Он, она и мозг. Взгляд нейробиолога на наши сходства и различия - Маркус Хейлиг

определенной настройке аппарат МРТ может измерить диффузию воды. И это не научная фантастика, а то, чем мы пользуемся каждый день в нашем приемном покое. При инсульте в поврежденные клетки начинает поступать вода[134]. Это прекрасно видно на диффузионном спектральном МРТ. На ранних стадиях это лучший метод поиска повреждений.

Если ткани мозга здоровы, действует непоколебимый порядок[135]. Вода за пределами клеток распределяется в своем мире вне клеток, а вода внутри клеток остается внутри. Эти миры заметно отличаются. Мир за пределами клеток не упорядочен и похож на ванну, где молекула может двигаться в любом направлении. Вода в межклеточном пространстве движется во все стороны. Вода внутри клетки ограничена структурой клетки и чаще всего не может продвинуться далеко. Но не забывайте, что у каждой нервной клетки есть длинный отросток, аксон. Через него нервная клетка посылает импульсы своим клеткам-реципиентам как поблизости, так и далеко в глубинах мозга. Внутриклеточная жидкость не может двигаться в любом направлении, но может двигаться в аксоне. Направление диффузии дает информацию о том, куда направлен аксон. Если мы тщательно измерим перемещение воды во многих разных направлениях, мы сможем увидеть и воду внутри клеток, и воду снаружи. Если под «многими разными» понимать девяносто шесть направлений, мы сможем получить вот такую картинку (Рисунок 8). Когда я впервые увидел такие снимки диффузионного спектрального МРТ (diffusion tensor imaging, DTI), я был изумлен не меньше, чем когда впервые увидел обычный снимок МРТ. Все же тогда компьютерный томограф, несмотря на низкое качество изображения, подготовил нас к тому, что можно увидеть на внутренней части мозга живого человека, а вот DTI было не с чем сравнить. Появилась возможность следить, как по мозгу проходят пучки нервных волокон. Благодаря этой методике мы смогли измерить крепкость связи между различными структурами мозга и их связность. Именно этим и занимается проект «Коннектом человека» (The Human Connectome Project)[136].

При виде столь соблазнительной картины легко забыть о здоровом научном скепсисе. Можем ли мы принимать на веру то, что сила структурной связности важна для работы мозга? Говорит ли связность, измеренная таким образом, что-то о том, как работа вашего мозга отличается от работы моего? Это очень привлекательная гипотеза! Помните закон Хебба: «Нейроны, активирующиеся вместе, соединяются»? Но гипотеза – это одно, а научные данные – другое. Это был совершенно новый способ изучения мозга. Мы далеко не сразу поняли, какие важные характеристики мозга измеряет методика DTI.

Именно технология фМРТ виновна в том, что многие непрофессионалы (а может, и некоторые студенты-медики) считают, что в двигательной коре действительно зажигаются красные огоньки, когда человек шевелит пальцем.

Исследования, объединяющие работу мозга и его структурную связность, еще только зарождаются. Но уже есть результаты, сделавшие их одной из самых активных областей исследования в нейронауке.

Методика DTI может применяться так широко, что у каждого есть свой любимый пример ее использования. Мой фаворит – работа 2016 года, выполненная группой Брайана Кнутсона в Стэнфорде. Существуют две структуры мозга, которые активизируются всякий раз, когда ученые просят участников исследования лечь в аппарат МРТ и играть в игры, в которых они могут выиграть деньги, но рискуют и проиграть. Одна из них называется прилежащим ядром – это центральный узел в сети, которая помогает нам определять ценность вознаграждений, и его часто называют «центром удовольствия». А другая – островковая доля, помогающая нам оценивать риски. В своем исследовании группа Брайана смогла с помощью DTI найти ранее неизвестный путь между островковой долей и прилежащим ядром. Чем сильнее была связность между этими структурами у испытуемых, тем меньше они были предрасположены к неразумному риску ради выигрыша. Их система оценки рисков эффективно договаривалась с системой поиска вознаграждения, чтобы убедить их не заниматься глупостями[137].

Такие исследования помогли быстро прояснить картину. Связность большого количества параллельных процессоров в мозге имеет решающее значение для того, как мозг будет выполнять свою работу. Теперь, зная это, мы почти готовы встретиться с тысячей подростков в Филадельфии и с Ракель Гур из Университета Пенсильвании. Но сперва несколько слов о том, чему мы можем научиться у духов и демонов.

V

Пациент оказался молодым парнем. Когда я вошел в смотровую, он сидел на столе и раскачивался из стороны в сторону. Его переодели в сухую больничную рубашку, но его по-прежнему трясло. Санитар забрал его промокшую насквозь одежду. Какой-то прохожий вызвал «Скорую помощь». Юношу с трудом вытащили из речки Хее, пересекающей парк Святого Ларса в Лунде. Именно там он услышал внутренний голос, приказавший ему утопиться. Только это могло бы спасти мир от гибели, как он объяснил мне. Наладить с ним диалог о чем-то еще было непросто. Большую часть того вечера я потратил на то, чтобы в общих чертах собрать историю болезни. За полгода до этого он был примерным студентом Высшей технической школы Лунда, но после летних каникул что-то произошло. Он перевелся на факультет теологии, углубился в книги и все больше изолировался от мира. Казалось, что он только и ждал, когда властный голос наконец заговорит с ним.

Шизофрения – одно из самых страшных и загадочных заболеваний мозга. Скорее всего, это не одна болезнь, а целая группа, включающая в себя широкий спектр симптомов и возникающая под влиянием различных причин. Как бы то ни было, многие известные ее описания не совсем верны. Нет, шизофрения – это не «раздвоение личности» и не «расколотое я»[138].

Другие описания могут быть ближе к истине, но все равно уведут вас в неправильном направлении. Да, галлюцинации в виде голосов, которые что-то комментируют или приказывают, являются распространенными и очевидными симптомами шизофренического психоза. Эти симптомы могут напугать, и чаще всего именно из-за них люди попадают к врачам. Но чаще всего галлюцинации со временем проходят, и остаются симптомы, проявляющиеся не столь драматично, но от того не менее опасные и ведущие к инвалидности. Во многих случаях пациентам не могут наладить хорошую жизнь из-за потери инициативности и стремления к изоляции, и у нас пока нет лекарств от этого. Помогают только интенсивные психологические тренинги, на которые у нас выделяют все меньше ресурсов.

Большинство ученых считают, что шизофрения возникает в результате нарушения развития мозга. Помните, как нервные клетки начали формироваться в нервной складке эмбриона и потом встретились в точках назначения? Так вот, сначала появилось гораздо больше клеток, чем понадобилось в итоге, и по пути они посылали друг другу биохимические сообщения. Некоторым из них