Пациенты с поражениями мозга
Нейробиология полагается на исследования, произведенные на множестве испытуемых, однако другой способ изучать работу мозга — наблюдать за поведением пациентов с мозговыми травмами. История нейробиологии богата случаями поразительных изменений в поведении людей, переживших повреждения мозга. Такие исследования отдельных случаев — краеугольные камни в фундаменте современной нейробиологии.
Одно из первых — и самых известных — исследований отдельных случаев в нейробиологии и психологии касается железнодорожного рабочего по имени Финеас Гейдж. Однажды в сентябре 1848 года Гейдж нечаянно спровоцировал взрыв, в результате которого метровой длины железный прут прошил ему голову на большой скорости. «Окровавленный и выпачканный мозгами» прут впоследствии нашли в 10 метрах от места происшествия.
Примечательно, что Гейдж после этого чудовищного несчастного случая выжил и довольно скоро вернулся в сознание. Он быстро выздоровел и занялся своим делом как ни в чем не бывало. Однако в последующие месяцы семья Гейджа, близкие друзья и коллеги заметили в нем перемены. Прежде прилежный и любезный, Гейдж стал непредсказуем, вспыльчив и груб, а также принялся домогаться всех женщин подряд.
Железный прут повредил большую часть левой лобной доли Гейджа. Это нарушило его навыки принятия решений и лишило всех социальных тормозов. Согласно рассказам очевидцев, Гейдж кардинально изменился как человек: те, кто его знал, говорили, что Гейджа словно подменили, «и не Гейдж будто вовсе». После того несчастного случая Гейдж потрудился еще сколько-то чернорабочим, а затем присоединился к цирку, где его показывали вместе с тем самым прутом, проткнувшим ему голову. Он умер под Сан-Франциско в 1860 году.
Вообще, конечно, рассказы о нем подтвердить нет возможности. Случай Финеаса Гейджа стал своего рода легендой, и теперь уж не отделить миф от действительности. Ученые пытались реконструировать череп Гейджа и определить таким способом масштабы поражения, однако точность реконструкции — вопрос по-прежнему открытый. Более того, исходя из недавних исследований, изменения в поведении Гейджа, возможно, имели место лишь сразу после травмы. Тем не менее, именно из-за этого случая умственные навыки типа принятия решений и социальной сознательности начали связывать с лобными долями.
Поучительный случай Х. М
Еще один знаменитый случай — пациент с амнезией, известный по инициалам Х. М., перенесший нейрохирургическую операцию по поводу не излечимой медикаментами тяжелой формы эпилепсии. Во время операции хирурги полностью удалили гиппокамп Х. М. Благодаря операции эпилепсию устранили, однако не обошлось без серьезных осложнений: пациент утерял способность формировать новые воспоминания и, следовательно, ключевой компонент своего самоопределения.
В те времена исследователи уже предполагали, что эта структура мозга занята формированием памяти, однако ясности в вопросе не было, а случай Х. М. однозначно доказал, что гиппокамп для формирования памяти совершенно необходим. Ученый-нейробиолог Бренда Милнер произвела исчерпывающую оценку памяти X. М. и в процессе этого исследования единолично основала целую дисциплину — нейропсихологию.
«Изучение Х. М. Брендой Милнер есть один из краеугольных камней в истории современной нейробиологии» Эрик Ричард Кэндел (р. 1929), американский нейропсихиатр
Работа Милнер показала, что существуют различные виды памяти. Из-за операции у Х. М. возникла тяжелая антероградная амнезия, или неспособность формировать новые воспоминания о событиях жизни. Однако тесты Милнер показали, что небольшие объемы информации и на короткое время Х. М. запоминать все-таки мог, а значит, у памяти есть независимые разновидности: кратко- и долговременная. Из последующих тестов Милнер и Сюзанн Коркин выяснили, что Х. М. по-прежнему мог приобретать простые моторные навыки и рисовать подробные планы своего дома — следовательно, эти навыки хранились в некой другой, независимой системе памяти.
Х. М. умер в 2008 году, и его полное имя стало общеизвестным — Хенри Густав Молэйсон. Он завещал свой мозг науке, и после его смерти мозг извлекли и перевезли в Калифорнию, где рассекли на тысячи срезов. Все данные по нему уже оцифровали, они доступны нейробиологам онлайн. Вероятно, Х. М. внес больший вклад в наше понимание работы памяти, чем кто бы то ни было, и, несомненно, еще поможет нам в этом.
Разрыв связи
В 1940-х нейрохирурги в Нью-Йорке разработали радикальный подход к лечению пациентов с тяжелой формой эпилепсии. Их метод — рассечение мозолистого тела, массивного узла нервных волокон, соединяющих левое и правое полушария мозга. Таким способом удается прервать сообщение между полушариями и уменьшить силу эпилептических приступов.
Эту процедуру — каллозотомию — произвели на менее чем десяти пациентах, которых потом, в 1960-х, обстоятельно пронаблюдали и пригласили к нескольким экспериментам. Примечательно вот что: эти пациенты могут вести нормальную жизнь, хотя кое-какие причуды в их поведении все же отмечаются. К примеру, одежду из шкафа они подбирают одной рукой, а потом другой запихивают обратно, будто это два разных человека со своими мыслями и намерениями.
В лаборатории проявились и другие последствия операции. Если, например, такому пациенту показать слово «авторучка» в левой части поля зрения, информация попадает в правое полушарие, а в левое не передается. Пациент, следовательно, не может произнести слово, потому что речевой центр помещается в левом полушарии. Однако подобрать предмет левой рукой он может — она контролируется правым полушарием, а связь между мозгом и рукой осталась нетронутой.
Исследования пациентов с несвязанными полушариями добавили веса представлению о том, что у каждого из полушарий своя специализация, однако и подпитали миф о том, что «левый мозг» логический, а «правый» — творческий. Самое же главное вот что: пациенты с рассеченной связью между полушариями показали, что полушария работают вместе. В мозге действительно есть специализированные области, однако сам он действует как единое целое и связи между полушариями и между их областями жизненно необходимы.
Речь и инсульт
В 1860-1870-х годах врачи Пьер-Поль Брока и Карл Вернике работали с пациентами, у которых инсульт дал осложнения на речевой аппарат, а после смерти этих пациентов исследовали их мозг. Пациенты Брока не могли разговаривать, и у них всех был поврежден один и тот же участок левой лобной доли. Пациенты, обследованные Вернике, с трудом понимали устную речь и имели поражения в левой височной доле. Эти исследования доказали представление о том, что левое и правое полушария осуществляют разные функции, а также привели к мысли о доминантности полушарий. Левое полушарие сочли доминирующим, поскольку в нем содержатся речевые центры. Важно отметить, что классическая модель, предполагающая участие центров Брока и Вернике в производстве речи и ее понимании соответственно — очень упрощенная. Оба участка выполняют и другие задачи, а их точное местоположение по-прежнему вызывает споры.
