Находчивый мозг

Известно, что поражение даже крошечного участка мозга оборачивается для нас серьёзными последствиями: могут нарушиться речь, память, восприятие… Однако наряду с этим, как выяснилось, нейроны мозга способны перестраивать связи между собой таким образом, чтобы даже после серьёзных травм или осложнений человек мог максимально полно взаимодействовать с окружающим миром. Иными словами, оказалось, что мозг наш чрезвычайно пластичен и способен подстраиваться под самые неблагоприятные условия.

Чудеса, да и только!

В 2007 году авторитетный медицинский журнал Lancet опубликовал описание поразительного случая. У 44-летнего французского служащего, обратившегося за консультацией по поводу небольших проблем с ногой, при томографии обнаружили отсутствие почти трёх четвертей головного мозга! Вместо него большую часть в голове пациента занимала спинномозговая жидкость — ликвор. Тем не менее человек жил абсолютно полноценной жизнью. Ещё раньше, в 1960-х, опять-таки случайно, подобное состояние мозга выявил у одного из студентов профессор педиатрии Шеффилдского университета Джон Лорбер. И хотя обычно с такой патологией либо умирают в младенчестве, либо страдают выраженной умственной неполноценностью, вышеназванный студент был не только жив-здоров, но даже имел IQ выше нормы.

Широко известен факт, когда получивший сквозное ранение черепа американец Фениас Гейдж благополучно прожил 12 лет. Его мозг попал в руки исследователям только после насильственной смерти Гейджа. Тогда и выяснилось, что в своё время были тяжёло  повреждены левая и правая лобные доли, хотя ощутимых последствий это не повлекло.

В медицинских источниках можно найти ещё немало подобных описаний.

Изображения мозга, получаемые в последние годы с помощью современных методов исследования, также показали, что в некоторых случаях человек способен работать и учиться, быть социально и биологически полноценным, даже утратив весьма значительную часть мозга.

Каким же образом мозг этих людей смог приспособиться к экстремальным условиям и продолжал работать? Корень таких феноменальных свойств отыскался в пластичности мозга — в его способнос-ти изменяться, перестраиваться за счёт различных механизмов под влиянием повреждения или обучения. Как выяснилось,  пластичность мозга вообще способна творить чудеса. Наиболее совершенным её проявлением при поражении мозга можно считать регенерацию.

Феномены мозга

Невероятную пластичность мозга подтвердили многие исследования. В частности,  выяснилось, что мозг сам выбирает те области, которые будут отвечать за обработку пространства, даже если человек с рождения был лишён каких-либо функций, например, зрения или слуха. В этом случае мозг начинает развивать функции, максимально близкие по отношению к утраченной.

Так, ещё в 1960–70-х гг. французскому исследователю, врачу-фониатру и оториноларингологу А. Томатису удалось выяснить, что внутреннее ухо взрослого человека сохраняет способность к регенерации, а слуховые центры полушарий головного мозга проявляют пластичность — готовность налаживать утраченную функцию при потере слуха. То есть они готовы восстановить стимулирование клеток мозга электрическими импульсами, приходящими по нервным волокнам из улитки внутреннего уха. Более того, стало понятно, что и вполне здоровое ухо с небольшими дефектами слуха совместно с мозгом восприимчиво к расширению качественных характеристик, изначально заданных ему от рождения.

А нейробиологи из Джорджтаунского университета в одном из недавних исследований показали, что у людей, рожденных слепыми, зрительная кора мозга меняет свою специализацию, приспосаб-ливаясь к анализу звуковой и тактильной информации. Правда, пока неясно, насколько способен перестраиваться мозг людей, когда-то видевших, но впоследствии потерявших зрение. Получить ответ на этот вопрос важно не только специалис-там в области медицины. Ведь чтобы, например, понять возможности мозга при обучении, важно оценить, до какой степени он способен менять структуру.

Кроме того, в наши дни исследователи использовали такое замечательное проявление пластичности мозга, как способность к реорганизации повреждённой коры даже по прошествии многих лет с момента повреждения. Так, американский исследователь Эдвард Тауб и его немецкие коллеги предложили простую схему реабилитации двигательной активности у пациентов, перенёсших инсульт. Давность перенесённого поражения мозга у их пациентов варьировалась от полугода до 17 лет. Суть двухнедельной терапии заключалась в разработке движений парализованной руки с помощью различных упражнений. Здоровая рука при этом фиксировалась в неподвижном положении. Упражняться нужно было интенсивно — по 6 часов в день. Когда функции парализованной руки восстановились, мозг пациентов обследовали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. И оказалось, что при выполнении движений одной рукой в процесс вовлекается множество областей обоих полушарий мозга. Хотя, если мозг не повреждён, при движениях правой рукой у человека активируется преимущественно левое полушарие, тогда как за движение левой руки отвечает правое.

Поиграть… мыслями

В 90-х годах прошлого века учёный-невролог из Гарварда Альваро Паскуаль-Леоне и его коллеги провели серию экспериментов и получили впечатляющие результаты. Они обучали две группы людей играть на пианино. При этом одна группа действительно занималась игрой, а участники второй только представляли, как они играют. В итоге же обе группы добились одинаковых успехов в игре. Более того, похожими оказались и изменения карт мозга. Оказалось, что когда мы думаем о каком-либо действии, у нас в фантазии проносится картина будущего результата. Эта картина получает эмоциональную оценку. Формируется воспоминание о виртуальном опыте. Далее, в зависимости от знака эмоциональной оценки, память будет либо подталкивать нас совершить представленное действие, либо тормозить его совершение. Можно сказать, происходит процесс «виртуального моделирования». Стало быть, мысленные упражнения формируют мозг не хуже, чем физические упражнения — мышцы.

Среди технологий, одобренных инновационным центром «Сколково», значится «Интерфейс мозг-компьютер» — система, созданная для обмена информацией между мозгом и компьютером. Ещё в середине 1990-х в организм человека имплантировали первые устройства, способные передавать компьютеру биологическую информацию. Благодаря этим устройствам испытуемым удалось восстановить поврежденные функции слуха, зрения, вернуть утраченные двигательные навыки. В основе технологии лежит всё то же свойство пластичности — способность коры больших полушарий мозга к адаптации. Так что вопрос о силе мысли уже перешёл из области философской и эзотерической в сугубо практическую.

Исследования на этой плодоносной ниве активно продолжаются. Недавно эксперименты на крысах помогли исследователям установить, что физическая зависимость от алкоголя и наркотиков развивается вследствие утраты мозгом пластичности, когда его клетки теряют способность регулировать интенсивность взаимодействия между собой. Учёные считают, что они впервые нашли ответ на вопрос, почему одни люди быстро впадают в такую зависимость, а другим она вообще не свойственна. И это далеко не все ответы и перспективы, которые ещё подарит нам мозг.

Надежда Лазарева