Читаем Мозг против мозга. Mind vs brain полностью

И вот после такой контрольной операционной проверки наш пациент вдруг перестал говорить. Естественно, охлаждение немедленно прекратили и речь вернулась. Операция прошла успешно, но мы заинтересовались, почему же эта речевая область не была видна на фМРТ. Вроде бы все было сделано по науке, правильно. И тут одному из наших сотрудников пришла в голову мысль проверить, есть ли корреляция активности видимых областей с областями около опухоли. Оказалось, что рядом есть две небольшие области, которые связаны с обеспечением речи, но они никак себя не обнаружили – не активировались – во время предоперационного исследования. Тогда мы не стали делать выводов, а лишь оставили для себя «флажок», что так может быть.

Спустя некоторое время решили посмотреть, а можно ли наблюдать похожее явление при изучении мозговой организации различных видов деятельности, на самом деле – как организованы взаимосвязи в мозге. Нам повезло, что незадолго до этого появились методики поиска таких взаимосвязей, причем некоторые методики даже позволяли определить направление и степень воздействия одной зоны на другую.

Во время выполнения испытуемыми заданий на речевую деятельность мы наблюдали активацию в области Брока, что было совсем не удивительно. Однако, исследовав взаимосвязи, обнаружили несколько новых областей, имеющих отношение к обеспечению речи, но находящихся довольно далеко от области Брока и никак не проявляющих себя при обычном картировании.

При этом нам удалось показать их роль в обеспечении речи. В одном случае они тормозили активность в области Брока, а в другом – стимулировали. То есть оказалось, что эти «молчащие» структуры модулируют работу «говорящих» структур, тех, активацию которых мы видим на ЭЭГ или на фМРТ.

На самом деле мы показали, что в нашем мозге существуют элементы, которые не меняют своего энергопотребления, то есть в общепринятом смысле не активируются, не заметны для большинства нейровизуализационных исследований, но тем не менее участвуют в работе системы, являются ее неотъемлемой частью.

Дальнейшее целенаправленное изучение этого феномена позволило сделать вывод, что практически при любой изучаемой деятельности выявляются структуры мозга, которые, не изменяя уровня своего энергопотребления, включаются в систему взаимодействующих звеньев, обеспечивающих текущее поведение. Такая особенность не позволяет их выявить с помощью обычного нейровизуализационного картирования. Впоследствии мы опубликовали несколько работ по целенаправленному изучению локальной активности и дистантных взаимодействий, анализируемых с помощью так называемого метода по анализу психофизиологических взаимодействий. И в каждом случае они говорили нам, что система обеспечения деятельности – ее мозговая организация – существенно сложнее и распределеннее, чем считалось ранее. Оказалось, что мы до сих пор не видели бóльшую часть системы!

Это принципиальнейший вывод. Если хотите – открытие. Оно не является просто новым знанием – оно меняет наше представление о работе мозга и делает несовершенными почти все исследования по картированию мозга, которые проведены до сих пор.

Для проверки универсальности этого эффекта мы предприняли целенаправленное сопоставительное исследование зависимости локальных характеристик энергопотребления и дистантных взаимодействий от сложности целенаправленной деятельности. Например, для звена в веретенообразной извилине было продемонстрировано динамическое изменение набора структур мозга, с которыми устанавливались дистантные функциональные взаимодействия в зависимости от сложности (абстрактности) запоминаемой инструкции при подготовке к реализации действия. Похожий эффект был получен при изучении сознательных ложных действий – помимо изменений локального кровотока в структурах лобно-теменной нейроанатомической системы и хвостатых ядрах, вовлечение правого теменно-затылочного стыка выявлялось только при анализе психофизиологических взаимодействий. И наконец, исследование процессов порождения и восприятия слов русского языка, а также восприятия ошибок согласования при чтении предложений выявило воспроизводимое взаимодействие левой нижней лобной извилины с зонами височной коры, изменение локальной активности в которых не обнаруживалось в активационном исследовании.

Что все это означает? Какие выводы мы можем сделать на основании полученных данных? Первый – это явление универсально, данные подтверждаются не только серией наших собственных экспериментов, но и в независимых исследованиях. Второй – о физиологическом значении наблюдаемого непостоянного (гибкое звено) характера вовлечения одних и тех же звеньев в обеспечение текущей деятельности. Правомочно говорить о феномене «скрытых звеньев» мозговых систем. Не изменяя своего энергопотребления, такие звенья включаются в системную работу мозга, что можно наблюдать на микро- и макроуровнях организации его функциональной активности.