Сознание и мозг. Как мозг кодирует мысли - Станислас Деан

Для начала давайте разберемся, какие вообще бывают неврологические нарушения, связанные с сознанием или с коммуникацией с внешним миром (см. рис. 29)5. Начать можно со всем известного понятия «кома» (от др. гр. κῶμα, «глубокий сон»), поскольку именно с комы все нередко и начинается. Как правило, кома наступает в период от нескольких минут до нескольких часов после повреждения мозга. Причин комы может быть множество, в том числе травма головы (нередко в результате автомобильной аварии), инсульт (разрыв или закупорка артерии в мозгу), кислородное голодание (прекращение снабжения мозга кислородом, часто вследствие остановки сердца, отравления угарным газом или утопления) или отравление (иногда — чрезмерное потребление алкоголя). С медицинской точки зрения кома — это длительная утрата способности к пробуждению. Пациент остается в положении лежа, глаза закрыты, на раздражители не реагирует. Разбудить его невозможно, он не подает признаков того, что сознает себя или окружающую его действительность. Говоря о коме, медики подчеркивают, что это состояние должно длиться от часа и дольше (не путать с обмороком, контузией или ступором).

Рисунок 29. Травма мозга может стать причиной разнообразных нарушений сознания и способности к коммуникации. На рисунке отображены наиболее типичные категории пациентов, причем расположение этих категорий примерно соответствует степени наличия сознания и его стабильности в течение дня (слева — минимум, справа — максимум). Стрелки указывают на возможное изменение состояния пациента с течением времени. Пациенты в вегетативном состоянии, не демонстрирующие клинических признаков наличия сознания, очень мало отличаются от пациентов в минимальном сознании, которые могут сохранять способность к произвольным действиям

При этом мозг коматозного пациента жив. Смерть мозга — это вполне определенное состояние, при котором полностью отсутствуют стволовые рефлексы, электроэнцефалограмма не имеет пиков, дыхание отсутствует и не может быть восстановлено. Обследование пациентов в состоянии мозговой смерти с помощью позитронноэмиссионной томографии (ПЭТ) и других методов, например ультрасонографического исследования по Допплеру, показывает, что в коре головного мозга полностью прекращаются метаболические процессы и останавливается кровообращение. Для установления факта смерти мозга требуется от шести часов до суток при условии отсутствия гипотермии, а также воздействия на мозг фармацевтических средств или токсичных веществ. Нейроны коры и зрительного бугра быстро дегенерируют и распадаются, навеки стирая все воспоминания, делающие человека тем, кто он есть. Таким образом, смерть мозга необратима: нет такой технологии, чтобы восстановить на молекулярном уровне утраченную информацию. В большинстве стран, в том числе в Ватикане6, смерть мозга считается смертью человека, и точка.

В чем же отличие комы от смерти мозга? Как нейробиологи отличают одно от другого? Во-первых, тело коматозного пациента демонстрирует определенные скоординированные реакции. Присутствует ряд рефлексов высокого уровня. Так, например, при стимуляции горла большинство пребывающих в коме демонстрируют рвотный рефлекс, а на ярком свету у них сужаются зрачки. Таким образом, можно утверждать, что часть цепочек бессознательного где-то в стволовой части мозга по-прежнему готова к работе.

Электроэнцефалограмма пациента в коме представляет собой отнюдь не прямую. На ней видны редкие флюктуации и низкочастотные волны, до некоторой степени схожие с волнами, наблюдаемыми у спящего или у человека под действием анестезии. Многие клетки коры и зрительного бугра живы и сохраняют активность, однако не способны объединиться в сеть. В редких случаях наблюдаются даже высокочастотные тета- и альфа-ритмы (альфа-кома), отличающиеся при этом необычной регулярностью, как будто большие участки мозга, вместо того чтобы выдавать характерные для исправно функционирующей таламо-кортикальной сети несинхронные ритмы, принимаются генерировать все более и более синхронные волны7. Мой коллега, нейробиолог Андреас Кляйншмидт, сравнивает альфа-ритм с «дворниками на стекле мозга» — даже в здоровом, наделенном сознанием мозгу альфа-ритмы используются для того, чтобы отключать определенные области, например зрительные, если мы прислушиваемся к звуку8. В некоторых случаях комы состояние пациента напоминает состояние человека под воздействием анестезии или пропофола (успокоительного, которое убило Майкла Джексона)9 — корой завладевает гигантский альфа-ритм, исключающий всякую возможность наступления сознания. Но клетки мозга по-прежнему активны, и их обычные ритмы кодирования еще могут когда-нибудь восстановиться.

Таким образом, у пациентов в коме мозг явственно действует. Подаваемые корой импульсы дают пики на ЭЭГ, но мозг не в состоянии очнуться от «глубокого сна» и прийти в сознательное состояние. К счастью, кома обычно длится недолго. Если удается избежать осложнений медицинского характера, например инфекции, то пациент, как правило, начинает постепенно восстанавливаться. Первым признаком восстановления обычно является возникновение цикла «сон — бодрствование». После этого большинство коматозных пациентов приходят в сознание, обретают способность общаться и совершать целенаправленные действия.

Но бывают неудачные случаи, когда восстановление останавливается именно на этой странной стадии — человек пробуждается, но в себя не приходит10. Он каждый день просыпается, но в моменты бодрствования не отвечает и не демонстрирует явной реакции на окружающую среду, пребывая, видимо, в аду, каким описал его Данте — «я не был мертв, и жив я не был». Этот восстановившийся цикл «сон — бодрствование» при полном отсутствии признаков сознания является отличительной чертой вегетативного состояния, которое еще называют «бодрствованием без реагирования». В таком состоянии человек может пребывать много лет подряд. Он спонтанно дышит и живет, если его кормят с помощью специальных средств. Американские читатели могут помнить случай с Терри Шайво, которая пребывала в вегетативном состоянии 15 лет кряду, пока ее семья, штат Флорида и даже президент Джордж У. Буш ломали копья в суде. В марте 2005 года суд постановил, что Терри следует отключить от аппарата искусственного питания, после чего она смогла наконец умереть.

Что такое «вегетативный»? Это не вполне удачное слово, оно напоминает о «вегетации», а отсюда уже недалеко до «растения» или даже «овоща» — к сожалению, именно так зовет между собой подобных пациентов невоспитанный персонал. Слово это придумали нейробиологи Дженнет и Плам, взяв за основу глагол vegetate, который, согласно Оксфордскому словарю английского языка, значит «вести исключительно физическую жизнь в отсутствие какой-либо интеллектуальной деятельности или общения с окружающими»11. Как правило, автономная нервная система у пациента в вегетативном состоянии действует исправно — управляет частотой сердечных сокращений, тонусом сосудов, температурой тела. Пациент не лишен способности двигаться и время от времени может случайно совершать медленные, явственно выраженные движения телом или глазами. Лицо его может беспричинно улыбаться, морщиться, хмуриться. Семью пациента такое поведение может вводить в заблуждение. (Так, на основании этих признаков родители Терри Шайво решили, что ей еще можно помочь.) Однако любой нейробиолог знает, что подобные реакции могут носить чисто рефлекторный характер. Спинной мозг и ствол головного мозга часто заставляют человека совершать непроизвольные движения, не имеющие никакой конкретной цели. При этом пациент, что важно, не реагирует на вербальные распоряжения и не говорит ни слова, хотя может постанывать без какой-либо связи с происходящим вокруг.