Я – тело, только тело. Исследование телесности, сознания и ампутированных конечностей - Мохеб Костанди

Совсем недавно, в 2018 году, исследователи из Массачусетского технологического института и Бригамской женской больницы в Бостоне создали мышечно-нервный интерфейс, передающий проприоцептивные сигналы в мозг. Он состоит из двух мышечных сухожилий, которые удаляются хирургическим путем во время ампутации и соединяются таким образом, что при пересадке в культю пациента одна мышца растягивается при сокращении другой, и наоборот. Проведя ряд экспериментов на мышах, исследователи сконструировали два таких мионейронных интерфейса «агонист-антагонист» (agonist-antagonist myo-neural interfaces, AMIs) и пересадили их в культю 53-летнего мужчины с ампутацией ниже колена перед установкой протеза голеностопа и ступни [35]. Трансплантаты оснащены мышечными веретенами и механическими рецепторами, поэтому, когда человек двигает протезом, эти рецепторы передают информацию по сохранившимся нервам в культе, которые затем по спинному мозгу доставляют ее в головной мозг. Мозг интерпретирует эти сигналы как ощущения позы и скорости движения сустава, что позволяет ему соотнести двигательные команды с ошибками в движении, повышая эффективность управления протезом33.

Существует гораздо более простой метод передачи проприоцептивной обратной связи на протезы конечностей. У людей, имеющих обе руки, вибрация локтевых сухожилий на определенных частотах создает иллюзию движения, так что рука воспринимается как согнутая назад в анатомически невозможное положение. Люди с ампутированными конечностями, прошедшие процедуру направленной реиннервации, также испытывают подобную иллюзию мышечной вибрации. При воздействии вибрации на реиннервированные мышцы люди с ампутированной рукой воспринимают сложные движения своей утраченной кисти, запястья или локтя в зависимости от того, какой нерв снабжает вибрирующую мышцу. В очередном исследовании, проведенном в 2018 году с участием двух пациентов с ампутированными выше локтя руками, вибрация мышц, подключенных к срединному нерву, вызывала различные ощущения сгибания пальцев; вибрация мышц, подключенных к лучевому нерву, вызывала ощущения разгибания пальцев; вибрация остаточных мышц бицепса и трицепса вызывала иллюзию различных хватательных, щипковых, разгибательных, локтевых и вращательных движений руки. Это позволило пациентам распространить чувство владения на свои протезы и улучшить контроль над устройствами, хотя это и вызвало также возникновение фантомных ощущений, которые мешали обратной связи34.

Современные протезы могут обеспечивать для пользователей мультисенсорную обратную связь. Одно из таких устройств, разработанное исследователями из Швейцарии и Италии, представляет собой роботизированную руку с гибридным принципом одновременной сенсорной и проприоцептивной обратной связи. В каждый из пальцев роботизированной руки встроены датчики, которые передают на компьютер информацию о положении в пространстве и силе воздействия. Эта информация преобразуется в последовательности электрических импульсов, которые затем поступают на многоканальные электроды, имплантированные непосредственно в локтевой и срединный нервы в верхней части руки. После небольшой тренировки два пациента с ампутацией ниже локтя, оснащенные такой роботизированной рукой, смогли распознавать пассивные движения роботизированной руки, идентифицировать размер и форму предметов, которые они хватали с ее помощью, а также отличать пенопласт от пластика по их консистенции35.

Сенсорная обратная связь дает и другие преимущества. Протез ноги, оснащенный датчиками стопы и колена, подключенными непосредственно к остаточному большеберцовому нерву в культе, давал людям ощущение движения колена и прикосновения подошвой отсутствующей стопы к земле. При наличии сенсорной обратной связи они ходили быстрее и медленнее утомлялись, чем без нее. (Тот факт, что сенсорная обратная связь снижает потребление кислорода при ходьбе, подтверждает тезис о том, что передовые протезы дают спортсменам-паралимпийцам несправедливое преимущество.) В исследовании 2019 года ученые обнаружили, что обратная связь также снижает фантомные болевые ощущения, воспринимаемые как возникающие в отсутствующей конечности36. В еще одном исследовании того же года представлены некоторые свидетельства в пользу того, что сенсорная обратная связь может также уменьшать искажения в восприятии фантомной конечности, такие как, например, телескопирование – восприятие фантомной конечности как более короткой, чем недостающая конечность37.

В скором времени на смену вышеописанным протезам придут еще более совершенные устройства. Так, исследователи из Института биоробототехники в Пизе (Италия) разработали искусственный кончик пальца, оснащенный массивом нейроморфных датчиков, способных преобразовывать сенсорную информацию в электрические импульсы; инженеры-биомедики из Школы медицины Университета Джона Хопкинса изобрели многослойную электронную кожу, позволяющую людям воспринимать прикосновения и болевые ощущения от протеза руки; инженеры из Корнельского университета разработали протез руки с оптическими датчиками натяжения, способными определять степень спелости помидора по его мягкости. Материаловеды и инженеры из Национального университета Сингапура разработали прототип электронной кожи, способной передавать информацию о прикосновениях и температуре посредством тысяч искусственных рецепторов. Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) совсем недавно изготовили прототип мягкой и растягивающейся пневматической кожи, обеспечивающей осязательную обратную связь благодаря тонкой металлической пленке с датчиками натяжения38.

Наконец, искусственные конечности могут быть на постоянной основе прикреплены к кости в ампутационной культе с помощью винтов, изготовленных из нержавеющих металлов, таких как титан, или их сплавов. Новые костные клетки присоединяются к фиксатору в процессе так называемой остеоинтеграции, что позволяет удерживать протез на месте в течение длительного времени39. На самом деле технологии нейропротезирования развиваются настолько быстро, что пользователи протезов, скорее всего, будут иметь возможность регулярно обновлять свои устройства. Конечно, основным препятствием для получения современного протеза является его высокая стоимость, но такие технологии, как 3D-печать, уже позволяют сделать искусственные конечности более доступными для широкого круга людей.

Заключение

Тело – это большой разум, множество с одним сознанием, война и мир, стадо и пастырь. […] За твоими мыслями и чувствами, брат мой, стоит более могущественный повелитель, неведомый мудрец, – он называется Само. В твоем теле он живет; он и есть твое тело [36].

Ф. Ницше, «Так говорил Заратустра»

Разум и тело всегда рассматривались отдельно друг от друга. Такой дуализм, обычно приписываемый французскому математику и философу Рене Декарту, предполагает отделение ментальной сферы разума от физической сферы мозга и тела. Однако большинство современных течений нейронауки отвергают картезианский дуализм разума и тела, вместо этого полагая, что разум – продукт мозга. Но несмотря на это, призрак дуализма все еще преследует науку и медицину, и мы продолжаем проводить различие между разумом и телом. Об этом свидетельствуют такие термины, как «психосоматика» (от др. – греч. ψυχή (psyche) – «разум» и σῶµα (soma) – «тело»), которым врачи обозначают физическое заболевание, вызванное или, по крайней мере, усугубленное каким-либо психическим фактором, подразумевая, что существует некое взаимодействие между психическим и физическим.

В XXI веке популярное представление о разуме и мозге шагнуло из одной крайности в другую. Укоренилась идея о том, что сознание имеет неврологическую основу. Такие дисциплины, как психология и психиатрия, традиционно