирует отклонения. Когда эти волоски разрушились, центр равновесия (вестибулярные ядра) в мозгу Шерил перестал работать и начал подавать случайные сигналы ее мышцам, заставляя ее раскачиваться из стороны в сторону небольшими резкими движениями.

Хуже того, она постоянно чувствовала себя на грани падения, даже когда лежала в постели, словно испытывая постоянное похмелье. Шлиц и другие жертвы гентамицина называли себя флюгерами. Большинство таких людей с трудом ориентируются в собственном доме, не говоря уже о внешнем мире, где обычный зигзаг на ковре может сбить их с ног. Неудивительно, что многие из них кончают самоубийством.

Хотя специалисты испытывали некоторый скептицизм, они надели на женщину зеленую строительную каску с крошечным гироскопом и встроенной электроникой. Как и в устройстве Бема, провода из-под каски вели к электроду во рту у Шлиц. Когда она стояла прямо, то ощущала слабое покалывание в центре языка. Когда ее голова начинала клониться вперед, откидываться назад или болтаться из стороны в сторону, покалывающая точка смещалась вперед, назад или в сторону. Она должна была смещаться в такое положение, чтобы ощущение постоянно находилось в центре языка. Это казалось нелепым и непривычным, но скоро она уловила суть дела.

После нескольких пятиминутных сеансов она смогла удерживать равновесие в течение нескольких драгоценных секунд. Однажды она простояла прямо в течение двадцати минут и даже смогла ходить, не спотыкаясь на каждом шагу. Со временем ее состояние заметно улучшилось, и в конце концов Шлиц смогла обходиться без шлема. Она даже научилась прыгать через скакалку и кататься на велосипеде.

Что более пикантно, она начала учить других пользоваться прибором, включая самого Бах-и-Риту. После обнаружения рака в 2004 году, Бах-и-Рита прошел курс химиотерапии, который повредил волоски в его собственном внутреннем ухе и уничтожил чувство равновесия. Поэтому Шлиц оказала ему взаимную услугу, научив его пользоваться зеленым шлемом, и добилась того, что он смог ходить самостоятельно до своей смерти в 2006 году.