Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку

Сэм Кин

Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку

Совершенный мозг –

«Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку / Сэм Кин ; [пер. с англ. К. Савельева].»: Эксмо; Москва; 2015

ISBN 978-5-699-81855-6

Аннотация

Сэм Кин, известный американский писатель, признанный мэтр жанра научно-популярной литературы, предлагает увлекательное путешествие во времени. Вы узнаете, как на протяжении столетий менялось представление о мозге и как курьезные, порой страшноватые, а иногда и просто фантастические случаи помогали совершить прорыв в науке и медицине. Каждая глава книги представляет собой невероятную, увлекательную и правдивую историю о том, на что способен мозг человека, если что-то (или кто-то) воздействует на него со стороны, будь то болезнь, скальпель хирурга или… железный лом.

Сэм Кин

Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку

…но тогда

Дробили череп, люди умирали,

И был конец; теперь они встают

С челом пробитым…

Уильям Шекспир. Макбет

Sam Kean

THE TALE OF THE DUELING NEUROSURGEONS

Copyright © 2014 by Sam Kean

This edition published by arrangement with Little, Brown and Company,

New York, New York, USA. All right reserved

Перевод Кирилла Савельева

Из этой книги вы узнаете:

✔ Как неумение вовремя остановиться погубило Генриха II – Глава 1

✔ Как в Средние века изучали анатомию людей на козах и коровах – Глава 1

✔ Кто убил американского президента Гарфилда – безумный преступник или врачи – Глава 2

✔ Как случай помог Камилло Гольджи разглядеть нейроны во всей красе – Глава 2

✔ Кем был убийца американского президента Маккинли – шизофреником или анархистом – Глава 2

Как сон про сердце лягушки помог понять работу мозга и получить Нобелевскую премию – Глава 2

✔ Как клетки мозга взаимодействуют между собой – теория «поваров» и теория «радистов» – Глава 2

✔ Как депрессия влияет на работу мозга и работа мозга на депрессию – Глава 2

✔ Как слепой человек стал великим путешественником: безграничные возможности мозга – Глава 3

✔ Как работают нейронные цепи: принцип наезженной колеи – Глава 3

✔ Как музыка может быть фиолетовой, а апельсины шокирующими: синестезия – Глава 3

✔ Как ученые отвечают на вопрос: восстанавливаются ли нервные клетки – Глава 3

✔ Как возможности мозга позволяют преодолеть паралич, слепоту и последствия гентамицина – Глава 3

✔ Как талантливая художница возвращала к жизни покалеченных солдат – Глава 4

✔ Как драма Русско-японской войны способствовала изучению зрительной коры мозга – Глава 4

✔ Как кошки помогли выявить избирательность работы нейронов – Глава 4

✔ Как повреждения зрительной коры меняют восприятие окружающей действительности – Глава 4

✔ Как обычный вирус герпеса может уничтожить способность узнавать животных – Глава 4

✔ Почему мы видим лица там, где их нет – в узорах обоев, нагромождении камней и рельефе других планет – Глава 4

✔ Как врачи научились делать трансплантацию лиц – Глава 4

✔ Что «чувствуют» ампутированные конечности – Глава 5

✔ Как индийские туземцы поспособствовали созданию самого смертоносного оружия XIX века – Глава 5

✔ Как представлены различные части тела в нашем мозге: карты и территории – Глава 5

✔ Как «ампутировать» фантомную конечность с помощью зеркала – Глава 5

✔ Как умирали от смеха аборигены Папуа – Новой Гвинеи – Глава 6

✔ Как поедание мозга соплеменников чуть не уничтожило целую народность – Глава 6

✔ Что общего у болезни каннибалов куру, болезни Альцгеймера и «коровьего бешенства» – Глава 6

✔ Как проблемы шишковидной железы делают людей карликами или гигантами – Глава 7

✔ Как и почему мимика может улучшать или ухудшать настроение – Глава 7

✔ Как редкая болезнь может навсегда избавить от страха – Глава 7

✔ Как связаны височные доли коры и сексуальная ориентация – Глава 7

✔ Как эмоции помогают делать нам правильный выбор – Глава 7

Как мы принимаем мудрое решение – с помощью рассудка или с помощью эмоций – Глава 7

✔ Как ученые искали душу с помощью электрического тока – Глава 8

✔ Как эпилепсия может служить источником божественного вдохновения – Глава 8

✔ Как исследовали мозг живого человека: самый неэтичный эксперимент XIX века – Глава 8

✔ Как составляли карту мозга: сенсорный и моторный гомункулус – Глава 8

✔ Как инсульт вмешивался в историю Америки: синдром игнорирования и анозогнозия – Глава 9

✔ Как иллюзии помогают понять происхождение и работу разума – Глава 9

✔ Как отсутствие эмоционального отклика при узнавании превращает знакомого человека в его двойника – Глава 9

✔ Как рука может взбунтоваться против своего владельца: магнетический захват и рукопашный бой – Глава 9

✔ Как рисовая диета и алкоголизм разрушают память и способность говорить правду – Глава 10

✔ Как удаление гиппокампа может избавить от эпилептических припадков, но лишить памяти – Глава 10

✔ Как люди без памяти помогают изучать ее – Глава 10

✔ Как жилось человеку, который помнил все: побочные эффекты абсолютной памяти – Глава 10

✔ Как и почему искажаются наши воспоминания – Глава 10

✔ Как искали и нашли речевой центр мозга – Глава 11

✔ Как можно уметь писать, не умея читать – Глава 11

✔ Как изучали связи между полушариями: хитроумные и жестокие эксперименты – Глава 11

✔ В чем правое полушарие может обыграть левое – Глава 11

✔ Как и в чем нам помогает межполушарная асимметрия – Глава 11

✔ Как возникает разум: есть ли ответ на главный вопрос неврологии – Глава 11

✔ Как жилось человеку, через голову которого пролетел лом: самый известный пациент неврологов – Глава 12

✔ Как и где рождается сознание: еще один ключевой вопрос неврологии – Глава 12

Часть I

Общая анатомия

Введение

Я не могу засыпать на спине, вернее, не осмеливаюсь этого делать. В таком положении я часто впадаю в пограничное состояние, когда разум просыпается, но тело остается неподвижным. В этой сумеречной зоне я могу ощущать, что происходит вокруг: солнечный свет, льющийся из-за занавесок, голоса прохожих на улице, прикосновение одеяла к ногам. Но когда я приказываю своему телу зевнуть, потянуться и вернуться к утренним делам, ничего не происходит. Я повторяю приказ: «Ну же, вставай!», – но он эхом возвращается ко мне без какого-либо эффекта. Тогда я начинаю бороться и стараюсь пошевелить пальцем ноги или расширить ноздри… Бесполезно! Это все равно что возродиться в виде живой статуи. Это нечто противоположное лунатизму и прогулкам во сне, это – сонный паралич.

Самое плохое – паника. Проснувшись, мой разум ожидает, что я буду делать глубокие вдохи и наполнять легкие воздухом, чувствовать, как грудная клетка поднимается и опадает. Но мое тело, которое физиологически по-прежнему спит, вдыхает воздух лишь маленькими порциями. Тогда я начинаю задыхаться, и меня охватывает паника. Даже сейчас, когда я пишу эти строки, то чувствую, как сжимается гортань.

Как бы плохо это ни выглядело, некоторым «сонным паралитикам» повезло еще меньше. Мои эпизоды продолжаются недолго: концентрируя всю свою энергию в правом мизинце в соответствии с практикой дзэн, я обычно выхожу из транса за несколько минут. У других людей эти эпизоды продолжаются часами и всю ночь мучают их.

Один ветеран корейской войны рассказал, что за эпизод сонного паралича он испытал больше ужаса, чем за год военных действий. Другие люди впадают в нарколептическую дремоту в дневное время. Одну бедную англичанку трижды объявляли мертвой, а как-то раз она даже проснулась в морге. Некоторые имеют внетелесный опыт и чувствуют, как их дух перемещается по комнате.

Самые несчастные ощущают зловещее «присутствие» – демона, ведьмы или инкуба, – который усаживается им на шею и душит их. В наши дни люди иногда приплетают ощущение сонного паралича к историям о похищении пришельцами, считая, что таким образом их обездвиживают для исследования.

Разумеется, сонный паралич не открывает портал в сверхъестественные миры. И, что бы мне ни казалось в молодости, сонный паралич не является свидетельством расщепления личности: разум не может существовать вне тела и независимо от него. Напротив, сонный паралич – это естественный побочный эффект деятельности нашего мозга. В частности, его причина заключается в нарушении связи между тремя главными областями человеческого мозга.

Основание мозга (включая ствол мозга) контролирует дыхание, сердцебиение, распорядок сна и бодрствования и другие основные телесные функции. Ствол мозга тесно связан с мозжечком, который отвечает за координацию движений. Совместно ствол мозга и мозжечок иногда называются «мозгом рептилии», поскольку они функционируют приблизительно так же, как мозг обычной игуаны.

Вторая часть, так называемый «мозг млекопитающего», находится в глубине черепа. Он передает информацию, поступающую от органов чувств. Он включает в себя лимбическую систему, помогающую сохранять воспоминания, регулировать эмоции и отличать приятные переживания от неприятных. В отличие от «мозга рептилии», управляемого инстинктами, «мозг млекопитающего» может довольно легко усваивать новые вещи. Кстати говоря, некоторые ученые считают такое различие между «мозгом рептилии» и «мозгом млекопитающего» слишком упрощенным, но все же оно остается полезным способом представления о нижних отделах мозга.

Оба нижних отдела управляют автоматическими процессами – теми вещами, о которых мы не думаем или не хотим думать. Этот «автопилот» освобождает кору больших полушарий («мозг примата») для более сложных процессов, особенно у людей.

Далее мы можем разделить извилистую кору «мозга примата» на четыре доли. Это фронтальные доли (в передней части мозга), которые инициируют движение и помогают нам строить планы, задавать цели и принимать решения; затылочные доли (в задней части мозга), где происходит обработка визуальной информации; теменные доли (в верхней части мозга), где происходит объединение зрения, слуха, осязания и других физических ощущений в «мультимедийный» взгляд на мир; и височные доли (боковые части мозга, за висками), помогающие осуществлять речевые функции, распознавать объекты и связывать ощущения с эмоциями.

«Мозг рептилии», «мозг млекопитающего» и «мозг примата» постоянно обмениваются сообщениями с помощью химических сигналов, и их разнообразные внутренние структуры действуют согласованно и почти идеально. Вот именно, почти идеально.

Глубоко в «мозге рептилии» находится Варолиев мост, бугорок на стволе мозга длиной около двух сантиметров. Когда мы засыпаем, он инициирует сновидения, посылая сигналы через «мозг млекопитающего» в «мозг примата», где сны начинают жить собственной жизнью. Во время сна Варолиев мост также посылает сигналы в спинной мозг, где вырабатываются химические вещества, расслабляющие мышцы. Этот временный паралич препятствует физической реакции на ночные кошмары – такой, как бегство из спальни или попытка отправить в нокаут волка-оборотня.

Хотя такая неподвижность в основном имеет защитный характер, она может приводить и к обратным результатам. Сон на спине иногда может спровоцировать перекрытие воздушных каналов в гортани, и легкие лишаются кислорода. Это не опасно во время неглубокого сна без сновидений: области мозга, контролирующие уровень кислорода, подталкивают ваше тело к частичному пробуждению, и вы всхрапываете, поворачиваете голову или переворачиваетесь на бок. Но для того, чтобы получить кислород во время глубокого сна со сновидениями, мозг должен подать Варолиеву мосту сигнал о необходимости отмены мышечного паралича. По какой-либо причине – химический дисбаланс или нарушение нейронного сигнала – Варолиев мост не всегда подчиняется команде. Поэтому, хотя мозгу удается частично разбудить вас, он не может остановить выработку «парализующих» веществ, и мышцы остаются расслабленными.

Тогда дела приобретают неприятный оборот. Если это состояние продолжается, то сознание полностью просыпается, ощущает неполадку и приводит в действие нейронную цепь, которая включает миндалевидное тело – структуру в «мозге млекопитающего», усиливающую страх. Возникает реакция «сражайся или беги», что лишь усугубляет проблему, поскольку вы не можете делать ни то, ни другое. Тогда начинается паника.

Опять-таки, у некоторых людей все обстоит гораздо хуже. По крайней мере у меня сновидение прекращается, как только просыпается мой разум. Но некоторым так и не удается выйти из сонного состояния. Они наполовину сознают окружающее, но остаются парализованными, а их мозг продолжает генерировать бессвязные сновидения. Поскольку человеческий мозг хорошо умеет создавать иллюзорные ассоциации, эти люди связывают образы своих галлюцинаций с параличом, как будто одно вызывает другое. Неудивительно, что некоторые верят в демонов или пришельцев: они действительно видят и чувствуют их.

Поэтому у меня есть веская причина не засыпать на спине. Но хотя я боялся этого, сонный паралич преподал мне ценный урок о мозге: все взаимосвязано. Начав с химических сигналов глубоко в «мозге рептилии», я смог, постепенно разматывая клубок и продвигаясь от химических сигналов к клеткам и нейронным цепям в верхних отделах мозга, получить представление о наиболее запутанной конструкции человеческого разума – вере в сверхъестественное . Одна мелкая дисфункция может иметь гораздо более важные последствия.

Фактически, чем больше я читал о неврологии и о взаимодействии различных нейронных структур, тем больше понимал, что такой масштабный эффект не является чем-то необычным. Крошечные изъяны нашего мозга могут иметь странные, но впечатляющие последствия. Иногда они приводят к стиранию целых систем, таких как память или языковые навыки. В других случаях исчезает нечто очень конкретное. Если уничтожить один маленький нейронный узел, люди утрачивают способность распознавать овощи и фрукты, но не остальную еду. Уничтожьте другой узел, и они потеряют способность к чтению, хотя по-прежнему смогут писать. Есть дисфункции, вызывающие ощущение третьей руки, прикрепленной к туловищу, или убеждающие в том, что твоя рука принадлежит другому человеку. В общем и целом эти изъяны показывают, как развивался наш мозг и как образовывались связи между его отдельными частями. Я понял, что можно написать книгу о естественной истории мозга, основанную как раз на таких случаях…

* * *

Еще несколько десятков лет назад неврологи имели только один способ изучения человеческого мозга: дождаться, пока с людьми не произойдет какое-то несчастье, а потом, если жертвы выживут, посмотреть, как изменяется их сознание и восприятие. Несчастные мужчины и женщины становились жертвами инсультов, припадков, сабельных ударов, неудачных операций и таких ужасных инцидентов – вроде десятисантиметрового железного прута, пробившего череп, – что их выживание казалось почти чудом.

Впрочем, сказать, что они «выжили», было бы отступлением от истины. Их тела выживали, но сознание искажалось неожиданным образом. Некоторые люди теряли страх перед смертью, другие постоянно лгали, третьи становились педофилами. Но, несмотря на различия, в одном эти изменения все же были предсказуемы, так как люди с одинаковыми травмами утрачивали одни и те же навыки или способности, что давало ключ к разгадке назначения определенных частей мозга.

В неврологии существуют тысячи таких историй, и в данной книге пересказаны лучшие из них, воскрешающие жизнь королей, каннибалов, карликов, а также исследователей, чей труд и усилия привели к развитию современной неврологии.

Жизнь многих из этих людей чрезвычайно драматична, так как недуги сражали их за считаные дни или даже минуты. По возможности, вместо пересказа врачебных осмотров или перечисления результатов сканирования головного мозга, я пытался проникнуть в сознание жертв, чтобы дать вам представление, каково на самом деле жить с полной амнезией или с убеждением, что все близкие и любимые люди были заменены самозванцами.

Хотя в некоторых историях фигурируют знакомые персонажи (вероятно, в наше время неприлично писать о неврологии без упоминания Г. М.[1]или Финеаса Гейджа[2]), многие из них будут новыми. Даже большая часть того, что вы «знаете» о таких заметных фигурах, как Гейдж, может быть ошибочной.

Не все эти истории трагичны. Некоторые просто захватывают; например, истории о людях, чьи чувства оказываются причудливо перемешанными, так что запахи производят звуки, а прикосновения создают цветовые вспышки. Другие воодушевляют, вроде рассказов о слепых людях, которые учатся «видеть» окружающее сонарным чутьем, как летучие мыши. Даже несчастные случаи иногда становятся историями триумфа, повествующими о жизненной стойкости нашего мозга и его способности перестраивать внутренние связи. Эти факты сохраняют свое значение и для современной неврологии: несмотря на достоинства функциональной магнитно-резонансной томографии и других технологий для сканирования мозга, травмы остаются лучшим способом узнать определенные вещи о его внутреннем устройстве.

В целом каждая глава посвящена одному из таких случаев и представлена в виде исторического повествования, потому что наш мозг лучше приспособлен к запоминанию информации в этом виде. Но за тканью повествования находятся более глубокие нити, проходящие через все главы и сплетающие их в единое целое. Одна из них связана с масштабом. В первых главах речь идет о мелких физических структурах, таких как отдельные клетки; эти разделы можно представлять как красные, желтые и зеленые волокна, подаваемые на ткацкий станок. С каждой следующей главой мы будем охватывать все более значительные территории, пока не увидим целый персидский ковер головного мозга.

Другая нить связана со сложностью нейронных связей. Каждая глава немного совершенствует орнамент ковра, а темы и мотивы предыдущих глав повторяются в последующих, что позволяет вам видеть сложные, взаимосвязанные узоры по мере их приближения с каждой следующей страницей.

Первый раздел книги «Общая анатомия» знакомит читателей с мозгом и черепом и снабжает картой для следующих разделов. Он также показывает зарождение современной неврологии на основе одного из наиболее важных случаев в истории медицины.

Раздел «Клетки, чувства, сети» посвящен микроскопическим феноменам, лежащим в основе нашего мышления, таким как нейротрансмиттеры и электрические импульсы.

Раздел «Тело и мозг» является надстройкой над этими мелкими структурами и показывает, как мозг контролирует тело и управляет его движениями. Он также показывает, как эмоциональные состояния могут влиять на мозг.

Раздел «Убеждения и заблуждения» наводит мост между физическим и психическим и показывает, как определенные дефекты (вроде сонного паралича) могут порождать навязчивые и вредоносные иллюзии.

В последнем разделе под названием «Сознание» мы изучаем память, язык и другие высшие способности. Это включает и ощущение себя – внутреннее «я», которое имеет каждый из нас.

К концу книги вы получите хорошее представление о работе разных частей вашего мозга, и особенно об их совместной работе. Самая важная мысль этой книги заключается в том, что вы не можете изучать каждую часть мозга отдельно от остальных – во всяком случае, не больше, чем вникать в тонкости Байонского гобелена[3], изучая его по кусочкам. Вы также будете готовы к критической оценке сведений о неврологии, получаемых вами из других источников, и к пониманию будущих достижений.

Но в первую очередь я написал эту книгу для ответа на вопрос, донимавший меня после первых пугающих эпизодов сонного паралича: где заканчивается мозг и начинается разум? Ученые никак не отвечают на этот вопрос. Возникновение сознания в физическом веществе мозга остается главным парадоксом неврологии. Но у нас есть поразительные примеры, в основном благодаря невольным первопроходцам – людям, которые становились жертвами странных инцидентов или болезней и клали на алтарь общего блага свою нормальную жизнь.

Во многих случаях меня привлекала к этим историям обычность их героев, тот факт, что выдающиеся открытия были сделаны не благодаря мозгу Ньютона, Дарвина или Брока, а благодаря таким же людям, как мы с вами. Их истории расширяют наши представления о способностях мозга и показывают, что, когда одна часть разума наглухо закрывается, на свет появляется нечто новое, неожиданное, а иногда даже прекрасное.

Глава 1

Поиск по сайту: