Фантомы мозга
Шрифт:
Если боль – иллюзия, возникает вопрос: насколько сильное влияние оказывает зрение на наши субъективные переживания? Чтобы это выяснить, я провел весьма дьявольский эксперимент на двух моих пациентках. Едва Мэри вошла в лабораторию, я попросил ее поместить фантомную правую руку в зеркальный ящик. Затем я попросил ее надеть серую перчатку на левую руку и вставить ее в ящик с другой стороны. Убедившись, что ей удобно, я поручил одному из аспирантов спрятаться под занавешенным столом и засунуть в коробку левую руку (тоже в перчатке). Ящик был устроен таким образом, что, когда Мэри смотрела внутрь, она видела не свою левую руку, а левую руку аспиранта (которая в перчатке выглядела точь-в-точь, как и ее собственная), а также ее отражение в зеркале. Когда аспирант сжимал кулак или касался указательным пальцем подушечки большого пальца, Мэри чувствовала, что ее фантом движется. Как и в случае с нашими предыдущими пациентами, зрительной информации было достаточно, чтобы обмануть
Но что произойдет, если Мэри увидит, как ее пальцы принимают анатомически невозможные положения? Мэри снова поместила свою фантомную руку в коробку – ладонью вниз. Однако на сей раз аспирант вставил в ящик не левую, а правую руку – ладонью вверх. Так как рука была в перчатке, она выглядела точно так же, как правая рука, лежащая ладонью вниз. Затем аспирант согнул указательный палец и коснулся ладони. Мэри, которая смотрела в ящик, показалось, что ее фантомный указательный палец сгибается в обратную сторону и пытается коснуться запястья – но так не бывает! [32]
32
Особого внимания заслуживает и другая особенность Мэри. За все предыдущие десять лет она ни разу не почувствовала фантомного локтя или запястья; ее фантомные пальцы крепились прямо к культе над локтем. Однако, взглянув в зеркало, она ахнула и воскликнула, что теперь действительно ощущает – а не просто видит – локоть и запястье. Таким образом, не исключено, что призрак давно утраченной руки все это время дремлет где-то в мозге и может быть мгновенно воскрешен притоком зрительных сигналов. Если это так, данная методика может найти применение и в лечении пациентов, использующих протезы: эти люди часто испытывают потребность «оживить» протез фантомом и жалуются, что после его исчезновения протез кажется «неестественным». Возможно, транссексуальные женщины, подумывающие о том, чтобы стать мужчинами, могут устроить себе генеральную репетицию и возродить дремлющий в мозге образ полового члена (если, конечно, нечто подобное существует) с помощью подобия зеркального ящика, который мы использовали с Мэри.
Когда Мэри увидела, что ее палец неестественным образом выворачивается назад, она пробормотала: «По идее, такое должно вызывать какие-то особенные ощущения, доктор, но это не так. Никаких особенных ощущений, или боли, или чего-то подобного».
Другая испытуемая, Карен, вздрогнула и сказала, что вывернутый фантомный палец болит: «Как будто кто-то схватил меня и потянул за палец. Я почувствовала острую боль».
Эти эксперименты крайне важны, ибо решительно противоречат теории о том, что мозг состоит из нескольких автономных модулей, действующих наподобие ведерной бригады. Популяризованное исследователями искусственного интеллекта мнение, будто мозг ведет себя как компьютер, в котором каждый модуль выполняет свою собственную задачу и отправляет свой выход в следующий модуль, широко распространено. С этой точки зрения сенсорная обработка предполагает односторонний каскад информации от сенсорных рецепторов на коже и других органов чувств в высшие центры головного мозга.
Однако мои эксперименты подсказывают мне, что мозг работает иначе. Его связи необычайно лабильные и динамичные. Восприятие возникает как результат обмена сигналами между различными уровнями сенсорной иерархии, даже между разными сенсорными модальностями. Тот факт, что зрительный вход может устранить спазм несуществующей руки, а затем стереть ассоциированное с ним воспоминание о боли, наглядно иллюстрирует, насколько обширными и сложными могут быть такие взаимодействия.
Изучение пациентов с фантомными конечностями позволило мне не только заглянуть во внутреннюю работу мозга, но и разгадать многие загадки, выходящие далеко за рамки простых вопросов, с которых я начал четыре года назад, когда Том впервые вошел в мой кабинет. Мы стали свидетелями (прямо и косвенно), как появляются новые связи во взрослом мозге, как обрабатываются сигналы от разных органов чувств, как активность сенсорных карт связана с сенсорным опытом и, в целом, как мозг обновляет свою модель реальности в ответ на новую сенсорную информацию.
Наши исследования позволяют по-новому взглянуть на так называемую дискуссию о роли воспитания и природных факторов (социогенетизм против биогенетизма) и задать важный вопрос: фантомные конечности возникают главным образом под влиянием негенетических факторов, таких как реорганизация коры или неврома культи, или представляют собой призрачную персистенцию врожденной, генетически определенной схемы тела? Ответ, судя по всему, заключается в том, что фантом возникает в результате и того, и другого. В качестве иллюстрации я приведу пять примеров.
В случае ампутации ниже локтевого сустава хирурги иногда расщепляют культю в клешнеподобный придаток (в качестве альтернативы стандартному металлическому крюку). После операции такие люди могут хватать предметы, поворачивать их и иначе манипулировать материальным миром. Что примечательно, их фантомная рука (в нескольких сантиметрах от настоящей плоти) тоже расщеплена на две части – с одним или несколькими фантомными пальцами на каждой половине. Я знаю случай, когда пациент решился на ампутацию «клешни», однако в итоге остался с перманентно расщепленным фантомом (чем не доказательство, что скальпель хирурга способен рассечь даже призрачную плоть?) После первоначальной операции, в ходе которой культя была расщеплена, мозг этого пациента, должно быть, скорректировал схему тела, включив в него щипцы, – иначе с какой стати у него вдруг появилась фантомная клешня?
Две другие истории не только забавны, но и весьма информативны. Первая девочка, которая родилась без предплечий, часто использовала фантомные пальцы для счета и решения арифметических задач. Вторая родилась с правой ногой на 5 сантиметров короче левой; в возрасте шести лет она перенесла ампутацию ниже колена и обрела сразу четыре ноги! В дополнение к одной хорошей ноге и ожидаемому фантому у нее появились две внештатные фантомные ноги – одна заканчивалась на уровне ампутации, а вторая, в комплекте с голенью, тянулась до самого пола [33] . Хотя исследователи привели этот пример, дабы проиллюстрировать роль генетических факторов в определении схемы тела, с равным успехом его можно использовать, чтобы подчеркнуть негенетические влияния, ибо с какой стати вашим генам задавать три отдельных образа одной ноги?
33
Расщепленные фантомы описаны Kallio, 1950. Множественные фантомы у ребенка описаны La Croix et al., 1992.
Четвертый пример, иллюстрирующий сложную взаимосвязь между генами и окружающей средой, помогает объяснить, почему у столь многих пациентов фантомы совершают как произвольные, так и непроизвольные движения, хотя в большинстве случаев эти ощущения со временем исчезают. Первоначально ощущения движения возникают потому, что мозг продолжает посылать в ампутированную конечность моторные команды (и отслеживает их). Но рано или поздно отсутствие зрительного подтверждения (эй, руки-то нет) заставляет мозг игнорировать эти сигналы, и движение больше не ощущается. Однако если это так, то как мы можем объяснить стойкие ощущения движения у людей, подобных Мирабель, которая родилась без рук? Я могу лишь догадываться, что поскольку у обычного взрослого за плечами целая жизнь зрительной и кинестетической обратной связи, мозг ожидает ее даже после ампутации. Спустя некоторое время он окончательно «разочаровывается», что и приводит к утрате произвольных движений или самого фантома. Однако сенсорные области мозга Мирабель никогда не получали такой обратной связи. Следовательно, никакой усвоенной зависимости от сенсорного подтверждения нет. Вероятно, именно поэтому ощущения движений сохранялись у нее в течение двадцати пяти лет.
Последний пример исходит из Индии, которую я посещаю каждый год. Страшная болезнь – проказа – все еще довольно распространена в моей родной стране и часто приводит к потере конечностей. В лепрозории в Веллоре мне сказали, что пациенты, которые теряют руки, не испытывают фантомов; я лично обследовал несколько таких людей и проверил эти утверждения. Стандартное объяснение состоит в том, что пациент постепенно «научается» ассимилировать культю в свою схему тела с помощью зрительной обратной связи. Но если данное утверждение верно, то как объяснить устойчивое присутствие фантомов у пациентов с ампутацией? Возможно, ключевую роль здесь играет постепенная потеря конечности или одновременное наличие прогрессирующего нервного повреждения, вызванного возбудителем проказы. В результате мозг успевает скорректировать схему тела так, чтобы она максимально соответствовала реальности. Впрочем, самое странное в другом: когда в культе начинается гангрена и больную ткань ампутируют, фантом все-таки появляется. Но это не фантом старой культи; это фантом всей руки! Можно подумать, в мозге имеется две репрезентации схемы тела – первоначальная (заложенная генетически) и текущая, которая может инкорпорировать последующие изменения. По какой-то странной причине ампутация нарушает равновесие и воскрешает исходную схему тела, которая всегда конкурировала за внимание [34] .
34
Это весьма умозрительные объяснения, хотя некоторые из них можно проверить с помощью методов визуализации, таких как МЭГ и фМРТ. Эти устройства позволяют нам видеть активность разных участков живого мозга во время выполнения тех или иных задач. (Например, в мозге ребенка с тремя фантомными ступнями будут визуализироваться три отдельные репрезентации или одна?)