Механизмы мозга - Тюрин

Со зрением, однако, дело обстоит совсем по-иному. Удаление зрительной коры у человека ведет к полной слепоте. По-видимому, факты здесь действительно несовместимы с представлением о том, что кора — это только инструмент для тонких и сложных реакций. Где-то на пути прогрессивной эволюции от низших животных к человеку возникло, очевидно, качественное отличие. Лягушка с удаленными полушариями, несмотря на весь автоматизм ее поведения, видит как будто бы так же хорошо. Не говорит ли это о разрыве непрерывности в развитии головного мозга от вида к виду — о разрыве, который должен поколебать наше доверие к сравнительно-анатомичеким соображениям? К счастью, видимо, разрыва здесь нет. По крайней мере есть еще одно возможное объяснение. В принципах сравнительной анатомии нет ничего, что исключало бы передачу функции одного органа другому, если только это происходит постепенным и упорядоченным образом в ходе превращения одних видов животных в другие. Можно представить себе, что в процессе прогрессивного усовершенствования, вершиной которого является мозг человека, зрительная функция постепенно все в большей степени переходила от ствола мозга к зрительной коре больших «полушарий. На определенном этапе этого процесса кора могла стать необходимой не только для интерпретации и детализации зрительных образов, но даже и для отличения света от темноты. Есть веские данные в пользу того, что дело обстояло именно так: если разрушить зрительную кору у крысы, различение сложных форм становится невозможным, но животное все еще способно узнавать пищевые объекты и избегать препятствий;

собаки разрушение зрительной коры ведет к более серьезным последствиям, но она все-таки может различать свет и темноту; у макака сохраняется лишь весьма грубое различение освещенности; у человека наступает полная слепота. Таким образом, у нас все же, по-видимому, нет причин отказываться от выводов. к которым нас привело изучение сравнительной анатомии.

Итак, пытаясь подойти к вопросу о том, в каких частях головного мозга могут находиться центры, управляющие различными типами поведения, мы извлекли некоторые указания из анатомического сравнения мозга животных, имеющих общее происхождение Мы подвергли этот подход некоторым проверкам, показавшим, что его правомерность не вызывает серьезных сомнений. Поэтому мы пойдем по пути, подсказанному этим подходом, и посмотрим, не поможет ли он нам ответить на интересующие нас вопросы. В частности, мы будем искать центры управления эмоциональным поведением в «древней» части мозга, которая у человека сравнительно мало отличается от соответствующих отделов мозга многих низших животных, — в стволе мозга и его придатках. Эти поиски в случае их успеха дадут нам большую уверенность в том, что именно кора большого мозга — орган, наиболее сильно изменившийся в ходе прогрессивной эволюции, — окажется ключом к пониманию высших умственных способностей человека.

Метод регистрации активности глубоких областей головного мозга

Внутримозговую локализацию управления такими функциями, как эмоциональные реакции, исследуют главным образом электрофизиологическими методами. Через отверстия, просверленные в надлежащих участках черепа, в различные структуры головного мозга вводят проволочные электроды, полностью изолированные на всем своем протяжении, кроме самого кончика. Эти электроды -соединяют затем либо с приборами для регистрации электрических потенциалов, генерируемых в исследуемой ткани, либо с источниками тока, используемого для раздражения мозга. Об этих методах электрических измерений и электростимуляции мы уже упоминали в предшествующих главах. Однако при изучении функций, управляемых древними, центрально расположенными отделами мозга, применение электродов, вводимых во внутренние области мозга, настолько важно, что следует кратко описать самый метод, прежде чем рассматривать полученные с его помощью результаты.

Если бы мы, еще не обладая соответствующими знаниями, впервые обсуждали эксперимент, связанный с введением электрода в мозг живого животного, то по понятным причинам сомневались бы в успехе. Прежде всего мы, вероятно, опасались бы, что само прокалывание мозга твердым электродом вызовет такое повреждение, что обесценит эксперимент — либо подопытное животное утратит способность к нормальному поведению, либо ткань вблизи электрода будет разрушена и электрофизиологические измерения потеряют свой смысл. Если бы эти опасения оказались необоснованными, у нас все еще оставалась бы причина для пессимизма. Мозговые структуры, которые мы хотим исследовать, не очень велики, особенно у крыс, кошек и других мелких лабораторных животных, с которыми нам приходится работать. Как же мы можем точно расположить кончик электрода в желаемом месте? А если это нам удастся, то как закрепить его в надлежащем положении и в то же время предоставить животному достаточную свободу движений, чтобы наблюдения над его поведением имели какой-то смысл?

Удовлетворительный ответ на эти вопросы может дать только практический опыт. К счастью для исследователей мозга, ни одно из препятствий не оказалось непреодолимым. В частности, проблема, которая могла бы сделать этот метод совершенно неприменимым,— проблема повреждения мозга — гораздо менее серьезной, чем можно было ожидать. Головной мозг — будь это мозг крысы или человека обладает, по-видимому, большой «избыточностью»; вероятно, ни одна отдельная нервная клетка или г руина клеток не является необходимой для осуществления какой либо важной задачи. В устрой тве живых «вычислительных машин» как будто заранее предусмотрена возможность того, что не все элементы будут работать надлежащим образом, и поэтому обеспечено изобилие дублирующих и параллельному нервных цепей. В результате этого в мозговую ткань можно вводить значительное число проволочных электродов, не вызывая заметных изменений в способностях или поведении животного. Прикрепляя электроды и черепу твердому образованию, как будто специально созданному природой для этой цели и можно удерживать на месте в течение месяцев или даже лет без вреда для подопытного животного.

Имплантация (вживление) электродов оказалась настолько безвредной, что в последние годы этот метод все чаще используется даже в клинике. В психиатрических больницах всего мира сотни больных сейчас снабжены вживленными электродами для целей диагностики и лечения. В настоящее время при использовании этого метода чаще всего одновременно вживляют электроды в различные глубоко расположенные структуры головного мозга. Обычно каждому больному имплантируют дюжину или больше проволочных электродов. Эти проволочки соединены с клеммами электрической панели, сходной по виду с ламповыми панелями радиоприемников и телевизоров. Панели неподвижно прикрепляют крепежными винтами к черепу больного. После заживления покровов черепа эти электрические приспособления почти не вызывают неудобства или беспокойства. Известны случаи, когда больные носили такие устройства с прикрепленными к ним вживленными электродами более двух лет.

Вживление электродов человеку или животному дает в руки врача или ученого чрезвычайно гибкое приспособление для проведения исследований. Соединение между глубокими частями мозга и наружными приборами производится очень легко — просто конец гибкого провода вставляется в гнездо панели на черепе. Если не считать ограничений, связанных с проводом, которые можно