Читаем Мозг против мозга. Mind vs brain полностью

Итак, Анджело Моссо. У него был пациент с дефектом (попросту говоря, с отверстием) черепа, человек крайне религиозный. Моссо заметил, что при звоне колоколов, созывающих прихожан к молитве, у этого больного под кожей в области дефекта начиналось шевеление. Врач положил на это место чувствительную к колебаниям мембрану и вывел получившиеся колебания воздуха на самописец (рис. 24).

Таким образом Моссо зафиксировал мощные пульсовые колебания под мембраной именно в момент звона колоколов. При этом пульс в руке не менялся, то есть колебания были локальными; источником их был именно мозг. Дальнейшие эксперименты соответствовали самому современному сегодняшнему уровню. Врач задал пациенту вопрос о молитве и получил образцовую вызванную реакцию в мозге. Далее был проведен тест на счет и также получена вызванная реакция.

Эти эксперименты показали, что в процессе интеллектуальной деятельности при неизменности общего кровотока в организме кровоток в мозге не просто меняется, но меняется коррелированно во времени с фазами деятельности. Таким образом, Моссо доказал, что именно мозговой кровоток коррелирует с процессом мышления.

Следующий эксперимент был уникален по своей простоте и значимости. Пациента укладывали на своеобразные качели, устанавливалось равновесие, так что он располагался параллельно поверхности земли; затем просили выполнить тест, требующий интенсивной умственной работы (рис. 25). Кровь к голове приливала, и верхняя половина туловища начинала перевешивать.

Рис. 24. Регистрация пульсации сосудов головного мозга у пациента с дефектом черепа (эксперимент Анджело Моссо)

Рис. 25. Первый эксперимент Анджело Моссо по «картированию мозга» – исследование мозгового кровотока

Эти эксперименты привели к тому, что все последующие сорок лет большинство исследователей занимались изучением мозгового кровотока. Собственно, не потому, что он был как-то особенно связан с деятельностью мозга, а потому, что других возможностей изучать живой мозг просто технически не было. К сожалению, в то время исследование мозга человека с помощью мозгового кровотока далеко не продвинулось.

На рубеже XIX–XX веков британские ученые Чарлз Смарт Рой (рис. 26) и Чарлз Скотт Шеррингтон (рис. 27) нашли объяснение зависимости мозгового кровотока от интенсивности работы нейронов.

Рис. 26. Чарлз Смарт Рой (1854–1897) – британский физиолог, профессор Кембриджского университета

Рис. 27. Чарлз Скотт Шеррингтон (1857–1952) – британский нейрофизиолог, лауреат Нобелевской премии «за открытия, касающиеся функций нейронов» (1932 г.)

Они показали, что при локальном увеличении активности нейронов за счет выделения ими определенных химических веществ происходит расширение капилляров и приток крови увеличивается (рис. 28). На этом открытии основаны современные ПЭТ-исследования мозговой активности и функциональная магнитно-резонансная томография.

Рис. 28. Подтверждение гипотезы о связи между локальным увеличением нейрональной активности и увеличением кровотока. Эксперимент Роя и Шеррингтона

Этот пример как нельзя лучше отражает соотношение фундаментальных и прикладных исследований. На протяжении ста лет сведения о мозговом кровотоке имели исключительно научную ценность, а теперь приборы для его измерения стоят в каждой уважающей себя клинике. Это показывает, с одной стороны, силу человеческого разума, а с другой – зависимость реализации идей от развития техники. Леонардо да Винчи придумал и вертолет, и многое другое, но его изобретения невозможно было воплотить в жизнь. Не было двигателей, сплавов и еще много чего. Не было должной культуры производства. Изобретатель паровой машины Уатт считал, что машина собрана удовлетворительно, если в щель между поршнем и цилиндром пролезает только монета размером в шиллинг. Сравните с современными двигателями. Человеческий мозг обладает потрясающей особенностью «парить» высоко в небе с твердой уверенностью, что все сегодняшние проблемы в конце концов будут преодолены. Это, конечно, не всегда случается, но если все-таки происходит, то неминуемо означает прорыв.

Физиологическое действие электрического тока было известно еще со времен Алессандро Вольта и Луиджи Гальвани. Тысячи студентов-биологов касались препарированной лапки лягушки и видели ее сокращение. В начале ХХ века прецизионным вольтметром измеряли потенциалы с поверхности кожи, но их значение было не очень понятным. В первой четверти ХХ века изобретение радио потребовало создания усилителей переменного тока. Вот он, технический прорыв! Появилась возможность регистрировать колебания не вольтовой, а милли- и микровольтовой амплитуды.

Немецкий ученый Ганс Бергер (рис. 29) положил электроды на скальп человека, подсоединил их к усилителю и записал первую в мире электроэнцефалограмму (рис. 30). Электрические сигналы, генерируемые мозгом, были записаны с поверхности кожи головы.

Рис. 29. Ганс Бергер (1873–1941) – немецкий физиолог и психиатр, один из создателей метода электроэнцефалографии

Рис. 30. Запись первой в истории электроэнцефалограммы, сделанной Гансом Бергером в 1924 г.