Мы - это наш мозг. От матки до Альцгеймера
Шрифт:
VIII. Мозг и сознание ни ногой и всё же движениями глаз и век предотвращает от¬ равление и нежеланную свадьбу. Недавняя история — случай с Ником Чизхолмом из Новой Зеландии, который в 2000 году во время матча регби потерял сознание. Сначала казалось, что это простое сотрясение мозга, но потом у него было не¬ сколько эпилептических припадков и инфаркт ствола мозга. Думали, что он находится в коме, пока его мать и подруга не стали повторять, что он сознает всё, что вокруг него проис¬ ходит. Так оно и было, это оказался синдром запертого внутри, от которого он все-таки излечился. Семья часто узнаёт рань¬ ше, чем врач, что контакт якобы с коматозным больным все- таки существует, но, увы, еще чаще, чем врач, она ошибочно полагает, что поддерживает контакт с больным, находящим¬ ся в коме. Смерть мозга До того как мы вступили в эру трансплантации, поставить диагноз мёртв было вовсе не сложно: если сердце не бьется и дыхание отсутствует, врачу ясно, что назад путь отрезан. Минуту-другую врач может позволить себе сомневаться, но тут же необратимость процесса становится для него очевид¬ ной. Иногда, правда, случалось, что засыпанного лавиной и замерзшего лыжника, который не дышал и у которого не билось сердце, всё же удавалось вновь вернуть к жизни. Оди¬ ночные случаи мнимой смерти исключительно редки и по¬ этому хорошо известны. Король Франции Людовик IX в ходе собственных похорон в 1244 году задвигался в гробу во время траурной мессы. Похороны были отсрочены, король опра¬ вился от своей болезни, затеял Крестовый поход в
VIII.2. Комп и смежные состояния относительно мнимой смерти, существовала профессия сго- que-mort, человека, который должен был сильно укусить умер¬ шего за большой палец ноги, дабы удостовериться, что тот действительно помер. Несколько лет тому назад в Нидерлан¬ дах случилась ошибка при установлении смерти. Домашний врач констатировал смерть 83-летней женщины. Когда слу¬ жащие похоронного бюро подняли тело, лежавшее на полу ванной комнаты, оно тихо сказало: «Ой!» Со старушкой потом всё было в порядке, чего не скажешь о докторе. С того момента, когда пациента с тяжелым повреждени¬ ем мозга подключают к аппарату искусственного дыхания, классический диагноз смерть уже не имеет места, потому что работа сердца и дыхание поддерживаются искусственно, при¬ том что человек находил ся без сознания или же его мозг мертв. Это может продолжаться бесконечно. Так, израильский экс¬ премьер Шарон после тяжелого инсульта с 2006 года лежит, подключенный к аппарату искусственного дыхания. Его сы¬ новья следят, чтобы дыхание не отключали. Вместо диагноза смерть в подобных случаях говорят о диагнозе смерть мозга. Для диагноза смерть мозга вначале использовалось опре¬ деление: «необратимое отсутствие всех функций мозга». Одна¬ ко мозг у четверти всех пациентов с диагнозом смерть мозга всё еще вырабатывает антидиуретический гормон вазопрес- син. Этот гормон заботится о том, чтобы почки реабсорби- ровали из мочи многие литры воды в день (см. VI.1). Если мозговые клетки мертвы, это сразу же покажет соединенный с катетером прикроватный мочеприемник. В этом случае в него будет поступать 10-15 литров водянистой мочи в сутки. У пациентов со смертью мозга, у которых мозговые клетки, вырабатывающие вазопрессин, не затронуты, в мочеприем¬ нике будет собираться не более 1,5 литра концентрирован¬ ной мочи в сутки. У таких пациентов могут быть активны и Другие группы мозговых клеток, но эти клетки не способны 223
VIII. Мозг и сознание внести вклад в восстановление сознания. Впоследствии для смерти мозга было принято определение в соответствии с критериями Гарварда (знаменитого американского универ¬ ситета, сформулировавшего эти критерии): необратимое от¬ сутствие реакции зрачков на свет, отсутствие реакций моз¬ гового ствола и постоянное отсутствие высших функций мозга, таких как познание и сознание. Последнее, собственно, не что иное, как логическое обращение кредо Декарта «cogito, ergo sum» |«мыслю, следовательно существую»]. Если вы не можете мыслить, потому что ваш мозг более не работает, то как личность вы больше не существуете. Трансплантация Установить смерть мозга важно и в случае пересадки органов. Совет по здравоохранению считает, что, помимо детального обследования в соответствии с вышеупомянутыми крите¬ риями, необходимо убедиться в отсутствии электрической активности и отсутствии кровотока в мозге. Наконец, следу¬ ет на некоторое время прервать искусственное дыхание, что¬ бы точно установить, что спонтанное дыхание отсутствует. Всё это придает дополнительную уверенность в том, что у потенциального донора для трансплантации органов дейст¬ вительно можно констатировать смерть мозга. Если все эти условия полностью соблюдены и наличествует донорский паспорт, тогда можно осуществлять трансплантацию орга¬ нов. Поскольку пациент с умершим мозгом лишен осознания своего тела, передающиеся через спинной мозг рефлектор¬ ные реакции не могут интерпретироваться как ощущение боли от действий ножа хирурга, изымающего органы для последующей трансплантации. Это легко сказать, но для хи¬ рурга, который видит, что тело реагирует на его манипуля¬ 224
VIII.3- Ключевые для нашего сознания структуры мозга ции, дело выглядит совершенно иначе. В Англии подобные процедуры производятся с обезболиванием. Нидерландская ассоциация анестезиологов считает это абсурдом, и с научной точки зрения она совершенно права. Но анестезия применяет¬ ся не ради пациентов со смертью мозга, она ограждает от этих неприятных явлений самих хирургов-трансплантологов. VIII.з Ключевые для нашего сознания структуры мозга Кора больших полушарий, таламус и функцио¬ нальные связи между этими областями мозга являются решающими для нашего сознания. Различают два аспекта сознания. Прежде всего мы осознаём наше собственное окружение. Строительные элементы для это¬ го существуют в каждом живом организме. Даже однокле¬ точные организмы приближаются к пище и отдаляются от ядовитых веществ и таким образом знают, что происходит в их непосредственном окружении. Но, разумеется, здесь и речи не может быть о какой-либо степени сознания, как мы его понимаем. Для этого нужно дойти до последних ступеней лестницы эволюции. На втором месте находится самосознание, присущее, безусловно, не единственно человеку; и у живот¬ ных, и у младенцев наличие самосознания устанавливается с помощью зеркального теста. Можно думать, что самосозна¬ ние хорошо развито и у других животных и является основой сложных социальных связей. Некоторые шимпанзе, орангу¬ таны и, возможно, также гориллы способны узнавать себя в зеркале. Дельфин может видеть в зеркале, что на его тело нанесена метка, и человекообразная обезьяна может перед 225
VIII. Мозг и сознание зеркалом стереть у себя с лица мазок краски, узнавая себя в зеркале, точно так же как ребенок в возрасте от года до двух. Азиатский слон также может узнавать себя в зеркале доста¬ точно больших размеров, рассматривать свое ухо и заметить, что у него на голове нанесена метка, как это показал Франс де Ваал. Узнают себя в зеркале не только млекопитающие. Сорока может узнавать себя в зеркале, как выяснилось из эксперимента, в котором птице под клювом поместили на¬ клейку, которую она не могла увидеть без зеркала. Некоторые структуры мозга имеют ключевое значение для сознания. Это кора больших полушарий, таламус и функ¬ циональные связи между этими областями мозга (рис. 19). Если кора головного мозга или связи с нею разрушены, но функции мозгового ствола не затронуты, так что дыхание, кровяное давление и температуру тела пациент поддержива¬ ет самостоятельно, о наличии сознания говорить не приходит¬ ся. Пациент в состоянии вегетативной комы. Такие пациенты не нуждаются в аппаратах искусственного дыхания, и сердце работает у них совершенно нормально. Они могут открывать и закрывать глаза, стонать, принужденно плакать и иногда даже принужденно смеяться. Ритм день/ночь также поддер¬ живается стволом мозга (рис. 20). Они кажутся бодрствующи¬ ми, но при этом не обнаруживают никаких телесных реак¬ ций, которые хоть в какой-то степени свидетельствовали бы о том, что они осознают свое окружение или себя самих. Кора больших полушарий необходима для наличия сознания, но ее недостаточно для того, чтобы осознавать раздражения от органов чувств или от нашего тела, которые через таламус приходят в кору головного мозга. Во время наркоза световые раздражения через 100 миллисекунд попадают в зрительную кору, но мы их не осознаём. Существуют исследования, кото¬ рые показывают, что устное обращение, музыка и шум моря могут оказывать влияние на пациента, даже если он нахо¬ дится под наркозом, однако они проходят мимо его сознания. 226
VIII-3- Ключевые для нашего сознания структуры мозга При неповрежденном сознании кора больших полушарий,
VIII. Мозг и сознание VIII.4 Значение для нашего сознания функциональных связей между мозговыми структурами Из реакций вегетативного пациента следовало, что он должен располагать, по крайней мере, остатком высших функций мозга, способностью к умственному восприятию. Некоторые области мозга, такие как кора больших полуша¬ рий и таламус, имеют ключевое значение для нормально функционирующего сознания (рис. 19, 20). Для существова¬ ния сознания эти области и связь между ними должны быть не только неповрежденными, но и хорошо сообщаться друг с другом. Так, с помощью функциональной томографии мож¬ но видеть, что у больного в состоянии вегетативной комы всё еще действуют части коры головного мозга. И резкое бо¬ левое раздражение всё еще может активировать мозговой ствол, таламус и первичную сенсорную кору (рис. 21) вегета¬ тивного пациента. Но эти области остаются функционально разъединенными с областями мозга более высокого порядка, которые необходимы, чтобы осознавать эго болевое раздра¬ жение. Таким же образом у пациента в вегетативном состоя¬ нии сильный звук воздействует на слуховую сенсорную кору, но из-за функционального разъединения не достигает обла¬ стей мозга более высокого порядка, которые необходимы для осознания слухового раздражения. Нейронная актив¬ ность в первичной сенсорной или слуховой коре необходи¬ ма, но не достаточна для процесса осознания. Для этого нуж¬ на функциональная связь с нейронной сетью, образуемой префронтальной и латеральной теменной корой головно¬ го мозга (фронтопариетальная мозговая система). Выведе¬ ние пациента из вегетативного состояния сочетается с вос¬ 228
VIII.4- Значение для нашего сознания функциональных связей... становлением функциональной связи компонентов этой системы. Исследователям из Кембриджа и Льежа удалось с помо¬ щью функциональной томографии сделать ряд поразитель¬ ных наблюдений. Сначала это была 23-летняя женщина, уже 5 месяцев находившаяся в вегетативном состоянии после несчастного случая. Дтя человека в таком состоянии у нее были крайне незначительные повреждения мозга. Если с ней заговаривали, то височная доля коры (gyrus temporalis medius, средняя височная извилина, и gyms temporalis superior, верх¬ няя височная извилина, рис. 21) у нее активировалась, как у здорового человека. Двусмысленные предложения активи¬ ровали речевую зону Брока (рис. 7) в нижней лобной изви¬ лине левого полушария. Если ее просили обойти все комна¬ ты своего дома, активировались области мозга, ответственные за пространственную ориентацию и моторику (gyms parahip- pocampalis, извилина парагиппокампальная, рис. 25), темен¬ ная (рис. 1) и латеральная премоторная кора (рис. 21). Если ей предлагали играть в теннис, это активировало область мотор¬ ной координации (дополнительную моторную область). Впо¬ следствии подверглись исследованиям 54 человека, находив¬ шиеся в коме вследствие тяжелых повреждений мозга (31 из них в минимальном сознании). У пятерых из них в ответ на команду можно было видеть явные изменения в мозге. Четве¬ ро из этих пяти находились в вегетативном состоянии. Хотя из-за изменений активности кажется, что пациенты менталь¬ но осознавали и внешнее окружение, и самих себя, остается вопрос, какова была здесь степень сознания. Исследования, однако, продолжались. Исследовался молодой человек 29 лет, находившийся в вегетативном состоянии. Ему задавали про¬ стые вопросы: «Твоего отца зовут Томас?» или: «У тебя есть братья?» Он мог также ут вердительно или отрицательно отве¬ чать на вопросы, представляя, что он либо проходит по дому, либо играет в теннис. По изменениям мозговой активности 229
VIII. Мозг и сознание Рис. 21. (1) Первичная сенсорная кора; (2) слуховая кора; (3) моторная кора; (4) зрительная кора. А также: (5) gyrus temporalis medius (средняя височная извилина); (6) gyrus temporalis superior (верхняя височная извилина) и (7) премоторная кора. было видно, что на пять из шести вопросов он ответил правиль¬ но. Из его реакций вытекало, что у него сохранялся некий остаток высших функций мозга, а именно когнитивных (спо¬ собности мышления). У обеих групп, которые описывались как пациенты в вегетативном состоянии или в малом сознании, предполагается наличие регистрируемой активности на элек¬ троэнцефалограмме (ЭЭГ) и сохранного кровоснабжения моз¬ га в отдельных еще действующих областях. Таким образом, это совершенно другая ситуация, чем смерть мозга, когда о по¬ добной активности и речи быть не может. Но можно ли при 230
VIII-4- Значение для нашего сознания функциональных связей... этом говорить о какой-то форме сознания, когда человек осо¬ знаёт собственную ситуацию, для чего имеет решающее зна¬ чение коммуникация между здоровыми областями мозга, остается неясным. Независимо от этого, конечно, остается вопрос, захотите ли вы продолжать жить в такой ситуации. При эпилептических припадках, называемых отсутст¬ вие, это короткие эпизоды продолжительностью 5-10 секунд, когда больной пристально смотрит перед собой, не реагиру¬ ет на обращение, часто моргает и чмокает. Сознание при этом изменено, и в фронтопариетальных (лобной и теменной) об¬ ластях (рис. 1), ключевых для сознания, активность резко снижена. При комплексных парциальных эпилептических при¬ падках больной не теряет сознания, но из-за его изменения не реагирует на обращение. В случае комплексной парциаль¬ ной эпилепсии височной доли больные могут в течение не¬ скольких минут не реагировать на обращение, и у них наблю¬ даются непроизвольные движения рук и рта. Здесь также можно заметить резкое снижение фронтопариетальной ак¬ тивности. При эпилепсии височной доли, при которой боль¬ ной не теряет сознания, изменения активности в коре голов¬ ного мозга не происходит (см. XVI.8). Независимо от того, имеет место функциональное разоб¬ щение фронтопариетального комплекса или нет, существует различие между вегетативным состоянием и ситуацией, ко¬ торую называют минимальным сознанием. При вегетативном состоянии следует говорить о разобщении. В состоянии мини¬ мального сознания речь и комплексные акустические стиму¬ лы — как показывают исследования с помощью функциональ¬ ной и позитронно-эмиссионной томографии — вызывают общую активацию сети, существенной для сознания. Из это¬ го следует, что у таких больных в принципе может быть за¬ действована вся сеть, так же как у человека с минимальным сознанием, которого удалось привести в состояние бодрство¬ вания путем электрической стимуляции электродов, имплан¬ 231