III
За гранью возможностей
С какой частью мозга можно безболезненно расстаться?

Теперь давайте подумаем, насколько хватает возможностей человеческого мозга, когда возникают проблемы, связанные с отклонениями от нормы. Наверняка вы слышали рассказы о людях, которые во время обследования организма по не связанной с мозгом причине узнавали, что много лет жили без какой-то его части. Мы уверены, что такие люди ведут совершенно нормальную жизнь, и нет никаких явных признаков того, что у них что-то не так. Ходят слухи, что мозг адаптируется, даже если отсутствуют значительные его части. Но правда ли это? Говорит ли это о том, что мы можем прекрасно справиться без какой-то части мозга, и если да, сколько мы можем потенциально позволить себе потерять?

В этой главе мы рассмотрим истории людей, у которых часть мозга отсутствовала с рождения, а также тех, чей мозг был целым, а потом – раз! – и осталась только часть в результате либо травмы, либо операции. Мы поговорим о том, как эти люди достигли успеха в жизни и что подобные случаи могут нам рассказать об адаптивности мозга (это свойство называется пластичностью или «нейропластичностью») и его жизненно важных функциях. Также мы подумаем о том, что должно произойти, чтобы организм человека смог функционировать без анатомически целого мозга. Компенсируют ли другие части мозга недостающие? Играет ли роль время? Если часть мозга отсутствует с рождения, может ли оставшаяся его часть взять на себя ее функции по мере роста и развития или взрослый мозг более устойчив к травме?

Чтобы узнать, как же мозг со всем этим справляется, нужно прежде всего совершить анатомическую экскурсию и взглянуть на некоторые его отделы по очереди. Так мы сможем рассмотреть, что именно контролирует каждая из областей и как ее отсутствие отражается на человеке. Затем мы узнаем, что происходит, когда затрагиваются большие части и большее количество участков головного мозга.

Полушария, как мы уже говорили ранее, – самая большая часть головного мозга. В целом с ними связано множество функций, включая высшие: эмоции, обучение, умение рассуждать, а также передача тактильных ощущений, восприятие зрительных, слуховых образов и языка. Каждое полушарие делится на четыре главные доли: лобную, теменную, височную и затылочную. Каждая доля отвечает за целый ряд функций.

Коул Коэн – писательница, издано уже несколько ее книг. Ей присвоена степень магистра искусств в области литературного письма и критики Калифорнийского института искусств. Коул была финалистом премии Бейклесс (Bakeless Prize) и премии Ассоциации писателей и писательских программ в номинации «Научно-популярная литература». На момент написания этой книги она живет в Санта-Барбаре и работает координатором мероприятий и программ в Калифорнийском университете. При этом, несмотря на интеллект явно выше среднего, у нее всю жизнь были проблемы с обучением, из-за чего она не могла совершать ряд на первый взгляд простых повседневных действий.

Коул очень трудно ориентироваться во времени и пространстве. Она не может оценить, сколько хотя бы приблизительно прошло времени, если не посмотрит на часы. Например, однажды она стояла на обочине дороги и не могла сказать, поравняется ли с ней приближающаяся машина через десять секунд или через тридцать. Она также не могла сказать, прошла одна минута, десять минут или час. Она не знала, сколько нужно по времени обнимать человека. Она могла заблудиться в супермаркете или даже по дороге в знакомое место. Ей трудно обращаться с цифрами, и подсчет денег для нее – настоящая проблема. Однако, несмотря на все эти трудности и на то, что ее осматривали и проверяли разные специалисты, прошло много лет, прежде чем стало понятно, что именно с девушкой не так. Коул было двадцать шесть лет, когда она узнала, что у нее в мозге дыра размером с лимон. Дыра находилась в левой теменной доле, которая отвечает, как вы уже, наверное, поняли, за ориентирование в пространстве, восприятие предметов и математические способности.

Узнав о состоянии своего мозга, Коул очень удивилась, что до сих пор жива и у нее даже нет серьезных проблем с когнитивными способностями. Врач объяснил это тем, что дыра у нее в теменной доле, а не в лобной, именно поэтому она прекрасно себя чувствует и ее организм может нормально функционировать. Получается, что человеку для выживания совсем не обязательно иметь целую теменную долю. Как минимум, если с рождения у вас нет значительной ее части, вы все равно можете нормально развиваться и жить обычной жизнью. Коул даже написала и опубликовала книгу о своем мозге («Случай с головой. Мой мозг и другие чудеса»). Однако ее история чрезвычайно редкая. По сути, насколько ей известно, больше не было зафиксировано ни одного случая, похожего на ее. Наверняка есть еще люди, живущие с дырой в теменной доле, но их пока не обнаружили или не написали про них. Если они и существуют, мы не знаем, живут они так же или это причиняет им массу проблем.

А что же можно сказать про лобные доли? Врач Коул предположил, что если бы дыра оказалась в лобной доле, а не в теменной, картина была бы куда более мрачная.

Фронтальная, или лобная, доля находится в передней части полушарий, что неудивительно, принимая во внимание ее название. Это самая большая доля из четырех. За ней закреплено много функций, но особенно она связана с теми, что определяют нашу индивидуальность: это и выражение эмоций, и социальное и сексуальное поведение, способность связывать понятия и самоконтроль, произвольные реакции, язык, память и контроль движений. Когда что-то не так с лобной долей, это может отразиться на нашей сущности, на личности. Если это происходит, меняется наша жизнь в мире и отношения, поскольку мы перестаем быть теми, кем мы были раньше.

Значительные изменения личности после травмы лобной доли приводят к тому, что человек может совершить преступление. Несчастный случай на работе за долю секунды изменил личность Сесила Клейтона в 1972 году. Когда он работал на лесопильном заводе в Миссури, ему в голову попал кусок деревяшки. Клейтону продырявило череп и мозг, и в итоге врачам пришлось удалить почти пятую часть его лобной доли. Из религиозного и трудолюбивого трезвенника и счастливо женатого отца семейства он превратился в склонного к суициду параноика, страдающего неконтролируемой яростью и галлюцинациями, неспособного ясно выражать свои мысли. В 1996 году он был осужден за убийство полицейского, но в заголовки новостей попал в 2015-м, когда его должны были казнить за это преступление. Говорили, что из-за психического состояния его нельзя приговорить к смертной казни, что он пострадал из-за несчастного случая, изменившего его личность, и что с тех пор Верховный суд запретил смертную казнь как меру наказания безумных и умственно отсталых людей. Тем не менее Сесила Клейтона все-таки казнили.

Еще пример. В США в камеру смертников был отправлен Кевин Уэйн Данлэп: он признал, что убил троих детей и напал на женщину в ее доме в Кентукки. Его адвокаты считали, что он находился в состоянии помешательства. Они говорили, что он был импульсивен и не мог вести себя рационально как во время совершения преступления, никак не пытаясь скрыть свою личность, так и когда неожиданно признал себя виновным, хотя не было ясно, понимает ли он вообще, в чем признается. За шесть дней до суда обнаружили, что большая часть лобной доли Кевина была либо повреждена, либо отсутствовала, хотя прокуроры считали, что эта информация отношения к делу не имеет.

В обоих случаях неизвестно, была ли прямая связь между поврежденной лобной долей и преступными действиями мужчин, поскольку большинство людей с подобными повреждениями не совершают преступлений. Однако эти истории все-таки дают некое представление о том, как физические изменения в лобной доле могут привести к серьезным переменам в поведении человека.

В исторических хрониках психологии известно имя Финеаса Гейджа. В 1848 году с ним произошел несчастный случай, в результате которого ему в голову воткнулся небольшой железный лом. Финеасу было двадцать пять лет, он работал бригадиром на прокладке железной дороги в Вермонте и вообще был активным парнем. Он готовился к взрыву камня динамитом, однако случайно взрыв произошел слишком рано, в результате чего шпалоподбойка – инструмент, очень похожий на лом, – вошла ему в лицо под левой скулой, прошла прямо за глазом и вышла в верхней части черепа. Удивительно, но Финеас выжил, несмотря на травму, притом что жил в сельской местности, вдали от крупного города, где его мог осмотреть врач, и вообще медицина была такой, какой она была в XIX веке. Прошло больше часа, прежде чем к нему пришел врач. Он остановил кровотечение и сумел предотвратить заражение. Через некоторое время Финеас выздоровел, но не смог вернуться на прежнюю работу и в конечном итоге стал извозчиком, а затем фермером. Несмотря на такую серьезную травму, он продолжал жить и работать еще много лет. На первый взгляд Финеас неплохо восстановился, его, к примеру, не разбил паралич. Однако все равно выздоровел он не полностью: в отчетах говорится, что мужчина сильно изменился. Бывшие работодатели на железной дороге описывали его как работоспособного, «умного и проницательного делового человека», однако после аварии он стал дерзким, раздражительным и начал использовать «самую грубую ненормативную лексику», при этом интеллект его снизился до уровня маленького ребенка. Считается, что лом прошел через префронтальную кору. Исследования показали, что травмы в этой области мозга приводят к сильным изменениям личности, в то время как других неврологических проблем может не быть. Префронтальная кора связана с памятью, чертами личности и способностью сдерживаться, и это помогает объяснить изменения, наблюдаемые у Финеаса.

Хорошо известно, что британский олимпийский чемпион по гребле, обладатель золотой медали, а также член Превосходнейшего ордена Британской империи Джеймс Крэкнелл получил серьезную травму головы в США в 2010 году. Он ехал на велосипеде, и его сбил бензовоз. В результате у Джеймса произошел перелом черепа и множественные кровоизлияния в мозг. По словам врачей, во время аварии мозг резко дернулся вперед, ударив по внутренней части черепа, и так была повреждена лобная доля. Спортсмен потерял память, стал вспыльчивым, раздражительным и упрямым. Кроме того, он больше не способен различать ни запахи, ни вкус.

Лобная доля настолько сложно устроена и управляет такими серьезными функциями, что ее созревание занимает довольно много времени, поэтому она продолжает развиваться, даже когда нам уже за двадцать. Означает ли это, что тут у нас гораздо больше возможностей переиграть или исправить какие-то вещи, если что-то пошло не так? Или это означает, что (поскольку такой сложной системе нужно больше времени на развитие), если что-то пойдет не по плану за это время, мы никогда не достигнем того уровня развития, которого обычно достигают взрослые? Ближе к концу главы мы рассмотрим, как сказываются на человеке детские травмы мозга.

А теперь поговорим вообще на другую тему: о незваном госте. Один пятидесятилетний мужчина, путешествуя по востоку Англии, стал не самым счастливым обладателем ленточного червя, который прокладывал себе путь у него в мозге. Когда мужчина отправился обратно на родину, в Китай, паразит заполз на борт и спрятался внутри человеческого мозга, чтобы бесплатно прокатиться по всему миру. Впоследствии ничего не подозревающий человек наблюдал у себя ряд симптомов, включая головные боли, судороги, ухудшение памяти, боль в правой стороне, и иногда не различал запахи. На МРТ выявили поврежденные области (невропатологи обычно называют их поражениями) в правой височной доле. Изначально предположили, что проблема была связана с туберкулезом, и солитер остался незамеченным. За четыре года провели серию исследований, которые показали, что повреждения головного мозга распространяются от правого полушария к левому. Другими словами, выявили путь червя. В конце концов с помощью биопсии червя идентифицировали и удалили. Мужчине назначили препарат против паразитарных инфекций и в 2014 году его состояние описали как хорошее.

Сама мысль о том, что кто-то может есть наш мозг, повергает в дрожь, но еще сильнее поражает то, что этот солитер жил в мозге мужчины в течение многих лет, и его движение внутри было снято на пленку. Врачи, работающие с этим случаем, сказали, что с течением инфекции изменился характер различных неврологических симптомов. По-видимому, это происходило потому, что, по мере того как паразит продвигался дальше по мозгу, он влиял на разные его части, каждая из которых имела разные функции. Признаки ленточного червя были первоначально замечены в височной доле, но, так как он двигался, он повреждал все больше участков мозга, вызывая более широкий спектр симптомов.

Как показывает случай с вторжением ленточного червя, поражены могут быть несколько областей мозга, и тогда воздействия на человека тоже будут разнообразными. Однако головной мозг человека – это не четыре не связанные между собой доли. Он координирует функции и целиком, и пополам (по полушариям). Обычно левая сторона мозга контролирует правую сторону тела, а правая сторона мозга – левую. При этом два полушария не зеркальны, поскольку у каждого из них есть и свои собственные особые функции. Левое полушарие больше связано с языком, общением и детальным анализом информации, а правое специализируется, например, на ориентировании в пространстве, понимании и запоминании визуальной информации и объединении данных для создания общей картины. Но есть люди, которым не особо важно, за что именно отвечает каждое полушарие, для них облегчение уже в том, что есть хотя бы одно. Им не посчастливилось иметь два совсем не поврежденных полушария головного мозга: у них может отсутствовать часть полушария или даже все целиком.

В Германии живет женщина, родившаяся всего с одним полушарием головного мозга. Когда ей было три с половиной года, ее отправили на обследование после того, как у нее появились небольшие судороги левой части тела. Обследование показало, что у нее нет правого полушария. У девочки наблюдалась слабость одной половины тела, при этом мышечные судороги удалось вылечить, и в остальном у нее было все хорошо. Она продолжала ходить в школу и смогла приобрести навыки, требующие координации двух сторон тела, например, научилась кататься на роликах и на велосипеде. Ларс Макли, нейропсихолог из Университета в Глазго, исследовал зрительное восприятие девочки, когда ей было десять лет. Он описывал ее как «остроумную, очаровательную и умную», а также сказал, что психологически она нормально развивается и сможет жить полноценной жизнью.

У нашей немки функционирует только один глаз, левый. Тем не менее Макли особенно заинтересовался ее визуальным восприятием, поскольку оно очень особенное – девушка видит так, как не может никто. Обычно мозг воспринимает зрительную информацию от каждого глаза и объединяет ее, создавая общую, полную картину – ту, которую мы и видим. В сущности, чтобы сформировать целое изображение, нам нужны оба глаза, это и называется «бинокулярным зрением». Однако эта немка одним глазом воспринимает зрительный образ полностью. Как правило, информация, полученная одним из глаз, поступает в противоположное полушарие головного мозга, то есть то, что мы видим правым глазом, обрабатывается в левом полушарии, и наоборот. Что же касается мозга девушки из Германии, интересно то, что нервные волокна от функционирующего левого глаза, которые должны быть связаны с ее отсутствующим правым полушарием, идут в левое. Кроме того, зоны левого полушария приспособились обрабатывать зрительную информацию, полученную левым глазом, в то время как обычно это работа правого полушария. Подобная перестройка в мозге означает, что у этой девушки почти идеальное зрение при наличии только одного функционирующего глаза.

Просто удивительно, на что способен мозг, чтобы адаптироваться в трудной ситуации. Опираясь на результаты исследования, Макли отметил: несмотря на то что мы знаем об удивительной пластичности мозга, которую он демонстрирует, все равно невероятно, насколько хорошо оставшееся полушарие мозга молодой девушки сумело приспособиться, чтобы компенсировать недостающую половину. Похожих случаев зарегистрировано не было, но вполне могут существовать другие люди, чей мозг адаптировался аналогичным образом.

В отличие от девушки из Германии, Мишель Мак находится ровно в противоположной ситуации, у нее отсутствует левое полушарие. Когда она была еще ребенком, ее родители уже понимали, что что-то идет не совсем правильно, однако причину этого выявили только во время сканирования мозга, когда ей было двадцать семь лет. Левое полушарие мозга обычно связано с языком и функцией общения, но в случае Мишель оставшееся правое полушарие взяло на себя некоторые из этих функций, иначе они были бы утеряны. Притом что речевые навыки у нее развиты довольно хорошо, это ей дорого обошлось. Правое полушарие мозга обычно отвечает за визуальное и пространственное восприятие, а это как раз девушке дается с трудом. Руководитель отделения когнитивной неврологии Национального института неврологических заболеваний в США доктор Джордан Графман, который диагностировал проблему Мишель, предполагает, что в процессе развития она не смогла приобрести все навыки, связанные с правым полушарием, потому что была слишком загружена, осваивая те, за которые обычно отвечает левое полушарие. У Мишель есть ряд проблем, например ей трудно контролировать свои эмоции и она может легко заблудиться, но потрясающе то, сколько всего ей удается при отсутствии такой большой части мозга.

Конечно, изучив эти случаи, хочется задать вопрос: не было ли это «перестроение» мозга возможным только потому, что полушарие отсутствовало с рождения и мозг развивался и адаптировался по мере роста? Насколько мозг может приспособиться, если человек лишился полушария в более старшем возрасте, когда его мозг уже развился в той или иной степени?

Представьте, вам сказали, что хирурги удалят половину вашего мозга. Если вы здоровы и ваш мозг работает нормально, то это маловероятно, при этом людям, у которых наблюдаются эпилептические припадки, не поддающиеся медикаментозному лечению, приходится принимать это крайнее решение. Причина припадков – нерегулируемая электрическая активность в мозге. Обычно она появляется в каком-то определенном участке и может распространяться на другие. Однако у некоторых людей нет подобной точки начала этой активности, она возникает в нескольких местах в пределах одного полушария. Тогда удаление одного из полушарий мозга не дает электрическим импульсам переместиться в другую часть мозга, и припадки проходят.

Некоторым больным проводят гемисферэктомию только части полушария, а другим удаляют все целиком. Звучит довольно радикально и очень похоже на методы врачей Викторианской эпохи, которые не отличались деликатностью. Метод гемисферэктомии действительно известен уже довольно давно, но с момента первого использования его сильно усовершенствовали, и теперь он считается довольно эффективным. Первым известным пациентом была собака, которой провели гемисферэктомию в конце XIX века, но человеку впервые сделали такую операцию в 1920-х годах в Университете Джонса Хопкинса. Вы можете подумать, что это очень редкая процедура, при этом каждый год только в Соединенных Штатах проводятся операции более чем на 100 полушариях головного мозга, и по отчетам в общем и целом результаты просто отличные.

Гемисферэктомию проводят в любом возрасте, но более молодые пациенты восстанавливаются потом лучше, поскольку оставшееся полушарие часто берет на себя функции удаленного. Исследования показали, что у детей, перенесших гемисферэктомию, не только уменьшаются судорожные припадки, но и восстанавливаются сенсорные, двигательные и языковые функции, так как у второго полушария мозга развиваются новые возможности. Следует отметить, что сильные судороги сами по себе могут препятствовать нормальному развитию, поэтому удаление проблемного полушария может дать возможность мозгу развиваться. Самый лучший способ продемонстрировать пластичность появляется у мозга как раз тогда, когда удаляется большая его часть, но при этом он перестраивается и очень эффективно адаптируется.

Давайте рассмотрим случай Эйдена Галлахера. В 2003 году его показали в новостях на канале NBC и представили как обычного ребенка с необычной историей. Ему на тот момент было десять лет, он жил в Огайо, ходил в школу, с удовольствием занимался спортом, но с трех лет у него была только половина мозга. В детстве у мальчика случались сильные судороги, которые не давали ему нормально жить и развиваться. Его отец рассказал, как Эйден забыл уже выученный на тот момент алфавит и разучился считать; казалось, что все полученные знания ускользают.

Эйдену сделали гемисферэктомию, и после операции он хорошо восстановился, на той же неделе уже бегал по детской площадке, и никаких припадков больше не случалось. Мальчик был одним из 186 пациентов после гемисферэктомии, за которыми наблюдали американские исследователи – Асан Муса и его коллеги, чтобы больше узнать о долгосрочных результатах операции. Они обнаружили, что процедуру в целом можно назвать успешной, поскольку судороги и припадки прекращались и пациенты нормально жили дальше, хотя у многих нарушались навыки чтения и были проблемы с языком. Однако стоит отметить, что у пациентов после гемисферэктомии, как правило, наблюдаются сложности с движениями конечностей на стороне тела, противоположной удаленному полушарию. Также у них часто бывают проблемы со зрением.

Ни четыре доли мозга, ни два полушария не функционируют изолированно друг от друга. Последние соединены между собой так называемым мозолистым телом; это сплетение нервных волокон, передающих информацию о движении, чувствах и восприятии между полушариями.

Мозолистое тело есть не у всех. Агенезия мозолистого тела, то есть частичное или полное отсутствие этой структуры, является одним из наиболее распространенных пороков развития головного мозга (статистически от 0,5 до 70 случаев на 10 000 человек), притом что само по себе это довольно редкое состояние. Как вы понимаете, оно приводит к проблемам передачи информации в мозге. Однако удивительно, что состояние людей, у которых мозолистое тело отсутствовало с рождения, и тех, у кого оно было удалено хирургически, различается. После удаления мозолистого тела в ходе операции обычно наблюдается «синдром разъединения», при котором информация между полушариями не передается. При этом у тех, у кого никогда не было мозолистого тела, подобного синдрома не наблюдается, и информация передается успешно. Эта тайна приводила в замешательство нейробиологов в течение нескольких десятилетий. Недавно группа, куда входили исследователи из Рио-де-Жанейро и Оксфорда, с помощью психологических тестов и томографии головного мозга лучше изучила людей, родившихся без мозолистого тела. Результаты исследования свидетельствуют о том, что у них мозг активно меняется, создавая новые нейронные цепи, чтобы компенсировать отсутствие нормального пути передачи информации. Исследователи предполагают, что этот эффект возникает только на очень ранней стадии развития человека, когда растущие аксоны могут быть перенаправлены в новые пути. По словам ученых, этим можно объяснить, почему те, у кого мозолистое тело удалено хирургическим путем, не могут восстановить связь между полушариями: попросту говоря, уже слишком поздно.

Несмотря на то что мозг так удивительно пластичен, все не так радужно, как может показаться сначала. Многие из тех, кто родился без мозолистого тела, страдают от многочисленных проблем со здоровьем, у них часто наблюдают какие-то болезненные симптомы. К самым распространенным проблемам относятся интеллектуальная инвалидность, проблемы со зрением и речью, судороги, сложности с питанием и поведением.

Однако степень этих заболеваний у людей варьируется от «легкой» до «тяжелой». На практике у людей без мозолистого тела, как правило, наблюдаются задержки в развитии, когда они учатся ходить, говорить и читать. У этих людей плохая моторная координация, особенно это касается навыков, требующих координации левой и правой рук или ног (например, езды на велосипеде). А также они испытывают трудности с обработкой психической и социальной информации, что с возрастом становится все более очевидно.

Мы достаточно поговорили про большие полушария, теперь давайте заглянем за них и под них, туда, где находится мозжечок, или «малый мозг». Точнее, находится в том случае, если он у вас есть.

Однажды в Китае в больницу обратилась двадцатичетырехлетняя женщина с жалобами на головокружения, неспособность ровно двигаться, тошноту и рвоту. Ее осмотрели, взяли разные анализы и в том числе сделали компьютерную томографию (КТ) головного мозга. Именно тогда обнаружилась довольно существенная аномалия: отсутствие мозжечка. То место, где он должен быть, оказалось заполнено жидкостью. Как женщине удалось дожить до двадцати четырех лет и не знать, что с ней что-то не так? Она была замужем, у нее росла дочь, и беременность и роды с точки зрения медицины прошли как обычно. Ни у кого из ее родителей, братьев или сестер не было никаких неврологических проблем. Можно ли сказать, что до этого момента она жила обычной жизнью, не имея никаких признаков отклонений? Полностью ли адаптировался мозг к тому, что в нем не хватало мозжечка? Взяли ли другие участки на себя его функции?

Не совсем. Выяснилось, что у женщины уже много лет кружилась голова и она не могла ровно ходить. Ее мать призналась, что девочка не могла самостоятельно стоять до четырех лет, а до семи лет – ходить без поддержки. Она никогда не бегала и не прыгала и только после шести научилась говорить членораздельно. Она никогда не ходила в школу. У нее немного дрожал голос, она нечетко произносила слова и вообще испытывала некоторые трудности с двигательными навыками.

Пациентке диагностировали врожденную агенезию мозжечка, и ее случай был девятым из описанных в медицинской литературе. Как видите, мозжечок отсутствует очень редко, и еще реже можно встретить взрослого человека с этой патологией, организм которого функционирует нормально. Большинство из тех, у кого с рождения не было мозжечка, имели серьезные нарушения в развитии (зачастую это связано с другими дефектами), при этом отсутствие у них мозжечка можно было обнаружить только при вскрытии. Несмотря на то что организм женщины функционировал не совсем нормально и она развивалась медленно, ее случай считается удивительным примером того, как блестяще мозг может приспосабливаться во время роста и развития в детстве.

Еще один человек, живущий без мозжечка, – тридцатитрехлетний Джонатан Келехер из Бостона. В отличие от женщины, о которой мы только что рассказывали, у него аномалию мозга выявили при томографии мозга в пятилетнем возрасте. По словам матери, Джонатан тоже поздно начал садиться, ходить и говорить, однако врачи не знали, что с ним не так. С ним работали логопеды и психотерапевты, и в конце концов ему сделали томографию мозга, где и обнаружили проблему. Врач Джонатана, доктор Джереми Шмаман, невропатолог из Клинической больницы штата Массачусетс, указал, что на снимке отсутствует довольно большой участок. У Джонатана также были проблемы с координацией, а его речь характеризуют как «речь с особенностями». Несмотря на физические трудности, он работает в офисе и живет самостоятельной жизнью.

Джонатан пытался водить машину, однако его мозг просто не мог обрабатывать все происходящее во время движения и координировать его реакции и жесты. При этом нарушены были не только физические способности. У Джонатана наблюдались сложности эмоционального плана, ему было трудно понять, как вести себя в разных социальных ситуациях или как проявлять эмоции. Большинство из нас автоматически с возрастом изучают эти аспекты жизни, но Джонатану приходилось учиться этому специально. По словам Шмамана, изучая эти вещи, он обучал другие области мозга выполнять работу мозжечка. Так зачем же нам нужен мозжечок? Этот отдел составляет около 10 % общего веса нашего мозга, и хотя он намного меньше полушарий, в его коре содержится больше нейронов, просто они там плотнее упакованы. Мозжечок играет важную роль в движении и координации человека, включая сложные манипуляции, например когда нужно одновременно задействовать пальцы и глаза, чтобы вдеть нитку в иглу. Также он необходим при усвоении двигательных навыков, которые остаются с вами на всю жизнь, таких как ходьба, говорение, скалолазание и другие. Поэтому любые проблемы с мозжечком у ребенка могут сильно повлиять на развитие моторики. По сути, с помощью мозжечка мы планируем действия, контролируем и осуществляем движения туловища, конечностей и глаз. Иногда его называют «техническим интеллектом», в отличие от социального интеллекта. Шмаман изучает мозжечок уже много лет и полагает, что главная цель этого отдела мозга – сделать нас не такими неуклюжими.

Случаи Джонатана и женщины из Китая показывают, что, несмотря на важные функции мозжечка, без него можно обойтись. Люди без него живут вполне обычной жизнью, хотя им и требуется поддержка других при решении ряда проблем. Конечно, если у нас есть мозжечок, то мы справимся гораздо лучше, но, вероятно, он не нужен нам весь целиком. Если люди могут без него прожить, может, именно он и является избыточной частью мозга?

Давайте вкратце рассмотрим эту ситуацию. Если без мозжечка можно жить, то важно ли нам, насколько он велик, если он все-таки есть? Есть исследования, показывающие, что чем больше мозжечок, тем лучше развита мелкая моторика и память на слова. Исследования с участием пожилых людей также показали: чем больше серого вещества в мозжечке, тем лучше общие познавательные способности. В среде неврологов обычно обсуждается, насколько удивительны большие полушария мозга, и все внимание посвящено им, при этом, как оказалось, в мозжечке в четыре раза больше нейронов, и сейчас исследователи стараются понять, какие важные функции он контролирует. В процессе эволюции человеческий мозжечок увеличивался очень быстро, и, по мнению некоторых исследователей, это свидетельствует о том, что технический интеллект как минимум не менее важен в развитии человеческого мозга, чем социальный. Для того чтобы научиться выполнять сложные последовательности действий, важно контролировать чувства и движения, и благодаря эволюции мозжечка у людей усложнились технические навыки. Есть вероятность, что это, в свою очередь, дало людям другие социальные возможности и позволило им взаимодействовать, например используя язык. Существует мнение, что мозжечок помогает скоординировать слоги так, чтобы они звучали быстро, плавно и ритмически организованно.

Мы рассматривали людей, у которых отсутствовала какая-то определенная часть мозга, но есть и те, у кого было повреждено более одной области.

Шэрон Паркер была еще ребенком, когда выяснилось, что у нее не более 15 % нормального мозга, при этом IQ у нее выше среднего – 113. В детстве у нее была гидроцефалия, обычно говорят, что это «вода в мозге». Избыток жидкости вытеснил ее мозг к краю черепа, и голова начала увеличиваться. Однако к тому времени, когда проблему обнаружили и начали решать, прошло уже девять месяцев, что привело к образованию большого отверстия в середине мозга Шэрон. Но мозг удивительным образом адаптировался к этому физическому напряжению и перестроился, чтобы уместиться в необычном пространстве. Он разошелся ближе к краям черепа, и обычно кривая поверхность растянулась и сплющилась, особенно это видно на лобных долях, а часть массы опустилась к нижней части черепа. Фактически есть ощущение, что у Шэрон не 15 % мозга, а целый мозг, просто он уникальной формы и с большой дырой по центру. Несмотря на то что у девушки есть некоторые проблемы с кратковременной памятью и с запоминанием последовательностей чисел, например номеров телефонов, она ведет нормальную жизнь: живет в Йоркшире, работает медсестрой, замужем и растит троих детей.

Шэрон – не единственная, кто живет с большой дырой в центре мозга из-за детской гидроцефалии. У одного французского чиновника (он женат и у него двое детей) обнаружили дыру в мозге, когда ему было около сорока пяти лет и у него возникли проблемы со здоровьем. Томография показала, что его мозг, как и у Шэрон, был расположен ближе к краям черепа, а в некоторых областях кора была очень тонкой. Когда ему было шесть месяцев, его лечили от гидроцефалии. По результатам тестов его IQ оказался ниже среднего, но при этом мужчина вел довольно обычную жизнь.

Имя Габриэль Гиффордс, члена конгресса США из Аризоны, попало в заголовки международных новостей, когда на нее было совершено покушение в 2011 году. Габриэль Гиффордс присутствовала на публичном мероприятии в супермаркете, и ей выстрелили в голову. Несколько других участников встречи ранили, а шестеро были убиты. Это было чудовищное нападение, и удивительно, но Габриэль выжила. Для справки нужно сказать, что примерно 90 % людей, которым стреляли в голову, умирают. Было множество факторов, которые помогли Габриэль выжить, и один из них – тот, что пуля повредила определенный участок мозга: она прошла через левую сторону. Однако если бы она повредила обе половины, и правую, и левую, то женщина, скорее всего, умерла бы. Мало того что Габриэль выжила, она продолжила писать книги и стала одним из основателей организации, выступающей за усиление контроля за оружием в Штатах.

И хотя нам точно неизвестно, какие участки мозга Габриэль были задеты, мы знаем, что впоследствии у нее начались проблемы со здоровьем. У нее парализованы правая рука и нога, ей трудно говорить, и оба глаза видят плохо.

Пули, как и любой другой объект, проникающий в череп и мозг, как правило, вызывают обширные повреждения и в большинстве случаев приводят к смерти. Несмотря на то что некоторым людям удается пережить довольно серьезные травмы, все зависит от того, какой участок мозга поврежден и сколько важных областей затронуто. По данным Американской ассоциации нейрохирургов, пулевое ранение, проходящее через правую лобную долю ко лбу значительно выше основания черепа, скорее всего, не приведет к серьезным последствиям, поскольку не затрагивает жизненно важные ткани мозга или сосудистые структуры. При этом точно такое же ранение, проходящее вниз от левой лобной доли к височной доле и стволу мозга, может привести к смерти, поскольку затрагивает более значимые ткани и может повредить важные кровеносные сосуды.

Некоторые люди действительно выживают, несмотря на серьезные травмы мозга, вызванные посторонними предметами, проходящими через него, но вот вернуться к обычной жизни и работе им вряд ли удается. Практически все они остаются инвалидами. Конечно, последствия для здоровья зависят от характера и тяжести травмы и, среди прочего, от места ее нанесения. Например, повреждения лобной доли и мозжечка приводят к абсолютно разным последствиям: при травме лобной доли может измениться личность, а при повреждении мозжечка человек станет неуклюжим.

В преддверии Олимпийских игр 2016 года в Бразилии вспыхнула эпидемия вируса Зика, она захлестнула Южную Америку и даже просочилась в другие части света. У здоровых взрослых этот вирус вызывал относительно легкие симптомы, однако у малышей, чьи матери перенесли вирус во время беременности, случались нарушения развития. Среди проблем со здоровьем у этих детей наблюдалась микроцефалия, то есть размер головы был намного меньше, чем должен быть. Фотографии младенцев с этим заболеванием размещали на первых полосах газет. Если голова ребенка оказывается очень мала, это происходит потому, что мозг не растет как следует. Различают несколько степеней микроцефалии в зависимости от того, насколько патология влияет на жизнедеятельность. У некоторых детей с этим заболеванием сохраняется нормальный интеллект и не наблюдается особых когнитивных проблем, а другие могут пострадать довольно сильно: микроцефалия в ряде случаев приводит к задержке развития, проблемам со слухом и зрением, нарушениям питания, проблемам с координацией и движениями и даже к умственной отсталости.

Еще одно имеющее отношение к мозгу нарушение развития, при котором он очень сильно уменьшен, – это анэнцефалия. При этом редком состоянии, представляющем собой результат дефекта нервной трубки, ребенок рождается без каких-то участков мозга и черепа. К сожалению, рожденные с анэнцефалией умирают в течение нескольких дней, а иногда даже часов. Людям не дано выжить при такой степени нарушения развития.

Люди явно могут выжить, а во многих случаях даже жить полноценной жизнью, с нецелым мозгом, однако обычно это им дорого обходится. У большинства из тех, у кого отсутствует часть мозга, есть физические, поведенческие или эмоциональные отклонения, различающиеся по степени тяжести. Однако, как показывают наши исследования, характер проблем во многом зависит от отсутствующей части мозга. Коул Коэн, у которой не было теменной доли, не ощущает время, не осознает пространство и с трудом обращается с цифрами. У людей с поврежденной лобной долей меняется личность, и они начинают жить совершенно по-другому. Люди с гемисферэктомией испытывают проблемы со зрением и речью, а также у них отказывают конечности. Похоже, именно с этими симптомами живет Габриэль Гиффордс, у которой пуля прошла через левую часть головы. Джонатан Келехер и молодая китаянка, у которых не хватает мозжечка, довольно поздно научились делать то, что другие люди осваивают раньше, и до сих пор неуклюжи и нечетко говорят. Это очень похоже на людей без мозолистого тела, хотя у них есть особые проблемы с координацией, преимущественно касающиеся навыков, при которых обе стороны мозга работают сообща.

Но что же происходит внутри мозга, которому удается приспособиться, несмотря на отсутствие каких-то частей? Мозг постоянно реорганизуется, а его клетки формируют новые связи и начинают работать иначе. Это может произойти в ответ на обучение, новый опыт или повреждение, будь то травма или болезнь. Раньше считалось, что мозг может создавать новые нейронные пути, только находясь в процессе развития, то есть в детстве, однако было замечено, что взрослый мозг тоже пластичен по своей природе и может перестраиваться, чтобы адаптироваться к изменяющейся локальной среде. Это общий принцип, но что именно происходит на молекулярном и клеточном уровнях нейропластической активности, ученые пока не знают. Несмотря на это, принципы пластичности уже используются во время реабилитационных программ, чтобы помочь людям, перенесшим черепно-мозговую травму, восстановить и скорректировать какие-то функции.

Как показывают исследования, мозг восстанавливается в течение недель или даже месяцев после травмы. Мало того, если посмотреть, что происходит на молекулярном и клеточном уровне в мозге после травмы, это очень похоже на процесс нормального развития мозга. Точно так же, как маленьким детям нужно обеспечить богатую раздражителями среду, чтобы максимально ускорить их обучение и развитие, людям после мозговых травм необходимо стимулировать мозг, чтобы они снова и снова выполняли разные задачи, направленные на физическое или когнитивное развитие, чтобы вырастить новые клетки мозга и помочь ему адаптироваться. Тем не менее есть вероятность, что успех тех, кому необходимо восстановить когнитивные или физические функции в большом объеме, главным образом зависит от сроков реабилитации. Похоже, что различные биологические факторы, способствующие росту новых нейронов и образованию нейронных путей, работают только в течение довольно небольшого периода времени после травмы, поэтому существует некий оптимальный период, в течение которого методы реабилитации особенно эффективны. Именно поэтому врачи, как правило, считают, что первые часы, дни и недели после травмы наиболее важны в процессе выздоровления человека, и от того, что и как люди делают в это время, часто и зависят хорошие показатели в долгосрочной перспективе.

Многие случаи, которые мы рассматривали, показывают, что мозг лучше перестраивается и адаптируется к существованию без тех или иных частей во время раннего развития. Было бы логично предположить, что то же самое происходит в случае черепно-мозговой травмы: мозг ребенка пластичнее, чем у взрослого, и, следовательно, он в большей степени способен менять направление нейронных путей и возобновлять функции. Но действительно ли дети восстанавливаются лучше? Многие исследования показали, что дети после черепно-мозговых травм хорошо поддаются реабилитации и их мозг эффективно перестраивается, компенсируя функции, которые в противном случае были бы утрачены при повреждении или потере какого-то участка мозга. Однако нам также известно, что многие дети на всю жизнь остаются инвалидами и страдают от последствий травмы, полученной в раннем возрасте, так что очевидно, что развивающийся мозг способен с ней справиться, но при этом он сильно изменится. Есть данные, свидетельствующие о том, что черепно-мозговая травма может помешать нормальному развитию человека. Как и у взрослых, у детей после травмы головного мозга могут наблюдаться явные физические последствия и изменения способностей, например проблемы с движением или чувствами. Однако, в отличие от ситуации со взрослыми, полную картину того, как травма отразилась на ребенке, мы можем не видеть в течение многих лет. Некоторые дети сразу после травмы идут вполне в ногу со сверстниками, вовремя достигая всех этапов развития, но в последующие годы возникает разрыв. Например, пока ребенок только-только начинает развиваться, учится ходить и говорить, он осваивает все навыки, свойственные его возрасту, но, когда становится подростком, испытывает сложности с более продвинутыми функциями, такими как планирование своего времени или нормальное социальное и эмоциональное поведение. Это опять вопрос времени. Очень важно, на каком именно этапе развития ребенок получает черепно-мозговую травму, а также имеют значение и другие факторы, такие как характер и тяжесть травмы, генетика ребенка, социальное происхождение и домашняя обстановка, а также возможность получить доступ к услугам реабилитации.

Несмотря на это, нужно сказать, что взрослые с возрастом сохраняют способность адаптироваться и восстанавливаться после черепно-мозговой травмы, хотя следует признать, что пожилые люди реабилитируются в этих случаях медленнее. Как ни грустно, но с возрастом многие вещи ухудшаются, и врожденная пластичность мозга – не исключение.

Конечно, случаи, когда люди живут без какой-то части мозга, отсутствующей с рождения, очень редки. Известно всего несколько человек, кому удалось относительно нормально жить и функционировать. Безусловно, их на самом деле больше, но о ком-то мы просто не знаем либо потому, что эти люди живут в местах, где не так просто сделать томографию мозга, либо потому, что никто и не думал делать ее, либо потому, что несмотря на проблемы, которые они испытывают, они считают, что у них просто вот такая жизнь. Конечно, наверняка есть несколько человек, у которых неполный мозг, но при этом они не испытывают никаких серьезных проблем, поэтому им в голову не приходило обратиться за профессиональной помощью или диагнозом. У любого из нас может не быть какой-то части мозга, и мы даже не будем об этом знать. Если вам не делали томографию и никто не видел, что там, откуда вы знаете, что у вас в мозге есть всё и всё работает правильно?

Обычно Фергус работает с людьми, перенесшими травмы лобной доли. Он говорит, что его пациенты обычно производят впечатление нормальных людей, они могут ходить и говорить, однако на самом деле у них есть большие проблемы в других сферах жизни. На ранней стадии восстановления их физические способности улучшаются, однако часто у них сохраняются или развиваются проблемы с функциями более высокого уровня. Будучи старшим научным сотрудником, Фергус пытается узнать как можно больше о черепно-мозговых травмах у взрослых и детей.

– Итак, Фергус, как вы думаете, почему у некоторых людей мозг после травмы адаптируется к жизни, а у других – нет?

– Конечно, чем меньше повреждений, тем лучше, однако все очень индивидуально. Частично это зависит от индивидуальных особенностей мозга, но в большей степени – от социальной и физической среды, в которой живет человек.

Есть множество факторов, увеличивающих пластичность мозга после травмы. Большое значение имеет среда. Брайан Кольб, изучая крыс с повреждениями мозга, показал, что грызуны в более обогащенной среде восстанавливались быстрее остальных. Также уровень образования влияет на восстановление: чем он выше на момент получения травмы, тем быстрее человек восстанавливается. Кроме того, человек может быть более уязвимым с точки зрения генетики. Например, даже при легкой черепно-мозговой травме у небольшого процента людей возникают значительные трудности, несоразмерные уровню повреждения. Есть версия, что эти люди просто более уязвимы ввиду их генетики, хотя на сегодняшний день у нас нет достаточного количества доказательств. Человек может сильно измениться в результате черепно-мозговой травмы, полученной в детском возрасте. Здесь очень важно отношение родителей и семьи: чем меньше стресса и больше тепла, тем эффективнее восстановление. Есть несколько факторов, влияющих на этот процесс, и, кроме семейных, ни один из них не является очевидным, когда вы работаете с пациентами в клинике.

Решающее значение имеет вмешательство в острой фазе. Например, если в случае с инсультом действовать быстро и уменьшить последствия начального повреждения, скажем, снизить внутричерепное давление после кровотечения, это поможет лучше восстановиться. Если смотреть с точки зрения долгосрочной перспективы, то есть несколько практических действий, которые можно предпринять. Например, можно тренировать мозг, снова и снова давая человеку определенные задачи и головоломки, это повышает активность в конкретных участках мозга и способствует восстановлению. Тем не менее в настоящее время не так много доказательств, что подобные действия приносят большую пользу, а также непонятно, как это отражается на повседневной жизни человека. Это работает для восстановления при повреждении одного участка мозга, а не всего органа целиком, что не имеет особого смысла в жизни. Мне нравится пример: вы заставляете человека ходить в тренажерный зал и много раз делать конкретные упражнения, чтобы накачать один бицепс, а затем приводите его на футбольное поле и ждете, что он будет хорошо играть в футбол. Это не сработает. У вас получится отличный однорукий тяжелоатлет, но не более того.

Чтобы помочь человеку пройти реабилитацию, нужно понимать, каким он был до травмы. Если, например, пациент до нее пользовался различными инструментами планирования и записывал дела в ежедневник, то при восстановлении хорошо бы тоже вспомнить про них. Ваша цель: минимизировать трудности и максимизировать способности, используя соответствующие инструменты и методы. Узнайте, каковы цели человека и чего он хочет от жизни.

– Вы можете рассказать о каких-нибудь удивительных случаях восстановления мозга из вашей практики?

– Все случаи, с которыми я работал, так или иначе удивительны на всех уровнях. Не забывайте, что многие люди с видимой травмой головы провели довольно много времени в реанимации без сознания. Вероятно, они побывали в ситуации, когда в течение нескольких недель у них был один шанс выжить из тысячи, и травма зачастую настолько серьезна, что единственным результатом может быть плохой результат. Выживут ли они и как будут жить дальше, в некоторой степени зависит от чуда.

– Учитывая все эти необычные случаи, которые вы наблюдали и о которых слышали за время работы, ответьте, пожалуйста: какой мозг на самом деле нужен человеку?

– Весь, что у него есть. Мы недостаточно ценим свой мозг. Чем больше я работаю с людьми с повреждениями мозга, тем больше осознаю, что важно иметь весь мозг. Да, бывает, что люди, у которых не работают какие-то участки мозга, добиваются удивительных вещей. Если бы вы спросили меня, какую часть мозга я больше всего боюсь повредить или удалить, то ответ простой: любую часть лобных долей, особенно орбитофронтальные или вентромедиальные области. Они играют ключевую роль в интеграции эмоций в процесс принятия решений и лежат в основе нашей способности контролировать сложные ситуации, включая социальное общение.

В конце концов, если какой-то участок мозга мертв, то он мертв. Именно поэтому восстановление – это способность мозга перестроиться и позволить человеку научиться делать какие-то вещи. И здесь речь не только об индивидуальности. Существует теория, известная как «распределенное познание». Познание и знание распределяются по нашей среде. Так что человек не должен знать или помнить все сам. Вспомните, насколько мы полагаемся на других людей, когда видим их, когда они напоминают нам что-то, и так далее. Они поддерживают нас в том, что нам важно. Поэтому если мозг функционирует плохо или какая-то его часть вообще отсутствует, нам будет полезно, если в среде есть вещи, которые компенсируют это. Представьте себе человека, который с трудом общается после черепно-мозговой травмы. Вероятно, он живет с кем-то, например с супругой или супругом или родителями, которые его хорошо знают и проводят с ним так много времени, что могут понять, чего он хочет, даже если он при этом плохо говорит. Фактически они становятся единым целым и работают сообща, если человек с травмой пытается что-то сказать.

Если мы теряем какую-то часть мозга, то впоследствии нам понадобится среда, в которой мы сможем обходиться без нее. Здесь мы возвращаемся к разговору о важности обогащенной окружающей среды. Безусловно, то, что происходит в среде, влияет на мозг. Когда мы думаем о том, какой мозг нам необходим, нам нужно одновременно спрашивать, сколько всего должно быть при этом вокруг нас. Самое важное здесь – взаимодействие между мозгом и средой. Таким образом, теоретически вы можете позволить себе иметь меньше мозга, если располагаете правильными инструментами окружающей среды.