 |
|
Эксперимент с Филипом
За десять лет до этого Филипа сбросило с мотоцикла, двигавшегося с большой скоростью. В результате этой автокатастрофы ему оторвало все нервы, идущие от левой руки к спинному мозгу. Его рука все еще оставалась на месте, но его поврежденные нервы не могли посылать сигналы в спинной и головной мозг. Рука Филипа стала не просто бесполезной: она превратилась в неподвижный груз, который приходилось все время фиксировать с помощью поддерживающей повязки. В конце концов, он принял решение ампутировать руку. Однако у него осталась ужасная фантомная боль в фантомном локте. Кроме того, у него было ощущение, что фантомная рука парализована, и ему казалось, что если ему каким-нибудь образом удастся ею пошевелить, боль уменьшится. Безысходность этого положения настолько его угнетала, что он начал думать о самоубийстве.
Когда Филип поместил здоровую руку в зеркальный ящик, он не только «увидел», как двигается его «фантом», но и впервые ощутил это движение. Пораженный и переполняемый радостью, Филип сказал, что чувствует, что его фантомная рука «снова подключена».
Тем не менее, как только он переставал смотреть на зеркальное изображение или закрывал глаза, фантом застывал. Рамачандран предложил Филипу взять зеркальный ящик домой и поэкспериментировать с ним в надежде, что ему удастся «отучиться» от паралича, стимулируя процесс пластического изменения, которое перепрограммирует карту мозга. Филип использовал ящик по десять минут в день, но эффект по-прежнему сохранялся только тогда, когда Филип смотрел на зеркальное отображение своей здоровой руки.
Затем спустя четыре недели Рамачандрану позвонил возбужденный Филип. Его фантомная рука не только обрела подвижность, но и исчезла — он ее не чувствовал даже тогда, когда не использовал зеркальный ящик. Вместе с ней исчез фантомный локоть и связанная с ним мучительная боль. Остались только фантомные пальцы, не вызывающие болезненных ощущений.
B. C. Рамачандран, специалист по неврологии иллюзий, стал первым врачом, которому удалось провести, казалось бы, невероятную операцию — успешную ампутацию фантомной конечности .
Образ тела
Рамачандран применял свой ящик для лечения других пациентов, и примерно половина из них избавились от фантомной боли, «разморозили» свои фантомы и начали их контролировать. Другие ученые также обнаружили улучшения состояния у пациентов, которые тренировались с зеркальным ящиком. Функциональная магнитно-резонансная томография мозга показывает, что по мере выздоровления этих пациентов происходит увеличение двигательных карт, соответствующих их фантомам, и сенсорные карты тоже возвращаются к норме.
По-видимому, зеркальный ящик снимает боль, меняя восприятие пациентом образа собственного тела . Это удивительное открытие, потому что оно проливает свет на то, как работает наше сознание, и то, как мы чувствуем боль.
Между болью и образом тела существует тесная связь. Мы всегда чувствуем боль, проецируя ее на тело. Потянув спину, вы говорите: «Моя спина меня убивает!», а не «Моя система боли меня убивает!». Но пример фантомов свидетельствует, что нам не нужна определенная часть тела или даже специальные рецепторы, чтобы почувствовать боль. Нам нужен только образ тела [98], создаваемый картами нашего мозга. Люди со здоровыми конечностями обычно этого не понимают, потому что у них телесные образы конечностей проецируются на реальные конечности, исключая возможность отделить образ тела от него самого. «Ваше собственное тело аналогично фантому, — говорит Рамачандран, — такой фантом ваш мозг создает исключительно ради удобства».
В наши дни специалистам достаточно часто приходится сталкиваться с искаженными образами тела, которые служат ярким свидетельством существования различия между телесным образом и самим телом. Страдающие нервной анорексией[99]девушки, находясь на грани истощения, ощущают свои тела как толстые. Люди с искаженными телесными образами (расстройство, называемое «дисморфофобия») воспринимают какие-то (абсолютно нормальные) части своего тела как дефективные. Они думают, что их уши, нос, губы, грудь, пенис, вагина или бедра слишком большие или слишком маленькие или просто «не такие, как надо», и невероятно стыдятся их. Мэрилин Монро считала, что у ее тела есть множество недостатков. Страдающие дисморфофобией часто прибегают к помощи пластической хирургии, но даже после операции чувствуют себя безобразными. На самом деле они нуждаются в «нейропластической хирургии», которая поможет им изменить образ тела.
Успех, достигнутый Рамачандраном при лечении фантомов, навел его на мысль о возможности существования способов, позволяющих исправить искаженный телесный образ. Чтобы лучше понять, что он подразумевает под образом тела, я спросил: не может ли он продемонстрировать различие между этим психическим конструктом и физическим телом.
Он достал фальшивую резиновую руку, похожую на те, которые продают в сувенирных магазинах, затем посадил меня за стол. Фальшивую руку он положил передо мной в паре сантиметров от края стола так, чтобы ее пальцы были параллельно краю. Он попросил меня положить мою руку на стол параллельно фальшивой руке, но уже на расстоянии 10 см от края. Моя рука и фальшивка были идеально выровнены и направлены в одну сторону. Между фальшивой рукой и мой собственной он установил картонный экран, чтобы я мог видеть только фальшивую руку.
Затем он резко ударил по фальшивой руке, которая была мне видна, и одновременно ударил мою руку, спрятанную за экраном. Ударяя по большому пальцу фальшивой руки, он бил и по моему большому пальцу. Трижды ударяя по мизинцу фальшивой руки, он в том же самом ритме ударял три раза по моему мизинцу. Дотрагиваясь до среднего пальца резиновой руки, он трогал мой средний палец.
Через несколько минут мне начало казаться, что я воспринимаю ощущение удара, исходящее от резиновой руки. Поддельная рука стала частью образа моего тела! Эта иллюзия действует по тому же принципу, который заставляет нас думать, что куклы чревовещателей, мультипликационные персонажи или киноактеры в фильмах действительно говорят, потому что их губы двигаются синхронно со звуком.
Затем Рамачандран продемонстрировал мне еще более простой прием. Он попросил меня положить правую руку под стол. После этого он начал стучать по крышке стола одной рукой, а другой — по моей руке, которая находилась под столом и была мне не видна, выполняя эти движения в идентичном ритме. Через несколько минут я почувствовал, что телесный образ моей руки слился со столешницей (как бы фантастически это ни звучало), и мне стало казаться, что ощущение удара исходит от стола. Рамачандран создал иллюзию, в которой сенсорный образ моего тела расширился настолько, что включил в себя предмет мебели!
Во время этого эксперимента Рамачандран, кроме того, измерял кожно-гальваническую реакцию[100]на руке, что позволяет оценить стрессовые реакции. Оказалось, что при ударе молотком по столу (когда образ тела человека уже включает в себя стол) стрессовая реакция испытуемого достигает максимальной высоты, словно Рамачандран бьет молотком по его реальной руке.
Боль — это заключение мозга о состоянии здоровья организма
По мнению Рамачандрана, боль, как и телесный образ, формируется мозгом и проецируется на тело. Такое утверждение не согласуется с традиционным неврологическим представлением о боли. Ранее неврологи думали, что когда мы получаем какое-либо повреждение, наши рецепторы боли посылают односторонний сигнал в болевые центры мозга, и интенсивность воспринимаемой боли пропорциональна серьезности травмы. Принято считать, что боль всегда дает нам точный отчет о повреждении. Это традиционное представление исходило из того, что мозг — пассивный получатель информации о боли. Однако оно было опровергнуто в 1965 году, когда невролог Рональд Мелзак (канадец, изучавший фантомные конечности и боли) и Патрик Уолл (англичанин, занимавшийся изучением боли и нейропластичности) написали самую важную статью в истории исследования боли. Теория Уолла и Мелзака утверждает, что болевая система распространяется на весь головной и спинной мозг, а головной мозг не только не является пассивным получателем информации, но и постоянно контролирует сигналы той боли, которую мы чувствуем[101].
Созданная Мелзаком и Уоллом «теория контроля ворот» предполагает существование ряда механизмов контроля, или «ворот», между местом травмы и головным мозгом. До того, как сообщения о боли, пересылаемые от поврежденной ткани, попадают в головной мозг, они проходят через серию «ворот», которая начинается в спинном мозге. Однако эти сообщения могут передвигаться только, если мозг даст на это «разрешение», определив, насколько они важны для того, чтобы быть пропущенными. Если разрешение дано, ворота открываются и усиливают ощущение боли, позволяя определенным нейронам активироваться и передать сигналы. Мозг также может закрыть ворота и блокировать болевой сигнал с помощью эндорфинов — своеобразных наркотических веществ, вырабатываемых телом для ослабления боли.
«Теория контроля ворот» действует для всех видов болевых ощущений. Например, когда во время Второй мировой войны американские войска высадились в Италии, 70 % солдат, которые было серьезно ранены, сообщали, что не чувствуют боли и не нуждаются в обезболивающих средствах. Люди, раненные на поле боя, часто не замечают боли и продолжают сражаться, словно мозг закрывает «ворота», чтобы внимание ведущего бой солдата было сосредоточено на том, как спастись от опасности[102]. Только когда он оказывается в безопасности, болевые сигналы получают разрешение пройти к мозгу.
Врачам давно известно, что пациенту, который надеется избавиться от боли с помощью таблетки, это, как правило, удается сделать, даже если ему дают плацебо (таблетку-«пустышку», не содержащую никаких лекарственных веществ), функциональная магнитно-резонансная томография мозга свидетельствует о том, что во время действия эффекта плацебо мозг ослабляет функционирование своих собственных участков, отвечающих за боль. Когда мать утешает поранившегося ребенка, гладя его и ласково разговаривая с ним, она помогает мозгу ребенка снизить степень боли. То, насколько сильную боль мы испытываем, в значительной степени определяется нашим мозгом и сознанием — нашим текущим настроением, прошлым опытом боли, психологией и собственным восприятием тяжести травмы.
Уолл и Мелзак утверждают, что нейроны в нашей болевой системе гораздо более пластичны, чем нам кажется, и что важные болевые карты в спинном мозге могут меняться в зависимости от повреждения. Они также считают, что хроническая травма может заставить клетки в болевой системе активироваться легче, приводя к пластическому изменению, которое делает человека гиперчувствительным к боли[103]. Кроме того, карты могут увеличивать свое рецептивное поле, переходя к представлению большей поверхности тела и повышая чувствительность к боли. При изменении карт болевые сигналы в одной карте могут «выдавать информацию» в соседние болевые карты. В результате может возникнуть «отраженная боль»: у нас болит одна часть тела, а боль мы чувствуем в другой. Иногда одиночный болевой сигнал распространяется по всему мозгу, и тогда боль сохраняется даже после того, как ее первоначальный стимул прекратился.
Теория «контроля ворот» позволила разработать новые методы лечения для блокирования боли. Совместно с другими учеными Уолл изобрел «чрескожную электрическую стимуляцию нервов», или TENS. Она предполагает использование электрического тока для стимуляции нейронов, которые подавляют боль, и, по сути, помогает «закрыть ворота».
Эта теория также заставила западных ученых относиться менее скептически к акупунктуре, которая снижает боль за счет стимуляции определенных точек на теле, нередко располагающихся достаточно далеко от того места, где человек чувствует боль. Представляется вполне возможным, что акупунктура активирует нейроны, которые подавляют боль, закрывая ворота и блокируя ее восприятие.
Мелзак и Уолл сделали еще одно революционное открытие — что болевая система включает в себя двигательные компоненты. Порезав палец, мы рефлекторно сжимаем его, т. е. совершаем двигательный акт. Мы инстинктивно оберегаем поврежденную лодыжку, пытаясь найти для нее безопасное положение. Механизм защиты посылает команду: «Не шевели даже мышцей, пока с лодыжкой не станет лучше».
Развивая теорию «контроля ворот», Рамачандран выдвинул свою следующую идею о том, что боль представляет собой сложную систему, находящуюся под контролем пластичного мозга. Он выразил эту идею в следующей фразе: «Боль — это заключение мозга о состоянии здоровья организма, а не просто рефлексивная реакция на телесное повреждение». Прежде чем запустить механизм боли, мозг собирает информацию из множества источников. Рамачандран также говорит, что «боль это иллюзия» и что «наш мозг — это механизм продуцирования виртуальной реальности» , который познает мир опосредованно и обрабатывает информацию о нем на расстоянии, создавая модель в нашей голове. Таким образом, боль так же, как образ тела, является творением нашего мозга. Если Рамачандран смог с помощью зеркального ящика изменить образ тела и уничтожить фантом и присущую ему боль, не может ли он использовать его для того, чтобы заставить исчезнуть хроническую боль в реальной конечности?
Выученная боль
Рамачандран считал, что, возможно, ему удастся вылечить «хроническую боль первого типа», которую люди испытывают при заболевании, называемом «симпатическая рефлекторная дистония». В этом случае незначительное повреждение, ушиб или укус насекомого на кончике пальца вызывают настолько мучительную боль во всей конечности, что «механизм защиты» заставляет пациента вообще ею не двигать. Заболевание может сохраняться долгое время после получения повреждения и нередко приобретает хроническую форму, сопровождающуюся ощущением острого дискомфорта и сильной боли даже при легком почесывании или поглаживании кожи. Рамачандран предположил, что пластическая способность мозга к самореорганизации ведет к возникновению патологической формы защиты .
Защищаясь, мы не позволяем нашим мышцам двигаться и усугублять повреждение. Если нам приходится сознательно напоминать себе о том, что двигаться нельзя, мы утомляемся и совершаем ошибки, причиняем самим себе вред и чувствуем боль. Теперь предположим, как это сделал Рамачандран, что мозг предупреждает ошибочное движение, включая механизм боли за мгновение до того , как мы его сделаем, то есть между временем, когда двигательный центр дает команду двигаться, и тем временем, когда это движение совершается. Разве можно найти для мозга лучший способ предотвратить движение, чем сделать так, чтобы сама двигательная команда запускала механизм боли?[104]
Рамачандран пришел к убеждению, что у пациентов с хронической болью двигательная команда «подключается» к болевой системе, поэтому даже после излечения конечности она по-прежнему запускает механизм боли, как только мозг посылает команду двинуть рукой. Рамачандран назвал это «выученной болью» и задумался над тем, может ли зеркальный ящик помочь в ее ослаблении.
При лечении таких пациентов используют все традиционные методы: прерывание нервной связи с вызывающей боль областью, физиотерапия, болеутоляющие средства, акупунктура и остеопатия, — но, как правило, безрезультатно. Во время исследования, проводимого группой ученых, в числе которых был Патрик Уолл, пациентов проинструктировали помещать обе руки в зеркальный ящик, сев при этом так, чтобы они могли видеть только здоровую руку и ее отражение в зеркале. Затем их попросили двигать здоровой рукой в ящике в том направлении, в каком они захотят (а по возможности, и пораженной рукой) по десять минут несколько раз в день в течение нескольких недель. Предполагалось, что отражение движения, возникающего без участия двигательной команды, заставит мозг пациента убедиться, что теперь поврежденная рука может свободно двигаться без боли. Или же упражнение позволит мозгу усвоить, что защита больше не нужна, поэтому следует разорвать нейронную связь между командой на осуществление движения и болевой системой.
Пациентам, которые страдали от болевого синдрома всего два месяца, стало лучше. В первый день тренировок боль уменьшилась, и облегчение продолжалось даже после завершения работы с зеркалом. Через месяц боль у них полностью прошла. Пациенты, у которых болевой синдром был от пяти месяцев до года, не добились таких же хороших результатов, но избавились от скованности в конечностях и смогли вернуться к работе. У тех, кого боль не отпускала больше двух лет, не получили никаких улучшений.
В чем же причина? Одно из сделанных учеными предположений заключалось в том, что пациенты, страдавшие от давней боли, не двигали своими защищенными конечностями так долго, что соответствующие им двигательные карты начали таять (вспомним принцип «не использовать — значит потерять»). Все, что осталось — немногочисленные связи, которые были наиболее активны, когда конечность использовалась в последний раз. И, к сожалению, это были связи с болевой системой (совсем как в случае с пациентами, носившими гипс перед ампутацией, у которых возникли соответствующие фантомы).
Австралийский ученый Д. А. Мосли считал, что, возможно, ему удастся помочь пациентам, которым не удалось вылечиться с помощью зеркального ящика из-за того, что они часто испытывали очень сильную боль, не позволявшую им двигать конечностями во время сеанса терапии. Он полагал, что формирование новой двигательной карты поврежденной конечности с помощью ментальных упражнений может привести в действие процесс пластических изменений. Он просил своих пациентов просто представить , как они двигают своими вызывающими боль конечностями, не совершая движений, чтобы активировать соответствующие двигательные зоны мозга. Кроме этого, пациенты смотрели на изображения рук, чтобы определить, какие из них правые, а какие левые, до тех пор, пока у них не получалось делать это быстро и точно — хорошо известное задание для активации двигательной области коры головного мозга. Им показывали руки в разных положениях и просили представлять их в своем воображении в течение пятнадцати минут три раза в день. После выполнения упражнений на визуализацию они проходили зеркальную терапию, и после двенадцати недель этой терапии у некоторых пациентов боль уменьшилась, а у половины исчезала полностью.
Представьте, насколько это замечательно — перед нами совершенно новый метод лечения наиболее мучительной — хронической боли, который использует воображение и иллюзию для пластической реструктуризации карт мозга без применения лекарственных препаратов, иголок и электричества.
Открытие болевых карт мозга также позволяет разработать новые подходы к хирургическим вмешательствам и использованию обезболивающих средств. Например, послеоперационные фантомные боли можно минимизировать, если сделать хирургическому больному местную блокаду нервов или местную анестезию, которая будет действовать на периферические нервы до того, как он будет введен в состояние сна с помощью общего наркоза. Болеутоляющие средства, назначенные до проведения хирургической операции, а не после, могут предотвратить пластические изменения в болевых картах мозга[105], способные «зафиксировать» боль.
Рамачандран и Эрик Альтшулер продемонстрировали возможность эффективного использования зеркального ящика для решения других проблем, не связанных с фантомными органами и болями, таких как паралич ног у пациентов с инсультом. Зеркальная терапия отличается от терапии Тауба тем, что она «обманным путем» заставляет мозг пациента убедиться, что он двигает поврежденной рукой, и, таким образом, начинает стимулировать двигательные программы для этой конечности. Еще одно исследование показало, что зеркальная терапия может пригодиться для подготовки парализованных пациентов, перенесших тяжелый инсульт и не использующих одну из сторон тела, к прохождению лечения по методу Тауба. Участвовавшему в этом исследовании пациенту удалось восстановить некоторые двигательные навыки руки, и это стало первым случаем последовательного использования двух новаторских подходов к лечению, ориентированных на нейропластичность — зеркальной терапии и терапии «принудительным использованием».
* * *
Родившись в Индии, Рамачандран вырос в мире, где многие вещи, кажущиеся невероятными западному человеку, воспринимаются как самые обычные. Он с детства знал о йогах, которые облегчают боль и страдания с помощью медитации и ходят босиком по раскаленным углям или лежат на гвоздях. Он видел религиозных людей, находившихся в состоянии транса, протыкавших свои подбородки иглами. Древнеиндийская философия говорит о том, что все живое меняет свою форму; сознание способно влиять на тело. Иллюзия же считается настолько важной мировой силой, что предстает в образе Майи, богини иллюзии. Рамачандран перенес ощущение чуда с индийских улиц в западную неврологию, и в своей работе поднимает вопросы, объединяющие их в единое целое. Что такое транс, как не закрытие ворот боли внутри нас? Почему мы думаем, что фантомная боль менее реальна, чем обычная боль? А еще Рамачандран напоминает нам о том, что великую науку по-прежнему можно делать с элегантной простотой.
Глава 8
Воображение
Как действуют наши мысли
Я нахожусь в Бостоне, в лаборатории магнитной стимуляции мозга Медицинского центра Бет Израэль Диконесс при Гарвардской медицинской школе. Во главе этого центра стоит Альваро Паскуаль-Леоне, который проводит эксперименты, доказывающие, что мы можем изменить топографию нашего мозга, просто используя мысленные образы. Он только что закрепил аппарат, напоминающий по форме весло, на левой стороне моей головы. Это устройство предназначено для транскраниальной магнитной стимуляции, или ТМС, и может влиять на мое поведение. Внутри пластикового корпуса аппарата находится катушка медной проволоки, через которую проходит электрический ток, создающий переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, устремляется в мой мозг — в аксоны моих нейронов, а оттуда в двигательную зону моей руки в коре головного мозга. Переменное магнитное поле индуцирует в коре электрический ток. Паскуаль-Леоне стал первым, кто использовал ТМС для активации нейронов. Каждый раз, когда он включает источник магнитного поля, четвертый палец на моей правой руке приходит в движение, потому что он стимулирует область моего мозга размером примерно в 0,5 кубического сантиметра, состоящую из миллионов клеток — зону мозга для этого пальца.
ТМС — это мостик, перекинутый к моему мозгу. Его магнитное поле безопасно и безболезненно проходит через мое тело, индуцируя электрический ток только в момент достижения нейронов. Уайлдеру Пенфилду приходилось вскрывать череп хирургическим путем и имплантировать электрический зонд в мозг для стимуляции двигательной или сенсорной областей коры. Когда Паскуаль-Леоне включает прибор и заставляет мой палец двигаться, я ощущаю в точности то же самое, что чувствовали пациенты Пенфилда, когда он вскрывал их череп и воздействовал на их мозг большими электродами.
Паскуаль-Леоне
Альваро Паскуаль-Леоне достаточно молод, но уже успел многого достичь в своей области. Он родился в 1961 году в Валенсии, в Испании. Родители Альваро, врачи по профессии, отдали его в немецкую школу, где, прежде чем заняться медициной, он, как многие специалисты по нейропластичности, изучал работы греческих и немецких философов. Он получил степень доктора медицины и доктора физиологии в Университете Фрейбурга, затем приехал в Соединенные Штаты для продолжения обучения.
У Паскуаль-Леоне кожа оливкового цвета, темные волосы и выразительный голос. О серьезных вещах он говорит с оттенком шутливости. Главное место в его кабинете занимает компьютерный монитор с большим экраном, который он использует для демонстрации того, что видит в мозге через свое «окно» ТМС. В его компьютер со всех концов света стекаются электронные сообщения от его коллег и соратников. Расположенные за его спиной полки заполнены книгами по электромагнетизму, и повсюду разложены бумаги.
Паскуаль-Леоне был первым ученым, который использовал ТМС для картирования мозга. В зависимости от интенсивности и частоты ТМС может применяться для активации какой-либо области мозга или блокирования ее деятельности. Желая определить функцию конкретного участка мозга, Паскуаль-Леоне применяет импульсы ТМС, чтобы временно блокировать этот участок, а затем устанавливает, какая психическая функция утрачена.
Он также первым начал использовать высокочастотную «повторяющуюся ТМС», или пТМС. Высокочастотная повторяющаяся ТМС может вызвать такую сильную активацию нейронов, что они возбуждают друг друга и остаются в активированном состоянии даже после того, как первоначальный импульс пТМС прекращается. Это позволяет на некоторое время активировать участок мозга, что может быть использовано в терапевтических целях. Например, при некоторых типах депрессии префронтальная кора головного мозга частично дезактивирована и функционирует недостаточно хорошо. Группа Паскуаль-Леоне первой показала эффективность пТМС при лечении таких пациентов с тяжелой формой депрессии. Семьдесят процентов тех, кому не помогли никакие традиционные методы лечения, выздоровели с помощью пТМС, при этом у них наблюдалось меньше побочных эффектов, чем при назначении лекарственных препаратов.