В 2004 году (через 150 лет после смерти Гейджа) ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе реконструировали его череп с помощью цифровой визуализации. Они обнаружили, что повреждения могли быть более обширными, чем предполагалось изначально: было уничтожено около 4 % коры головного мозга, а также около 11 % белого^[2] вещества в лобной доле. Исследователи также установили, что связи между лобной долей и лимбической системой получили серьезные повреждения.

Проще говоря, Гейдж перенес фронтальную лоботомию (худшим из возможных способов).

Возвращаясь к целям, стоящим перед этой книгой, скажем, что Финеас Гейдж – поразительный пример способности мозга к изменениям и адаптации. Этот орган может пережить существенные физические изменения, которые могут привести к изменениям в личности.

Естественно, врачи настоятельно не рекомендуют добиваться изменений в мозге способом Финеаса Гейджа. Но совершенно ясно, что мозг обладает достаточной гибкостью и что более приемлемые и благоприятные способы воздействия могут помочь вам изменить некоторые аспекты вашей личности и даже повлиять на интеллект.

Феномен фантомной конечности

Еще одним свидетельством сложности мозга и его фантастической способности адаптироваться является необычное явление, затрагивающее людей, перенесших ампутацию, – фантомная конечность. По статистике, 60–80 % таких людей знакомы с этим странным состоянием. Оно выражается в том, что человек ощущает потерянную часть тела, отсюда и слово «фантомный».

Людям, которые сталкиваются с явлением фантомной конечности, кажется, что их отсутствующая рука или нога работает как и прежде: двигается, зудит и дергается, словно все еще на месте. Ощущение может быть даже болезненным, особенно если это чувство возникало в конечности и до этого или же обстоятельства ее потери связаны с болью.

Пытаясь облегчить вызываемые фантомной конечностью страдания, которые, естественно, неподвластны традиционным обезболивающим препаратам, так как возникают в несуществующей части тела, ученые обнаружили, что этот феномен напрямую связан с устройством и работой мозга. Мозг обладает удивительной способностью компенсировать, восстанавливаться и приспосабливаться. Когда человек теряет что-то, сравнимое по важности с частью тела, в процессе восстановления начинают происходить любопытные вещи.

Как и в случае с научным пониманием произошедшего с Финеасом Гейджем инцидента, информация о причинах фантомной конечности эволюционировала по мере того, как человечество узнавало больше о мозге.

Сначала ученые предполагали, что данный феномен вызывают раздражения в оборванных в результате ампутации нервных окончаниях. Согласно этой теории, поврежденные нервы посылали мозгу нечитаемые сигналы, которые тот интерпретировал как боль. Врачи использовали данную идею в лечении пациентов с фантомной конечностью. Они часто назначали дополнительные ампутации для удаления предполагаемых раздраженных нервов.

В действительности этот метод приводил к тому, что пациент чувствовал еще больше боли, а его проблемы с фантомной конечностью удваивались. Теперь кажется, что это очень напоминает неудачную попытку подравнять стрижку, в результате которой волос вообще не остается.

Другая теория (по моему мнению, не совсем этичная) заключалась в том, что людям просто не хватает потерянных частей тела и они подсознательно пытаются их вернуть. В 1990 году, пытаясь объяснить происхождение фантомной боли, канадский психолог Рональд Мельзак представил теорию neuromatrix. Мельзак считал, что структура нейронных сетей нашего мозга координирует все ощущения, испытываемые людьми.

Центральное место в современных исследованиях феномена фантомной конечности занимает первичная соматосенсорная кора. Эта часть мозга обрабатывает всю сенсорную информацию, которую тело получает от пяти органов чувств, а также ощущение боли, тепла, положения тела и так далее. Первичная соматосенсорная кора также содержит очень точную нейронную карту всех частей тела и находящихся в них нервов.

В этой части мозга есть участки, связанные с конкретными частями тела. Первичная соматосенсорная кора обрабатывает все возникающие в теле ощущения на основе поступающей в нее информации.

Нейробиолог Вилейанур Рамачандран стал первым, кто предположил, что данная область мозга играет важную роль в феномене фантомной конечности. В ходе экспериментов Рамачандран обнаружил, что у людей с ампутированными конечностями первичная соматосенсорная кора существенно перестраивается, а карта тела претерпевает перестановки и искажения, чтобы компенсировать повреждения тела и недостаток сенсорной информации. Другими словами, мозг начинает приписывать отсутствующей конечности ощущения от других частей тела. Это открытие указало на связь между исследуемым феноменом и пластичностью мозга, то есть его способностью изменяться.

Этот процесс известен как корковая реорганизация, и, возможно, его проще всего объяснить с помощью визуального инструмента, изобретенного доктором Уайлдером Пенфилдом и названного «гомункулус» (лат. homunculus – человечек).

Гомункулус – это взгляд на мозг как на отражение человека. Гомункулус выглядит как человечек с ужасно непропорциональными частями тела, размер которых пропорционален сложности их строения и количеству находящихся в них нервных окончаний. Например, руки, губы и гениталии гомункулуса сильно увеличены, так как они передают более широкий диапазон сенсорной информации (такой как движения и прикосновения), чем, скажем, поверхность голени или спины. Внешне гомункулус может напоминать некое подобие гремлина, но он точно передает устройство первичной соматосенсорной коры.

Теперь представьте, что вам нужно упаковывать это существо в чемодан. Его придется сложить, и случайные части тела начнут соприкасаться. Голова гомункулуса может касаться колена, а руки – пальцев ног и ушей одновременно.

Этот человечек помогает объяснить феномен фантомной конечности: даже если определенная часть тела отсутствует, в мозге по-прежнему остается место, зарезервированное под обработку поступающей от нее информации. Как правило, если данное пространство не используется, в него начинают попадать сигналы из ближайших областей сложенного в чемодан гомункулуса. Именно так выглядит корковая реорганизация: определенные ощущения и функции мозга начинают ассоциироваться с соседними структурами, которые раньше для этого не предназначались.

Например, участвующие в некоторых экспериментах люди с ампутированными руками сообщали о появлении ощущений в пальцах, когда их гладили по лицу. Так происходит, потому что зона для обработки сигналов от лица чрезвычайно близка к аналогичной зоне для обработки сигналов от отсутствующей руки. Некоторая доля сенсорных сигналов, полученных контролирующей лицо частью мозга, попала в область, которая обычно контролирует руку. Мозг распознал все еще жизнеспособную, но неиспользуемую структуру и назначил ей новую функцию. Уже существующая функция просто получила в свое распоряжение пустующий участок, что привело к увеличению ее пропускной способности.

Объективная польза от эффекта фантомной конечности может представляться сомнительной, но это хороший пример того, как мозг пытается адаптироваться, развиваться и компенсировать.

Когда обычные лекарства ожидаемо не сработали против фантомной боли, Рамачандран начал проводить эксперименты с участием людей, используя устройство собственного изобретения – зеркальную коробку. Устройство представляло из себя ящик с двумя отверстиями на одной стороне. Одно из отверстий предназначалось для сохранившейся руки испытуемого, а в другое тот «помещал» свою фантомную конечность. Между двумя отверстиями Рамачандран поместил зеркало. Участник эксперимента видел отражение сохранившейся руки. Это создавало иллюзию того, что обе руки на месте.

Рамачандран просил участника сжать существующую руку в кулак. Когда испытуемый выполнял эту просьбу, он видел, как сжимаются обе его руки – настоящая и ее отражение. Затем Рамачандран просил разжать руку. Это заставляло мозг думать, что обе руки совершают движения. Опять же, все эти ощущения были лишь в голове.

Один из участников эксперимента Рамачандрана регулярно применял зеркальную терапию в течение недели. После этого он сообщил, что ощущение фантомной конечности пропало. Оно полностью пропало, мозг совсем перестал его замечать. Теоретически это можно объяснить огромным количеством противоречивых сигналов, которые в конечном итоге «убедили» мозг в том, что руки там все-таки нет. Поэтому фантом и исчез.

Возможно, это еще одно доказательство продуктивности эффекта плацебо и того, что наши убеждения зачастую могут создавать реальность, в которой мы живем.

Хоть и не все, принявшие участие в эксперименте Рамачандрана, сообщили о таком же результате, успех даже одного этого случая говорит о том, что нейропластичность (способность мозга менять свою структуру и восстанавливаться) – удивительно сильная вещь. В некоторых случаях возможны даже чрезмерное восстановление и избыточная компенсация, вплоть до проявления негативных эффектов, таких как феномен фантомной конечности.

Базовая информация об устройстве мозга

Чтобы понять природу нейропластичности и способности мозга перестраиваться, нелишним будет приобрести начальные знания о строении этого органа. Знакомство с основными факторами, влияющими на развитие мозга, окажется полезным для закрепления позитивных паттернов и реакций. Я постараюсь сделать эту часть краткой и живой.