Рассеянный ум

Газзали Адам

По ходу дела мы усвоили два важных урока. Во-первых, один из регионов нашего мозга претерпел наибольшую эволюцию по сравнению с нашими предками и стал главным центром когнитивного контроля. Эта область называется префронтальной корой. Во-вторых, хотя префронтальная кора играет важнейшую роль в процессах когнитивного контроля, она не действует обособленно. Скорее она выступает в роли диспетчерского узла в огромной взаимосвязанной сети, охватывающей разные регионы мозга и известной как нейронная сеть. Хотя справедливо говорить, что префронтальная кора обеспечивает когнитивный контроль, его основные аспекты проявляются через взаимодействие нейронных связей, соединяющих префронтальную кору со множеством других областей мозга. Давайте начнем с обсуждения роли когнитивного контроля и его связей, а затем перейдем к физиологическим механизмам этого контроля.

Префронтальная кора

Теперь хорошо известно, что префронтальная кора служит диспетчерским центром процессов постановки и осуществления целей; таким образом, ей достается титул структуры, в наибольшей степени определяющей нашу человеческую природу [38] . Однако функция префронтальной

коры, расположенной в передней части лобных долей, прямо за нашим лбом, исторически была окутана тайной; лишь сравнительно недавно она начала раскрывать свои многочисленные секреты. Интересно, что не все области лобных долей так упорно скрывали свои функции. Например, самая удаленная часть лобных долей, называемая моторной корой, была четко описана еще в начале XIX века как область, отвечающая за движение [39] . Это было раскрыто в ходе экспериментов, показавших, что разрушение одной стороны моторной коры приводит к параличу мышц на противоположной стороне тела. Электрическая стимуляция этих участков мозга имела обратный эффект и вызывала движение конечностей на другой стороне тела. Вскоре исследователи убедились в том, что эти эффекты были результатом воздействия нейронов моторной коры на нервные клетки, расположенные на другой стороне спинного мозга, которые, в свою очередь, стимулировали мышцы на этой стороне тела. По мере продолжения исследования лобных долей ученые проникли в другие регионы мозга, тоже принимающие участие в движении, но на более высоком уровне моторного планирования. Эти области теперь называются премоторной корой.

38

A. Gazzaley and M. D’Esposito, “Unifying Prefrontal Cortex Function: Executive Control, Neural Networks, and Top-Down Modulation,” in The Human Frontal Lobes, ed. B. Miller and J. Cummings (New York: Guilford, 2007).

39

G. Fritsch and E. Hitzig, “Uber die elektrische Erregbarkeit des Grosshiirns,” Archiv der Anatomie, Physiologie und Wissenschaftlichen Medizin 37 (1870): 300–332.

Когда исследование лобных долей продвинулось еще ближе к лобной кости, положение заметно осложнилось. Исследователи, которые по аналогии с изучением моторной коры пытались раскрыть функцию префронтальной коры с помощью тех же методов рассечения или стимуляции, получали двусмысленные результаты. Хотя они установили функции некоторых подразделов, таких как левая нижняя часть префронтальной коры, отвечающая за речевые способности, значительные области оставались загадочными, что привело некоторых ученых к мнению о «молчаливых долях мозга» [40] . Это контрастировало с представлением о префронтальной коре как о важной и обширной части нашего мозга, которое, возможно, имело отношение к мифу о том, что мы используем мозг лишь на 10 % от его способностей [41] . Разумеется, теперь мы знаем, что используем мозг целиком, хотя некоторые его функции очень сложны и остаются не вполне ясными. Было бы странно считать, что в самой сложной структуре, известной человечеству, имеются пустые офисные помещения. Так или иначе, загадка предназначения префронтальной коры растянулась на десятилетия. Как ни странно, случайное событие, случившееся в середине XIX века, открыло нам глаза на истинную природу ее функций. Это был не лабораторный эксперимент, а следствие тяжелой травмы у человека, чья история болезни, наверное, является наиболее важной в истории неврологии.

40

B. J. Baars and N. M. Gage, Cognition, Brain, and Consciousness: Introduction to Cognitive Neuroscience (New York: Academic Press, 2010).

41

A. M. Glenberg, J. L. Schroeder, and D. A. Robertson, “Averting the Gaze Disengages the Environment and Facilitates Remembering,” Memory and Cognition 26 (1998): 651–658.

Тринадцатого сентября 1848 года, в половине пятого, Финеас Гейдж, двадцатипятилетний железнодорожный рабочий, трудился на строительстве железной дороги «Рутленд-Барлингтон» в окрестностях Кавендиша в штате Вермонт [42] . Его бригада должна была проложить участок для строительства с помощью направленных взрывов. Для этого нужно было сверлить отверстия в крупных камнях, вводить туда ружейный порох, запальный фитиль и песок и, наконец, утрамбовывать эти материалы массивным железным стержнем, известным как подбойка. По сведениям современников, во время подготовки одного отверстия Гейдж отвлекся (о, какая ирония!) и забыл насыпать песок. В результате, когда он направил подбойку в отверстие, искра воспламенила порох, и в результате этот железный стержень диаметром около трех сантиметров и весом более шести килограмм влетел в его голову под левым глазом и приземлился в тридцати метрах позади, предварительно проделав дыру в его затылке. Чудесным образом Гейдж не погиб в результате этого трагического инцидента и вроде бы даже не потерял сознания. Во время перевозки в экипаже в его пансион, находившийся в сорока пяти минутах езды, где ему оказали медицинскую помощь, он оставался в здравом уме, несмотря на сквозную дыру в черепе.

42

P. E. Wais, M. T. Rubens, J. Boccanfuso, and A. Gazzaley, “Neural Mechanisms Underlying the Impact of Visual Distraction on Retrieval of Long-Term Memory,” Journal of Neuroscience 30, no. 25 (2010): 8541–8550.

Хотя Гейджу повезло в том, что он не погиб мгновенно, он, без сомнения, пережил тяжелейшую мозговую травму в результате этого инцидента [43] . Хотя в течение его жизни, продолжавшейся еще одиннадцать лет после катастрофы, никто не проводил тщательного исследования его мозга, тело Гейджа было эксгумировано через семь лет после смерти и стало предметом подробнейших исследований с использованием

самых передовых методов для определения того, какие именно зоны мозга были повреждены. Споры о точных подробностях его травмы продолжаются до сих пор, хотя все согласны с тем, что области лобных долей, отвечающие за моторный контроль, речевые способности и движения глаз, остались не поврежденными. Самые обширные разрушения произошли в переднем и нижнем регионе левой префронтальной коры, но возможно, были затронуты и участки правой префронтальной коры [44] . Наибольший ущерб был причинен клеткам белого вещества, соединяющим разные отделы мозга и образующим структурный каркас для функционирования нейронных сетей.

43

H. J. Bigelow, “Dr. Harlow’s Case of Recovery from the Passage of an Iron Bar through the Head,” American Journal of the Medical Sciences 16, no. 39 (1850): 13–22. See also the Phineas Gage Information Page at http://www.uakron.edu/gage.

44

H. Damasio, T. Grabowski, R. Frank, A. M. Galaburda, and A. R. Damasio, “The Return of Phineas Gage: Clues about the Brain from the Skull of a Famous Patient,” Science 264, no. 5162 (1994): 1102–1105.

Разумеется, теперь мы знаем, что используем мозг целиком, хотя некоторые его функции очень сложны и остаются не вполне ясными.

Еще более странным в невероятной истории выживания Гейджа было то обстоятельство, что травма не привела к повреждению базовых функций его мозга. Он по-прежнему мог без труда ходить, есть и разговаривать. Также утверждалось, что он «находился в здравом уме». Это вроде бы подтверждало подозрения многих исследователей того времени, что лобные области префронтальной коры не имеют особого значения для функционирования мозга. Но вскоре положение изменилось, потому что случай Гейджа предложил миру совсем иной взгляд на префронтальную кору. Травма на самом деле изменила Гейджа, хотя и неожиданным образом. До инцидента он был «уравновешенным человеком, которого его знакомые считали умным и проницательным бизнесменом, очень энергичным и настойчивым в исполнении своих планов», – как писал его врач Джон Харлоу. Но после травмы личность Гейджа претерпела поразительные изменения, как описано в официальном отчете через двадцать лет после инцидента.

«Он был резким, грубым и время от времени разражался непристойной бранью (что раньше не было ему свойственно), проявляя мало уважения к своим знакомым, нетерпимым к ограничениям или советам, противоречившим его желаниям, временами невероятно упрямым, однако капризным и нерешительным. Он изобретал множество планов будущих действий и вскоре бросал их ради новых планов, которые казались более привлекательными. Будучи ребенком по интеллектуальным способностям и поведению, он обладал животными страстями сильного мужчины… В этом отношении его разум радикально изменился, поэтому его друзья и знакомые решительно утверждали, что он больше не был прежним Гейджем» [45] .

45

Harlow, “Recovery from the Passage of an Iron Bar through the Head”; reprinted as J. M. Harlow, Recovery from the Passage of an Iron Bar through the Head (Boston: David Clapp & Son), 13.

Эта новая, беспокойная личность оставалась с Гейджем до конца его жизни и причиняла ему всевозможные неприятности, начиная с потери работы на железной дороге, где он больше не мог ответственно выполнять свои обязанности, и заканчивая годами бродяжничества: его существование не имело никакой высшей цели. Изменение его личности было просто шокирующим и убедило ученых, что префронтальная кора играет важную роль в поведении, эмоциональной жизни и навыках межличностного общения. Исследователи того времени, которые интересовались префронтальной корой, почерпнули новое вдохновение в этом случае, создавшем основу для продолжения научных изысканий для прояснения роли этой части мозга как средоточия некоторых наиболее сложных аспектов человеческого поведения.

Интересно (но, увы, еще и прискорбно), что это был не последний медицинский случай, проливший свет на функцию префронтальной коры. У Гейджа радикальное изменение личности было результатом трагического инцидента, но десятки тысяч людей во всем мире столкнулись со сходными последствиями в результате катастрофических последствий медицинской процедуры, известной как фронтальная лоботомия [46] . Эта процедура заключалась в намеренном хирургическом разрушении префронтальной коры в качестве «лечения» широкого спектра психиатрических расстройств. Если вы задаетесь правомерным вопросом, как можно было допустить проведение такой агрессивной и часто абсолютно неэтичной процедуры, будет полезно напомнить, что это происходило в неспокойных общественных и финансовых условиях начала XX века и зарождавшихся, но все еще наивных представлений о префронтальной коре.

46

G. A. Mashour, E. E. Walker, and R. L. Martuza, “Psychosurgery: Past, Present, and Future,” Brain Research Reviews 48, no. 3 (2005): 409–419.

Во второй половине XIX века происходило накопление важных свидетельств о значении префронтальной коры для разных аспектов человеческой личности. Эти знания накапливались в очень трудное время в истории психиатрии. Поскольку тогда практически ничем нельзя было помочь пациентам с тяжкими психиатрическими расстройствами, возникла и широко распространилась практика их заключения в «домах умалишенных». Эти учреждения, по сути дела, были складами людей, переполненными и часто достойными осуждения за жестокие методы управления и содержания пациентов. Это обстоятельство указывало на растущую потребность как-то смягчить страдания психически больных, а также избавить общество от финансового бремени, связанного с содержанием психиатрических учреждений. Так в медицинском сообществе появилась идея: если префронтальная кора управляет личностью, то возможно, хирургическое повреждение этой части мозга и ее связей с другими отделами позволит изменить личность людей и смягчить проявления иррационального поведения, связанного с психическими расстройствами. Именно к такому решению стремились психиатры 1930-х годов: прямой путь к радикальной метаморфозе человеческого поведения.