доктор медицинских наук
Едва ли уместно в наше время спрашивать, какой орган у человека является вместилищем чувств и мыслей? Ответ последует незамедлительно: таким органом является головной мозг - этот замечательный сгусток живой материи в виде желтовато-розового студня весом 1,5 кг, надежно спрятанного в костной черепной коробке. Тотчас последует другой вопрос: откуда такая уверенность, что органом психо-чувствительной функции является мозг? Читатель, несколько удивившись наивности вопроса, скажет, что он чувствует это, притом вдвойне: и сам процесс во время, скажем, напряженной умственной работы, и некоторое утомление после ее окончания. Ответ окажется ошибочным. Мы ничего не чувствуем. Мы знаем, но вовсе не чувствуем. А знаем потому, что истина эта постоянно внушается с раннего детства: шевели мозгами! учи уроки, ленивая голова! Подобные реплики к тому же подкрепляются соответствующими жестами.
Такое утверждение, наверное, потребует доказательств. Постараюсь привести их, обратясь прежде всего к истории.
У истоков цивилизации, когда человек начал задумываться над окружающим миром и своем месте в нем, не существовало ни малейшего представления, для чего природой дан мозг. Рождение мыслей и чувств относили к другим органам, в основном, к печени и сердцу. Отзвук такого представления еще и сегодня слышится в выражениях типа: «Ты у меня в печенках сидишь» (т. е. надоел). Но ведь надоедливость - это осознанная отрицательная эмоция. Это функция мозга. «Сердечно поздравляю», - говорим и пишем мы. Но поздравление исходит от мыслящего мозга, а не от сердца. Когда кто-нибудь из англоязычных хочет сообщить, что текст заучен на память, он скажет: «бай хат» (хат - по-английски, сердце). Опять тот же далекий отзвук: он выучил наизусть сердцем, а не мозгом. Араб, встретив своего приятеля или коллегу, воскликнет: «Восторг мой в печени моей!».
Даже такой властитель дум древнего мира, как Аристотель, и тот пребывал в неведении в этом отношении. Первый, кто начал догадываться, что содержимое черепной коробки каким-то образом причастно к мышлению, был один из основоположников античной медицины Клавдий Гален.
От того момента, когда ученые древности смутно начали догадываться о предназначении головного мозга до твердого признания за ним органа мышления, - понадобилось несколько столетий.
Однако размах и успех в изучении неживой и живой природы относится далеко не ко всем научным проблемам в одинаковой степени. После того, когда была открыта первая тайна, касающаяся мозга, возникла вторая: что такое психическая деятельность? Какие физиологические механизмы лежат в ее основе? Тайна не раскрыта окончательно до сих пор. Начальный этап познания сводится обычно к наблюдениям, к кропотливому собиранию косвенных фактов. Такой период количественного накопления знаний, еще далекого от проникновения в более глубокую сущность, называют феноменологией.
Путь феноменологии по-своему интересен и поучителен.
Когда физиологи начали регистрировать биопотенциалы в мозгу, появилась надежда, что стоит научиться расшифровывать эти электронные иероглифы, вспыхивающие на экране осциллографа, чтобы проникнуть в природу умственной деятельности. Увы! Вскоре стало ясно, что биопотенциалы, хотя и отражают определенные процессы в мозгу, но, в основном, соматического характера и почти не затрагивают психогенных.
Когда были открыты условные рефлексы, поразившие непосредственной близостью к сложным формам поведения, вспыхнула новая надежда пролить свет на природу умственной деятельности. Вопрос оказался спорным.
Автор настоящего очерка на протяжении ряда лет в руководимой им лаборатории при Институте физиологии им. А. Богомольца НАН Украины изучал проблемы, связанные с функциями головного мозга. Оба процесса - условный и рассудочный могут сосуществовать в мозгу; могут вступать в конфликт при некоторых поведенческих ситуациях; не исключено, что каждый из процессов осуществляется на своем макро-или микроструктурном уровнях головного мозга; наконец, - что самое главное, - они никак не могут быть сведены один к другому.
Бесконечно долгая, но тщетная попытка раскрыть физиологические механизмы психической деятельности, привела ряд ученых к пессимистическому взгляду, к сомнению в реальной возможности постичь природу нашего «я», и в результате, к поиску еще одного начала, помимо субстрата мозга, однако суть этого второго начала остается не вполне ясной, переходя в философскую категорию.
Роль головного мозга не ограничивается психической деятельностью. Он осуществляет множество других функций исключительной важности. Для того, чтобы составить хотя бы некоторое представление о них в объеме газетной статьи, необходимо познакомиться с еще одним аспектом - структурной организацией мозга. Тот безвестный естествоиспытатель, который впервые отважился извлечь головной мозг из черепной коробки, прежде всего обратил внимание на то, что этот орган неоднороден, что он составлен из разных частей - структур и центров. Структур в головном мозгу - множество, крупных и мелких. По мере их изучения исследователи присваивали каждой названия по сходству с чем-то - на греческом или латинском языках, поэтому многие из них звучат несколько причудливо.
Остановимся более подробно на двух структурах, принимающих участие в организации столь важных функций, как эмоция и память. Структура, имеющая отношение к эмоциям, расположена в глубине головного мозга и носит название «амигдала», что в переводе с латинского означает миндалина. Совершенно очевидно, что тому исследователю, который впервые описал эту часть мозга, она напоминала плод миндаля. Недалеко от амигдалы расположено другое, относительно крупное образование, конфигурация которого сходна с морским коньком - по гречески «гиппокамп», он то и причастен к запечатлению предшествующих событий - к памяти. Приобщимся же к еще одной тайне, спрятанной в мозгу. Для этого совершим коротенькую экскурсию в нейрохирургическую клинику.
Больной лежит на операционном столе. Хирург разговаривает с ним, следовательно, наркоз не применялся. В мозг больного с лечебной целью через небольшое костное отверстие вводится металлический инструмент, довольно внушительных размеров, по крайней мере, с палец толщиной. Больной ничего не чувствует. Невероятно! Мозг, посредством которого мы ощущаем дуновение ветерка или легкое прикосновение при непосредственном более чем грубом воздействии, ничего не ощущает? Головной мозг человека и животных, действительно, в высшей степени чувствителен, но лишь при рефлекторном раздражении, т. е. через органы чувств - зрительные, слуховые, кожной поверхности. Во всем этом кажущемся несоответствии отражено одно из величайших приспособлений природы. Если бы мозг испытывал боль при непосредственном воздействии на него, то любые нагрузки, такие как энергичный поворот головы, бег, резкие движения вызывали бы нестерпимые болевые ощущения.
Вот почему манипуляции на мозге подопытных животных безвредны. Раздражение слабым электрическим током через вживленные в мозг электроды, не причиняя никаких болевых ощущений, лишь воспроизводит ту функцию, которая присуща данной раздражаемой области. Присмотримся к эксперименту. Перед нами подопытное животное, кошка или обезьяна, с электродами, вживленными в амигдалу. Результат опыта оказался чрезвычайно демонстративным. Раздражение амигдалы слабым током влечет за собой агрессивную реакцию ярости, что выражается в характерном изменении мимики и позы. Еще бы, - скажет Фома Неверующий, - если пустить ток в мозг, то кто угодно придет в ярость. Легко убедиться, что это совсем не так. Раздражение током такой же интенсивности ряда других структур мозга остается без всякой реакции. Более того, в мозгу животных и человека имеются особые участки, стимуляция которых таким же током вызывает приятные ощущения, что дало основание именовать их «зонами удовольствия».
Одновременно с экспериментальным подходом к изучению отдельных мозговых структур, использовался другой подход - клинический, но он не зависел от желания исследователя, а определялся случаем. В течение некоторого времени врач следит за пациентом, подробно записывая симптомы заболевания. В случае смерти мозг подвергался исследованию. При обнаружении дефекта в той или иной структуре оставалось сопоставить причину и следствие. Именно таким путем была выявлена роль уже хорошо знакомого нам гиппокампа. Одно из первых упоминаний об отношении гиппокампа к запоминанию находим в трудах В. Бехтерева. Им был описан больной, страдавший этим дефектом в течение нескольких лет, паталого-анатомическое изучение мозга обнаружило размягчение нервной ткани в области гиппокампа. Более систематические наблюдения над подобными больными начались много позже. Интересен случай, описанный П. Глизом и
Х. Грифитсом из Мичиганского медицинского центра. У больной в течение длительного времени наблюдалось глубокое расстройство памяти, но лишь на недавние события, т. е. краткосрочной, долгосрочная память не пострадала. При посмертном исследовании обнаружена доброкачественная опухоль, поразившая гиппокамп.
Головной мозг представляет собой не только гигантскую сеть сплетения нервных клеток и нервных волокон, он богат также нейрохимическим содержанием: медиаторами, гормонами, метаболитами. Известны заболевания центральной нервной системы, причины которых едва ли можно было бы установить без понимания химических изменений, протекающих в ней. К таковым относятся, например, нарушение непроизвольных сокращений мышц конечностей и лица, известных как дрожание или тремор, а чаще, как болезнь Паркинсона. Одна из причин этого тяжелого заболевания состоит в резком снижении в головном мозгу химических веществ из класса адренергических, так называемого дофамина, конечно не во всем мозгу, а в определенных структурах. Одна из них, особенно богатая содержанием дофамина, известна под названием «стриатум» - от латинского «стриа», полоса, что связано с некоторыми анатомическими особенностями этого мозгового образования. Не трудно представить, как были удивлены исследователи, которым впервые удалось увидеть на посмертном материале больных, страдавших двигательными нарушениями, что стриатум оказался опустошенным от дофамина наполовину, а то и на три четверти. Тогда же было установлено, что предшественник синтеза дофамина в мозгу, так называемый ДОФА (начальные буквы сложной биохимической формулы), будучи получен в лабораторных условиях, становится лекарством и назначается больным, чтобы восполнить его недостаток и оказать лечебное действие.
Человечество всегда будет чтить тех подвижников медицины, которые избавили его от тяжких недугов и эпидемий, но особую благодарность мы испытываем к тем, кто победил боль. На эту тему пишут повести и рассказывают легенды. Вот одна из них. Китайский мудрец сочинял труд и засиделся далеко за полночь, веки его тяжелели. Чтобы преодолеть сонное состояние, мудрец с досадой вырвал несколько своих ресниц и бросил в открытое окно. Наутро, на том месте, куда упали ресницы, появилось растение, обладающее благодатным свойством, оно навевало сон и снимало боль. Растение было названо морфием, по имени мифологического бога сна Морфея. Легенда эта невольно вспоминается в связи с одним из недавних открытий. Было установлено, что вещества подобные морфию, находятся не только в семенах маковых растений, они образуются также в самом организме животных, включая человека, но не в ресницах, как у легендарного китайского мудреца, а в микроскопических нервных окончаниях нижних отделов головного мозга. Вещества эти названы эндорфинами. В процессе эволюции, как видим, природа распорядилась таким образом, чтобы первая защита от болевых посылок, направленных в головной мозг, возникла в нем самом.
Наш очерк о головном мозге приблизился к концу. Но разработка самой проблемы далека от разрешения. Еще много удивительных свойств и проявлений таит в себе этот орган. Природа некоторых из них отчасти раскрыта, отчасти продолжает оставаться предметом дискуссий. Поэт и ученый Вольфганг Гете записал однажды в своем дневнике: «Говорят, что между двумя противоположными мнениями лежит истина...» «Нет -заключает он, - между ними рождается новая проблема».
Привычная схема трещит по швам
Эмиль Крепелин, немецкий психиатр, первым описавший маниакально-депрессивный психоз, отмечал, что его пациенты в состоянии возбуждения и душевного подъема наслаждаются неожиданными рифмами, каламбурами, игрой слов, всевозможными нелепостями речи. Все это входит сегодня в официальное описание мании, а после открытия функциональной асимметрии полушарий - в характеристику левого полушария.
Каждое полушарие воспринимает мир с эмоционально противоположных позиций: левое - оптимистически, правое - пессимистически. Если у человека преобладает левополушарная активность, он склонен смотреть на вещи с надеждой, с энтузиазмом, с азартом, если правополушарная - с унынием и тоской. Больные депрессией - это все люди, у которых доминирует правое. Логично предположить, что при маниакально-депрессивном психозе происходит попеременное преобладание полушарной активности, причем свойства каждого полушария получают предельное выражение.
Но картина не так проста, как кажется. Майкл Познер, невролог из Орегонского университета, установил, что не только левое полушарие склонно к словесным играм, но иногда и правое. А Марк Джордж, невролог из университета Южной Каролины, экспериментирующий с воздействием на мозг пульсирующего магнитного поля, заметил, что это воздействие помогает больным депрессией обрести оптимизм при стимуляции как раз тех участков мозга, где у здорового человека гнездится тоска. «нам остается предположить, - говорит Джордж, - что у больных депрессией особая мозговая химия и особые электрические контуры в мозгу». Простая и привычная схема распределения обязанностей между полушариями трещит по швам, а новая пока не вырисовывается.