Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет - Матео Ниро

В другом исследовании, проведенном в Институте когнитивной нейрологии (INECO), было показано, что у двоих людей, находящихся в вегетативном состоянии, в ответ на команду пошевелить правой рукой активизировались определенные области мозга, при том что пациенты не могли физически двигаться. Мозговая активность также фиксировалась при помощи магнитного томографа. Схожесть результатов исследований, проведенных на разных пациентах в разных частях света, является многообещающей. Тем не менее стоит отметить, что активизация мозговой деятельности в ответ на получаемые команды в обоих случаях была выявлена у небольшого количества пациентов, находящихся в вегетативном состоянии. Нами также был разработан еще более простой метод обнаружения намерения движения у людей, которые находились в сознании, но не имели возможности продемонстрировать это при помощи жестов или речи. С помощью аппарата, улавливающего малейшие мышечные сокращения, – электромиографа, – удалось выявить намерение движения у некоторых пациентов. К счастью, результаты подобных исследований нашли неоднократное подтверждение в разных частях мира.

Ценность данных исследований не вызывает сомнений. Их результаты имеют огромные клинические, академические и социальные последствия. Это открытия, позволяющие расширить возможности для установления контакта и общения с людьми, находящимися в вегетативном состоянии. Они также способствуют расширению знаний о клинической картине многих заболеваний, возможностях лечения и прогнозе на выздоровление. Они же ставят под сомнение согласованные диагностические критерии классификации «вегетативного состояния» в вопросах медицины, права, морали и этики. В этом же смысле данные результаты позволяют усомниться в многочисленных предположениях о том, что пациенты, находящиеся в вегетативном состоянии долгое время, неспособны сохранять свои когнитивные функции.

Данные исследования закладывают основу для разработки инструментов, таких как нейрокомпьютерный интерфейс, которые в будущем будут обеспечивать взаимодействие пациентов с окружающей средой. Хотя возможности, открывающиеся в этой области исследования, огромны, не следует забывать о существующих в ней ограничениях и противоречиях. И здесь важным аспектом является интерпретация и надежность результатов этих методов. К примеру, если выявление типичной модели активности головного мозга при помощи МРТ у пациентов в вегетативном состоянии является обнадеживающим, то отсутствие таковой не стоит сразу рассматривать как отсутствия сознания в целом. Человек может отвлечься и даже заснуть во время проведения исследования. Может случиться и так, что оборудование не будет обладать достаточной чувствительностью для определения мозговой активности конкретного пациента. Важно помнить, что эти методы являются новыми и нуждаются в углублении и доработке, подразумевающей привлечение большего количества пациентов и большего статистического анализа для разработки мер, которые будут иметь клиническую обоснованность.

Мы должны проявлять крайнюю осторожность в выводах, поскольку наличие мозговой активности еще не гарантирует сохранения сознания в полном объеме. Это могут быть когнитивные резервные острова, которые не представляют собой интегрированную систему сознания. Наши знания и понимание природы сознания, к сожалению, пока еще крайне ограниченны. Тем не менее данные исследования направлены именно на то, чтобы расширить наши представления о нем.

Сознание можно интерпретировать как возникающее свойство скоординированной работы нескольких взаимосвязанных областей мозга. С этой точки зрения каждый нейрон исключительно важен, но сам по себе недостаточен, чтобы породить сознание. Можно сказать, что секрет кроется именно во взаимодействии между ними. Чтобы понять лучше данную идею, стоит взять за пример высокоорганизованную систему, такую как колония миллионов муравьев. Ее сложность не объясняется сложностью поведения каждого муравья в отдельности. Фактически каждый муравей ведет себя просто и автоматически, реагируя на химические сигналы, присутствующие в его непосредственной среде и исходящие от других муравьев и различных элементов. Никто не отдает им приказов и не координирует их действия, даже муравьиная матка. Интуитивно следуя генетически заложенной программе, муравьи, входящие в колонию, каждый день отправляются на поиски свежей растительности, которую затем принесут к своему муравейнику, где она будет использоваться для удобрения почвы и обеспечения роста грибов, обеспечивающих пропитание. Сложность выстроенной системы заключается во взаимодействии между миллионами муравьев. То же самое происходит в мозге. Миллионы нейронов, как и все клетки организма, выполняют свою функцию, следуя генетической программе. Таким образом, каждый нейрон обрабатывает электрические и химические импульсы в ответ на сигналы, поступающие от других нейронов. Как и муравьи, отдельные нейроны не осознают всю сложность системы, частью которой они являются. Но когда они взаимодействуют правильно, соединяясь друг с другом и тем самым обеспечивая сообщение между отдаленными областями мозга, возникает что-то, что превосходит их самих, – богатство человеческого сознания.

* * *

Когда мы слишком взволнованны, очень напряжены или впервые сталкиваемся с кем-то, мы обычно чувствуем, что что-то происходит у нас в животе. Даже когда мы влюблены, говорим, что «внутри у нас порхают бабочки». Однако эта связь между пищеварительным трактом и мозгом не является просто метафорой, поскольку существует непрерывный процесс взаимодействия через обширную сеть нейронов, химических веществ и гормонов, посредством которой между мозгом и кишечником идет обмен информацией о повседневных проблемах или потребностях в еде. И это двустороннее общение позволяет обоим органам быть в курсе всего, что происходит с организмом. Ощущение тяжести где-то в области желудка после просмотра выписки по своей кредитной карте является наглядным примером данной связи. Часть нервной системы, которая отвечает за работу желудочно-кишечного тракта, называется кишечной нервной системой или вторым мозгом. И строение нейронных сетей этого второго мозга настолько обширно и сложно, что кишечник может вполне спокойно работать независимо. В дополнение к управлению пищеварительным процессом считается, что его ключевой функцией является слежение и контроль над бесчисленным количеством микроорганизмов, находящихся в пищеварительном тракте.

Кишечник также играет важную роль в обработке и выражении наших эмоций. Представление о том, что кишечник регулирует наше настроение, родилось впервые более ста лет назад. Ученые XIX–XX веков считали, что накопление отходов в толстой кишке вызывает состояние аутоинтоксикации, что приводит к инфекциям, связанным с депрессией, тревогой и психозом. Исследование микробиома человека является отдельной областью современной науки, которая внимательно изучает любопытное взаимодействие между кишечником и мозгом. Микробиом человека – это набор микроорганизмов, которые помогают в переваривании пищи, вырабатывают витамины и защищают нас от вторжения патогенных микроорганизмов. Сегодня у науки имеются обширные данные, доказывающие, что «большое скопление» микрофауны в нашем кишечнике может оказывать значительное влияние на наше настроение. Вот почему связь между кишечником и мозгом является двусторонней: в то время как мозг запускает в работу желудочно-кишечные и иммунные процессы, влияющие на состояние кишечной флоры, кишечные микробы производят нейроактивные соединения, включая нейротрансмиттеры и метаболиты, которые оказывают влияние на центральную нервную систему.