Книга: Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли

Освободить внутреннюю бабочку

Освободить внутреннюю бабочку

Если у кого-либо и оставались сомнения относительно того, могут ли пациенты в вегетативном состоянии иметь сознание, следующая статья, опубликованная в весьма уважаемом журнале New England Journal of Medicine, полностью эти сомнения развеяла²¹. Авторы статьи доказали, что с помощью нейровизуализации можно создать канал связи с пациентом, пребывающим в вегетативном состоянии. Весь эксперимент был удивительно прост. Вначале исследователи повторили опыт Оуэна с воображением. Пятидесяти четырем пациентам с нарушениями сознания предложили вообразить, что они играют в теннис или приходят к себе домой. Пятеро из пятидесяти четырех продемонстрировали при этом выраженную активность мозга. Четверо из этих пациентов находились в вегетативном состоянии. Одного из них пригласили на второй сеанс МРТ. Перед каждым сканированием пациенту задавали личный вопрос, например: «У вас есть брат?» Пациент не мог ни двигаться, ни говорить, однако Мартин Монти и его сотрудники просили дать ответ в уме. «Если вы хотите сказать “да”, — говорили они, — вообразите, что играете в теннис. Если хотите сказать “нет”, вообразите тогда свою квартиру. Начинайте, когда мы скажем “отвечайте”, и заканчивайте, когда услышите “расслабьтесь” ».

Эта хитроумная стратегия дала отличные плоды (рис. 30). После пяти вопросов из шести наблюдалась выраженная активность в одной из двух прежде выявленных сетей мозга. (После шестого вопроса активности не было, поэтому ответ не был засчитан.) Исследователи не знали верных ответов, однако, сравнив данные мозговой активности с информацией, полученной от семьи пациента, они очень обрадовались, увидев, что ответы на все пять вопросов были даны правильные.

Рисунок 30. Некоторые пациенты, внешне демонстрирующие признаки вегетативного состояния, при выполнении сложных умственных задач показывают практически нормальную активность мозга, а следовательно, можно предположить, что они находятся в сознании. Пациент в верхней части рисунка не мог ни двигаться, ни говорить, однако корректно отвечал на заданные ему вопросы, активизируя для этого различные участки мозга. Чтобы ответить «нет», он должен был представить, будто входит к себе в квартиру, а «да» — вообразить, что играет в теннис. Когда пациента спросили, звали ли его отца Томас, участки мозга, отвечающие за пространственное ориентирование, активировались так же, как у здорового человека, то есть ответ (соответствующий действительности) был «нет». При этом пациент не демонстрировал никаких признаков способности к коммуникации, а также признаков сознания, и потому считалось, что он пребывает в вегетативном состоянии. На снимке хорошо видны имеющиеся у него обширные поражения мозга

Прервемся на секунду и вообразим себе все, что следует из этих поразительных открытий. В мозгу пациента сохранилась в целости длинная цепь психических процессов. Во-первых, пациент понял вопрос, выбрал правильный ответ и в течение нескольких минут перед сканированием держал его в уме. Для этого у него должно было сохраниться полноценное понимание речи, долгосрочная и рабочая память. Во-вторых, пациент по собственной воле следовал инструкциям, полученным от исследователя, то есть в качестве «да» воображал себе игру в теннис, а в качестве «нет» — ориентацию в воображаемом пространстве. Следовательно, пациент по-прежнему был способен перенаправлять информацию по произвольно выбранному набору модулей мозга, а это само по себе может означать, что глобальное нейронное рабочее пространство осталось незатронуто. И наконец, пациент последовал полученным инструкциям в требуемый момент и с готовностью отвечал «да» или «нет» пять сканирований подряд. Способность к целенаправленному вниманию и переключению с одной задачи на другую говорит о сохранении центральной системы управления. Фактов, конечно, пока маловато, и какой-нибудь требовательный статистик мог бы сказать, что вопросов должно было быть не пять, а двадцать, однако вывод о том, что пациент обладает сознанием и волевым разумом, напрашивается сам собой.

Этот вывод ставит под угрозу принятое сегодня среди клиницистов деление пациентов на категории и заставляет нас взглянуть в глаза непростой правде: некоторые пациенты в вегетативном состоянии имеют лишь соответствующие внешние признаки. Бабочка сознания все еще бьется о стены скафандра, даже если дотошные исследователи-клиницисты ее не замечают.

Новости об исследованиях Оуэна быстро были подхвачены средствами массовой информации. К сожалению, сделанные им открытия зачастую бывали неверно поняты. Один из глупейших выводов, сделанных журналистами, был таков: коматозные пациенты находятся в сознании. Да ничего подобного! Исследователи работали только с пациентами в вегетативном состоянии и в состоянии минимального сознания, а пациентов, пребывающих в коме, не трогали. Но даже и тогда результаты теста были удовлетворительны лишь для малой доли опрошенных (10—20 процентов), то есть, по-видимому, состояние «суперпсевдокомы» встречается сравнительно редко.

На самом деле точных цифр мы не знаем, ведь тесты с использованием нейровизуализации асимметричны. Когда мы получаем положительный ответ, то почти наверняка можем говорить о наличии сознания; если же ответ был дан отрицательный, это может означать, что пациент находился в сознании, но не смог дать правильный ответ по целому ряду причин, в том числе из-за глухоты, речевых нарушений, низкого уровня активного внимания или неспособности к удержанию внимания. Интересно, что отвечали на вопросы исследователей только пациенты, страдавшие от травмы мозга. Все прочие пациенты, лишившиеся сознания в результате серьезного инсульта или дефицита кислорода, не выказывали способности выполнить задание — возможно, потому, что у них, как в случае с Терри Шайво, массово и необратимо пострадали нейроны коры головного мозга. Короче говоря, «чудо» обнаружения сохранного сознания в теле пациента в вегетативном состоянии происходило в очень ограниченном количестве совершенно определенных случаев. Использовать его как довод в пользу неограниченного искусственного поддержания жизни всех пребывающих в коме пациентов было бы крайне неразумно.

Еще больше удивления вызывает тот факт, что тест не смогли пройти тридцать из тридцати одного пациента в состоянии минимального сознания. При тестировании без применения средств нейровизуализации все эти пациенты время от времени демонстрировали признаки сохранной волевой сферы и сознания, однако по какой-то жестокой иронии все, кроме одного, не смогли ясно доказать их наличие во время теста с нейровизуализацией. Почему? Кто знает… Быть может, тест пришелся на момент, когда активное внимание у них было снижено. Быть может, оказавшись в странном шумном аппарате МРТ, они не смогли сконцентрироваться. Быть может, их когнитивные функции были слишком слабы для такой сложной задачи. Выводов можно сделать как минимум два: во-первых, клинический диагноз «состояние минимального сознания» ни в коем случае не означает, что разум пациента совершенно сохранен; во-вторых, тест Оуэна на воображение, по всей вероятности, оставляет за бортом значительные проявления сознания.

Все это означает, что теста, с помощью которого можно будет точно проверить наличие сознания, у нас не будет никогда. Этичнее всего будет разработать целый ряд таких тестов, а потом посмотреть, какие из них позволят установить связь со внутренней бабочкой пациента. В идеальном мире эти тесты должны быть значительно проще, чтобы пациентам не приходилось представлять себе игру в теннис. Кроме того, тесты следовало бы повторять множество раз в разные дни, чтобы не упустить ускользающей искры сознания пациента в псевдокоме. К сожалению, фМРТ для этих целей совершенно не подходит, потому что требует использования сложного и дорогого оборудования, которое, как правило, используют один-два раза максимум. Как заметил сам Адриан Оуэн, «очень тяжело открыть канал коммуникации с пациентом, но не иметь возможности немедленно дать ему и его семье возможность общаться на постоянной основе»²². Даже второго пациента Оуэна, подававшего явные признаки произвольного реагирования, удалось проверить на томографе всего один раз, после чего он вновь вернулся в тюрьму закованного в псевдокому тела.

Понимая всю необходимость скорейшего разрешения этой тяжелой задачи, несколько исследовательских команд принялись за разработку интерфейсов «мозг — компьютер», чтобы можно было использовать значительно более простую технологию электроэнцефалограммы, аппаратура для которой дешева, имеется во всех клиниках и требует лишь усиления электрических сигналов с поверхности головы²³.

К сожалению, на ЭЭГ трудно уловить, когда человек в своем воображении играет в теннис, а когда будто бы входит в собственную квартиру. Поэтому в ходе одного исследования ученые предложили пациентам гораздо более простую инструкцию: «Всякий раз, как услышите сигнал, вообразите, будто вы сжимаете правую руку в кулак, а затем расслабляете ее. Вообразите себе все ощущения, связанные с работой мускулов, как если бы вы на самом деле совершали это движение»²⁴. В ходе другого исследования пациенты должны были вообразить, что шевелят пальцами ног. Пока пациенты воображали эти движения, исследователи искали на ЭЭГ выраженные колебания активности моторной коры. Для каждого пациента с помощью компьютеризированного алгоритма машинного обучения вычленялись сигналы, связанные именно с воображаемым сжатием кулака или именно с шевелением пальцев ног. И для трех из шестнадцати пациентов в вегетативном состоянии техника сработала, хотя при этом она слишком ненадежна и не позволяет полностью исключить вероятности случайного попадания²⁵. (Даже при исследовании здоровых, находящихся в сознании участников метод сработал лишь в девяти случаях из двенадцати.) Нью-йоркская группа исследователей под руководством Николаса Шиффа провела еще один тест, в ходе которого пятеро здоровых волонтеров и трое пациентов должны были вообразить, будто плавают либо входят в свою квартиру²⁶. И снова тест дал вроде бы надежные результаты, однако на слишком малых числах, не позволивших дать окончательный ответ.

Несмотря на все свои недостатки, коммуникация на основе ЭЭГ на сегодня является наиболее многообещающим направлением дальнейших исследований²⁷. Многие инженеры охотно примут вызов и предпримут попытку состыковать компьютер с мозгом. Для этого создаются все более сложные системы. В большинстве своем они пока основаны на направлении взгляда и на зрительном внимании (для многих пациентов это представляет трудности), однако в настоящее время разработчики достигли определенного прогресса в декодировании слухового внимания и моторных образов. Бок о бок с ними шагает игровая индустрия, использующая облегченные беспроводные средства записи. Парализованным пациентам можно хирургически ввести электроды прямо в кору головного мозга. С помощью присоединенного к электродам аппарата пациент с квадриплегией сумел усилием мысли управлять рукой робота²⁸. Возможно, если электроды будут размещены в языковой области коры, в один прекрасный день речевой синтезатор преобразует то, что хотел бы сказать пациент, в самую настоящую речь²⁹.

Перед исследователями открылось множество путей. Теперь ученые могут разрабатывать не только более совершенные коммуникационные устройства для пациентов в псевдокоме, но и новые средства для выявления остаточного сознания. В таких передовых клинических исследовательских центрах, как, например, Coma Science Group (Льеж, Бельгия) под руководством Стивена Лори, интерфейсы «мозг — компьютер» уже вовсю используются в ходе стандартных тестов, проводимых над всеми поступающими в центр пациентами в вегетативном состоянии. Могу предположить, что через двадцать лет никого не удивит парализованный человек в псевдокоме, усилием воли управляющий своей инвалидной коляской.