Книга: Эмоциональная жизнь мозга

Нейропластичность в больнице

Нейропластичность в больнице

Осознание того, что чувственный опыт способен изменить соединения в мозге, повлекло за собой важные реальные последствия. Облава по поводу обезьян из Сильвер-Спринг стоила Эдварду Таубу нескольких лет работы, когда он боролся с гражданскими и уголовными обвинениями, но в итоге вернулся к исследованию. И хотя ученый был поставлен к позорному столбу за плохое обращение с обезьянами, он настаивал, что все его действия были совершены с намерением помочь парализованным людям. К 90-м годам он вполне выполнил свое обещание, освоив силу нейропластичности, обнаруженной у обезьян (чьи области мозга были «переназначены», чтобы справиться с новой работой), чтобы разработать терапию, которая помогла многочисленным парализованным пациентам снова начать двигаться. Исходя из открытия, что область мозга у обезьян может выполнять новую функцию, Тауб сделал следующий вывод: люди, у которых паралич повредил одну область мозга, способны натренировать его здоровую часть, чтобы та приняла на себя функции поврежденной.

Он назвал этот способ лечения терапией движением, индуцированным ограничением. Я проиллюстрирую, как это работает, на примере человека, у которого паралич повредил область двигательной коры, оставив одну руку парализованной. Тауб на четырнадцать дней поместил здоровую руку пациента в перевязь и ладонь – в специальную рукавицу на девяносто процентов времени бодрствования. Таким образом у человека не было выбора – он должен был пытаться использовать парализованную руку в повседневной жизни и в реабилитационных упражнениях, которые разработал Тауб. Упражнения по шесть часов в день в течение двух недель включали в себя интенсивное использование парализованной руки, которая на самом деле могла слегка функционировать. Пациент играл в домино, держал карточки, чашки и столовые приборы, брал сэндвичи, вставлял колышки в отверстия – не так уж и хорошо, не быстро, часто неудачно (по крайней мере поначалу). Но в результате подобных длительных занятий большинство пациентов значительно продвинулись и во многом сумели восстановить подвижность своей «бесполезной» руки. Они смогли сами одеваться, есть, брать предметы, умело выполняя почти в два раза больше повседневных дел, чем парализованные пациенты, которые не проходили терапию движением, индуцированным ограничением. И эти улучшения проявились не только у недавних жертв паралича. Даже те, кто страдал от него годами, начав терапию, добились неплохих результатов – смогли чистить зубы, причесываться, пользоваться вилкой, пить из стакана и тому подобное.

Создание изображения мозга открыло причину этого успеха. Тауб обнаружил то, что он назвал «обширной, зависящей от использования реорганизацией мозга, при которой привлекаются к участию его существенные новые участки», чтобы взять на себя функцию области, которая была повреждена параличом. «Область, ответственная за производство движений пострадавшей руки, практически удваивается в размерах, а части мозга, которые обычно не задействованы, области, прилегающие к зоне инфаркта, привлекаются к участию», – отметил Тауб. Впервые эксперимент продемонстрировал перенастройку мозга в результате физической терапии после паралича.

Как показали исследование Тауба и другие эксперименты, такая пластичность мозга развивается в одном из трех направлений. У некоторых пациентов соседняя с двигательной корой область принимает на себя функции недееспособной. У других премоторная кора (которая обычно только планирует движения, но не руководит их исполнением) взяла на себя функции поврежденной области двигательной коры. А у третьих пациентов реорганизация мозга была весьма значительной: если паралич повредил правую сторону двигательной коры (оставив парализованной левую руку), соответствующая область левой двигательной коры брала на себя ее функции, но при этом без видимого влияния на ее способность выполнять свою изначальную работу, то есть двигать правой рукой. Грубо говоря, мозг обладает властью задействовать здоровые нейроны для выполнения функции тех, которые были повреждены. Нейропластичность позволяет мозгу переназначать работу.

Тем не менее в случае с нейроплатичностью все не так уж хорошо. Скептики до сих пор говорят о том, что она возможна только в экстремальных условиях, таких как паралич. Тауб же доказывал обратное. Он нанял скрипачей и других музыкантов, играющих на струнных инструментах, для исследования визуализации мозга, чтобы изучить область, контролирующую четыре пальца, которые перепрыгивают со струны на струну при исполнении музыкальных произведений. Эти «аппликатурные пальцы» получают интенсивную нагрузку и должны иметь превосходные моторные навыки – так же, как у трехполосных дурукули из Калифорнийского университета, которые научились осторожно помещать свои пальцы на вращающийся диск. И Тауб обнаружил, что его музыканты не отличались от обезьян. У скрипачей объем пространства в соматосенсорной коре, посвященного регистрации ощущений из пальцев левой руки, был гораздо больше, чем у немузыкантов. Особенно велик объем этой области оказался у тех, кто начал серьезно заниматься музыкой до двенадцати лет (хотя это увеличение также отмечается у людей, которые берутся за инструмент во взрослом возрасте). Мозг претерпевает сильные изменения, демонстрируя зависящую от использования кортикальную реорганизацию.

«Пластичность – это существенное свойство человеческого мозга», – считает Паскаль-Леон. «Потенциал мозга взрослого человека к “перепрограммированию” может быть значительно больше, чем предполагали ранее», – заключили он и его коллеги в 2005 году. Нейропластичность позволяет мозгу пойти против собственного генома, который диктует, что одна область мозга будет «видеть», а другая «слышать», что одна точка соматосенсорной коры станет ощущать правый большой палец, а другая – локоть. Эта генетически управляемая программа подходит для большинства людей и большей части условий, но не для всех и не всегда (то есть не в том случае, когда мы теряем зрение, или страдаем от паралича, или посвящаем себя совершенствованию игры на скрипке). Природа наделила человеческий мозг гибкостью и пластичностью, что позволяет ему адаптироваться к требованиям мира, в котором он находится. Мозг не является неизменным и статичным, он непрерывно изменяется – в соответствии с тем образом жизни, который мы ведем.

До сих пор в обсуждении нейропластичности мы видели, что мозг способен изменять функцию конкретных структур в ответ на предъявляемые к нему сенсорные и двигательные требования. Интенсивная двигательная тренировка стимулирует мозг парализованных пациентов реорганизовываться таким образом, чтобы здоровые области могли стать заменой недееспособных; интенсивная музыкальная практика увеличивает области, отвечающие за чувствительность аппликатурных пальцев; отсутствие зрительных сигналов заставляет зрительную кору обрабатывать звуки или прикосновения. В каждом случае причина была внешней по отношению к мозгу – сенсорные или двигательные сигналы поступают с большей интенсивностью (у скрипачей, парализованных пациентов, проходящих реабилитацию) либо не поступают совсем (у слепых и глухих людей). А что насчет сигналов, которые поступают из самого мозга – то есть из мыслей?