Фантомы мозга - читать онлайн книгу. Автор: Сандра Блейксли, Вилейанур С. Рамачандран cтр.№ 21

Каждый раз, когда дополнительная моторная область посылает «команду» в моторную кору, она отправляется в мышцы и они сокращаются ^[29]. Одновременно копии командного сигнала поступают в два других крупных «обрабатывающих» центра — мозжечок и теменные доли — и информируют их о намеченном действии.

Как только кора посылает командные сигналы в мышцы, активируется петля обратной связи. Получив команду двигаться, мышцы выполняют движение. В свою очередь сигналы от мышечных веретен и суставов направляются обратно в мозг, сообщая мозжечку и теменным долям, что «да, команда выполняется правильно». Эти две структуры помогают сравнить изначальное намерение с фактическим выполнением — другими словами, они подобны термостату в сервоконтуре — и соответствующим образом корректируют двигательные команды (тормозят их, если они слишком быстрые или наращивают скорость, если они подаются слишком медленно). Так намерения трансформируются в точные, скоординированные движения.

Теперь вернемся к нашим пациентам и постараемся понять, как все это связано с ощущениями фантома. Когда Джон решает пошевелить фантомной рукой, передняя часть его мозга посылает соответствующую команду: эта часть Джона «не знает», что руки нет, хотя весь Джон — Джон как личность, — несомненно, осознает сей факт. Команды отслеживаются теменной долей и ощущаются как движение. Но это фантомные движения, выполняемые фантомной рукой.

Итак, ощущения фантомной конечности, по-видимому, зависят от сигналов двоякого происхождения. Во-первых, мы знаем, что сенсорный вход от лица и верхней части руки активирует области мозга, которые соответствуют «руке». Во-вторых, каждый раз, когда моторный командный центр посылает сигналы в отсутствующую руку, информация о командах передается в теменную долю, содержащую схему тела. Конвергенция информации из этих двух источников приводит к динамичному образу фантомной руки, доступному в любой момент времени — образу, который по мере «движения» руки постоянно обновляется и корректируется.

В случае реальной руки имеется третий источник информации, а именно импульсы от суставов, связок и мышечных веретен. Фантомная рука, конечно, лишена этих тканей, а значит, и не посылает таких сигналов, однако данный факт, по-видимому, отнюдь не мешает мозгу думать, что конечность шевелится — по крайней мере, в течение первых нескольких месяцев или лет после ампутации.

Это возвращает нас к предыдущему вопросу: чем объясняется паралич фантомной конечности? Почему после ампутации она остается будто «скованной льдом»? Вероятно, когда настоящая конечность парализована и находится в поддерживающей повязке или гипсе, мозг продолжает посылать обычные команды — «подвигай этой рукой», «дерни той ногой». Теменная доля отслеживает их, однако надлежащей обратной связи не получает. Зрительная система говорит: «Нет, эта рука не движется». Команда отправляется снова: «Рука, двигайся». Зрительная обратная связь опять информирует мозг о том, что рука не двигается. В конце концов мозг понимает, что рука не двигается, и в нейронных сетях отпечатывается некая разновидность «усвоенного (выученного) паралича». Где точно это происходит, неизвестно: предполагается, что частично в моторных центрах и частично в теменных областях, отвечающих за схему тела. Каким бы ни было физиологическое объяснение, когда позже руку ампутируют, человек так и остается с измененной схемой тела — парализованным фантомом.

Если параличу можно научиться, значит, ему можно и разучиться. Во всяком случае, в теории. Что, если каждый раз, когда Ирен будет отправлять фантому команду «двигайся сейчас», она будет получать зрительный сигнал о том, что рука шевелится? Но как получить зрительную обратную связь, если самой руки нет? Как увидеть фантом глазами?

В первую очередь я подумал о виртуальной реальности. Возможно, мы могли бы создать зрительную иллюзию, что рука восстановлена и подчиняется командам мозга. Однако подобная технология, стоимостью более полумиллиона долларов, разом исчерпала бы весь мой исследовательский бюджет. К счастью, я придумал способ, как провести эксперимент с обычным зеркалом, купленным в обычном магазине.

Чтобы позволить таким пациентам, как Ирен, увидеть движение в их несуществующих руках, мы построили «ящик виртуальной реальности». Это картонная коробка без крышки, внутрь которой помещено вертикальное зеркало. В передней части коробки имеется два отверстия, в которые пациент вставляет «хорошую руку» (скажем, правую) и фантомную руку (левую). Поскольку зеркало находится в середине коробки, правая рука оказывается с правой стороны зеркала, а фантом — с левой. Затем пациента просят внимательно смотреть на отражение нормальной руки и вращать ею по кругу, пока отражение не наложится на ощущаемое положение фантома. В результате возникает иллюзия наблюдения двух рук, хотя на самом деле пациент видит только отражение неповрежденной руки. Если теперь мозг отправит обеим рукам команды произвести симметричные движения — как при дирижировании оркестром или хлопании в ладоши, — то пациент, конечно, «увидит», как фантомная рука тоже двигается. Мозг получит подтверждающую обратную связь, что фантомная рука подчинилась команде и двигается правильно. Поможет ли это восстановить произвольный контроль над парализованным фантомом?

Первым человеком, который исследовал этот новый мир, стал Филипп Мартинез. В 1984 году Филипп упал с мотоцикла, двигаясь по автостраде в Сан-Диего со скоростью семьдесят километров в час. Он пересек разделительную полосу и приземлился у подножия бетонного моста. Хотя мужчина чувствовал себя как в тумане, он сумел самостоятельно подняться на ноги и ощупать свое тело на предмет травм и ушибов. Шлем и кожаная куртка помешали случиться худшему. Больше всего пострадала левая рука, ближе к плечу. Как и у обезьян доктора Понса, у него была плечевая авульсия — в результате падения нервы, обслуживающие левую руку, оторвало от спинного мозга. Левая рука оказалась полностью парализована и беспомощно лежала в поддерживающей повязке целый год. Наконец врачи посоветовали ампутировать ее. Она никогда не восстановит свои функции, сказали они, и только мешает.

Десять лет спустя Филипп вошел в мой кабинет. Сейчас, в 35 лет, он получает пособие по инвалидности и пользуется репутацией неплохого бильярдиста. В шутку друзья называют его «одноруким бандитом».

Филипп знал о моих экспериментах с фантомными конечностями из сообщений в местной прессе. Он был в отчаянии:

— Доктор Рамачандран, я очень надеюсь, что хоть вы мне поможете! — Он взглянул на свою отсутствующую руку. — Я потерял ее десять лет назад, но с тех пор у меня жуткие боли в фантомном локте, запястье и пальцах.

Расспросив его, я обнаружил, что в течение десяти лет Филипп не мог двигать фантомной рукой, которая застыла в неудобном положении. Может, Филипп страдал усвоенным параличом? Если да, не поможет ли наш зеркальный ящик воскресить фантом визуально и восстановить подвижность?