Помоги проекту - поделись книгой:
ДИК СВААБ
Мы — это наш мозг
От матки до Альцгеймера
Издательство выражает признательность за поддержку Нидерландскому литературному фонду — Nederlands letterenfonds dutch foundation for literature
Всем ученым, работы которых стали мощным стимулом для моего мозга, а также Пэтти, Мирте, Родерику и Дорьену, обогащавшим моё окружение
Многие взгляды, здесь высказанные, имеют в высшей степени умозрительный характер, и некоторые из них. без сомнения, окажутся ошибочными; но во всяком отдельном случае я приводил основания, заставившие меня предпочесть один взгляд другому… Ложные факты в высшей степени вредны для прогресса науки, так как они часто долго не признаются истинными; но ложные взгляды, если они поддержаны некоторыми доказательствами, приносят мало вреда, потому что каждому доставляет спасительное удовольствие доказывать, в свою очередь, их ошибочность…
Предисловие
Вопросы о мозге к предполагаемому специалисту
Я хорошо понимаю, что читателю не слишком нужно все это знать, но мне-то очень нужно рассказать ему об этом.
Наш век выдвинул по меньшей мере два научных вопроса огромной важности: как возникла Вселенная и как работает наш мозг. Не только непосредственное окружение, но и случай побудили меня взяться за решение второго их них.
Я рос в семье, где с самого детства слышал столь занимательные разговоры, касавшиеся разных аспектов медицины, что уклониться от этого предмета стало для меня невозможно. Отец был гинекологом и занимался многими спорными вопросами продолжения рода, такими как мужская импотенция, искусственное оплодотворение и противозачаточные таблетки. В доме у нас постоянно бывали его друзья, о которых я позднее узнал, что и они тоже были новаторами в своей области. От профессора доктора Дриса Кверидо, впоследствии основавшего медицинский факультет в Роттердаме, еще ребенком я получил свой первый урок эндокринологии. Мы вместе с ним выгуливали нашего пса, и, когда тот поднял лапу, я услыхал от Кверидо, что такое поведение вызывают воздействующие на мозг половые гормоны. Доктор Кун ван Эмде Боас, первый профессор сексологии в Нидерландах, регулярно заходил к нам со своей женой вечерком выпить по рюмочке с моими родителями. От его рассказов у всех нас, особенно у детей, просто дух захватывало. Однажды он поведал, что у него никак не клеился разговор с одним пациентом. Наконец пациент выговорил то, что стояло у него словно ком в горле: он-де слыхал, что ван Эмде Боас гомосексуалист! Профессор обнял его за плечи и сказал: «Но, дорогуша, ведь ты же этому не поверил?» — оставив своего пациента в полной растерянности. Мы так и помирали со смеху.
Не существовало таких вопросов, которых я не мог бы задать, а по выходным дням можно было заглядывать в медицинские книги отца и изучать под микроскопом одноклеточных зверюшек, кишевших в воде из канавы, и клетки растений.
Учась в средней школе, я мог бывать на лекциях, которые отец читал по всей стране. Никогда не забуду, каким нападкам и даже оскорблениям со стороны религиозной публики он подвергался на лекциях по подготовке в Нидерландах первой фазы испытаний контрацептивных таблеток. По крайней мере, внешне он продолжал спокойно излагать свои аргументы, в то время как я, в холодном поту, сидел стиснув зубы. Впоследствии я убедился, что это было полезной школой — имею в виду сильные эмоциональные реакции, с которыми я сталкивался в дальнейшем в ходе своих исследований Грегори Пинкус, американский создатель этой пилюли, также время от времени бывал у нас дома, и мне удалось вместе с ним посетить Органон, фармацевтическую фабрику, где изготовляли эти таблетки. Там я впервые увидел, что такое лаборатория.
Само собой разумеется, все это привело к тому, что я стал изучать медицину. За едой мы с отцом с энтузиазмом обсуждали все возможные стороны этой профессии настолько непосредственно и настолько детально, что моя мать то и дело восклицала: «А ну-ка хватит!» — притом что как бывшая хирургическая медсестра, к тому же побывавшая на фронте в 1939 году во время русско-финской войны, она очень многое повидала. Неожиданно подошло время, когда я стал не только задавать вопросы, но также и отвечать на них. Если ты изучаешь медицину, то сразу же, совершенно неоправданно, в тебе начинают видеть эксперта по всем болезням, у которого можно получить бесплатную консультацию. В какой-то момент мне настолько надоели все эти бесконечные занудные жалобы, что я громко воскликнул, так, что все общество, собравшееся по случаю дня рождения, сразу же смолкло: «Это интересно, тетя Йопи, раздевайтесь, и давайте посмотрим». Сработало превосходно. Больше она мне не докучала. Но другие по-прежнему обращались ко мне со своими вопросами.
Приступая к изучению медицины, я хотел больше узнать о подготовке и проведении экспериментов, на которых так часто основываются медицинские концепции. Кроме того, я хотел, вопреки желанию родителей, быть материально независимым. Для студентов в Амстердаме имелись две возможности после первого академического экзамена половину рабочего времени заниматься исследовательской работой: либо в области фармакологии, либо в Nederlands Instituut voor Hersenonderzoek[2]. В Институте мозга свободное место появилось раньше. Так произошел выбор моей карьеры. В свете всего того, что я уже узнал дома, выбор был абсолютно логичным: новая область нейроэндокринологии, а именно исследование выработки гормонов клетками мозга и чувствительности мозга к гормонам. На собеседовании у профессора д-ра Ханса Ариенса Капперса я назвал нейроэндокринологию предметом моих интересов. «Это в ведении Ханса Йонгкинда», — заметил профессор Капперс и пригласил д-ра Йонгкинда. В последовавшей затем беседе с ними обоими выяснилось, как мало я был знаком со специальной литературой. Несмотря на это, Капперс решил: «Мы все-таки попробуем», — и взял меня. В ходе докторантуры я проводил эксперименты, чтобы понять, каковы функции нервных клеток, производящих гормоны. Этими исследованиями я занимался параллельно с изучением медицины и посвящал им свои вечера, выходные дни и каникулы. Не без труда мне как ассистенту в хирургическом отделении, которым руководил профессор д-р Бурема, удавалось тогда, в 1970 году, выкраивать во второй половине дня время для работы над диссертацией. После сдачи в 1972 году экзамена на врача я решил продолжать исследования в области мозга. В 1975 году я стал заместителем директора и в 1978 году директором Нидерландского института исследования мозга. В 1979 году к этому добавилась профессура по нейробиологии на медицинском факультете Амстердамского университета. Несмотря на ведущие должности, которые я занимал в течение тридцати лет, я не прекращал интенсивных лабораторных исследований. В конце концов именно этого я решил заниматься подобной работой. К настоящему времени в своей исследовательской группе я невероятно многому научился у множества замечательных, критичных и способных студентов, докторантов, постдокторантов и сотрудников более чем из двадцати стран, которых я до сих пор постоянно встречаю в исследовательских лабораториях и клиниках по всему миру. Вся наша группа особенно благодарна прекрасным лаборантам, обеспечивающим высокое качество проведения экспериментов и развитие новых методов исследований.
Между тем у меня возникали вопросы по темам, не относившимся только к моей основной специальности. Тебя всё равно считают врачом, когда действительно приходится туго, даже если ты занимаешься не врачебной практикой, а исследованиями. Болезнь мозга затрагивает все стороны личности, и поэтому ко мне обращались за советами в самых критических случаях. В одно воскресное утро, например, пришел сын одного моего знакомого с несколькими томограммами и сказал: «Я только что узнал, что мне осталось жить всего три месяца. Как это может быть?» Взглянув на томограммы, я не понял, как он вообще смог прийти ко мне, чтобы задать этот вопрос: передняя часть его мозга представляла собой одну громадную опухоль, и он действительно недолго прожил. В такой момент только и остается выслушать, объяснить выводы и результаты обследований и помочь отчаявшемуся человеку пробраться сквозь медицинские дебри. Единственно, кто оценивал мои способности должным образом, — это мои дети. Они решительно требовали позвать «настоящего» врача, когда у них была высокая температура, и я с тревогой присаживался со стетоскопом на их кроватках. Когда в 1985 году я основал Nederlandse Hersenbank[3] (см. XX.4) и при этом стало известно, что я исследую мозг умерших, я, к своему удивлению, для многих сделался советчиком по всем вопросам, связанным с последней жизненной фазой: эвтаназией, оказанием помощи в самостоятельном уходе из жизни, возможностью стать донором мозга или предоставить свое тело науке, короче говоря, по всем темам, имеющим отношение к жизни и смерти (см. XX. 3). Так постоянно переплетались между собой мои исследования и их результаты для меня и для общества. Я принимал участие во встречах матерей, потерявших покончивших с собой детей-шизофреников и теперь в рамках организации помощи Ypsilon отважно поддерживавших других женщин, которых постигло это несчастье. На международных конгрессах по синдрому Прадера-Вилли я увидел, насколько больше знают близкие о течении этой болезни, чем мы, исследователи. Сюда приезжали и ученые, и родители, чтобы вместе выяснять причины того, почему их дети ели буквально до смерти. Со всего света привозили родители своих невероятно тучных детей, тем самым помогая клиницистам лучше постигать ход этого заболевания, что чрезвычайно стимулировало нашу работу. Метод, который следовало бы использовать и другим объединениям пациентов. Моя научная группа участвовала также в организации первых в Нидерландах исследований болезни Альцгеймера, когда широкое распространение этой болезни еще только предсказывали. Наши наблюдения над тем, что некоторые клетки мозга хорошо противостоят процессу старения и болезни Альцгеймера, в то время как другие клетки гибнут, стали путеводной нитью в поисках терапевтических стратегий борьбы с этой болезнью (см. XIX, 3). Вследствие старения общества сегодня каждый в своем ближайшем окружении хорошо знает людей, которым в своей последней жизненной фазе пришлось пережить духовный упадок в результате деменции. Многим из нас также, вероятно, знакомы огромные тяготы, которые психические болезни вносят в жизнь пациентов, их близких и тех, кто ухаживает за больными. Вопросы, которые ставит перед исследователем мозга эта болезнь, столь животрепещущи, что от них уже нельзя уклоняться.
Обычная публика, которая вообще не проявляет никакого интереса к нашей ежедневной борьбе с техническими проблемами, возникающими при исследованиях, совершенно неверно предполагает, что про мозг нам известно всё. Люди хотят получить ответы на важнейшие вопросы: что такое память, сознание, обучение и эмоции, свободная воля и околосмертные состояния. Исследователе, который не уклоняется от подобных вопросов, рано или поздно будет ими захвачен и, скорее всего, захочет в них углубиться. В дискуссиях широкая публика исходит из «фактов», происхождение которых для меня остается загадкой. Так, существует миф, что мы используем всего лишь 10 % нашего мозга. Хотя относительно некоторых людей действительно может сложиться подобное впечатление, я не знаю, на чем основана эта бессмыслица. То же самое относится и к легенде о миллионах клеток мозга, которые мы будто бы ежедневно теряем в процессе старения. Часто весьма оригинальные вопросы, которые задают заинтересованные слушатели и ученики, наводят на серьезные размышления. Одна голландская старшеклассница, японка по происхождению, хотела писать профилирующую работу о различиях между мозгом европейца и азиата. Такие различия действительно существуют. Мои собственные исследования человеческого мозга также постоянно вызывали потоки вопросов и бурную общественную реакцию и требовали разъяснений и публичной дискуссии о различии между мозгом мужчины и женщины, о сексуальной ориентации, транссексуальности, развитии мозга, болезнях мозга, таких как депрессии и расстройства приема пищи (см. II–IV и VI).
Между тем за 45 лет, е течение которых я занимался исследованиями, изучение мозга из занятий отдельно взятого специалиста превратилось в предмет, который пережил бурный расцвет во всем мире и благодаря работе десятков тысяч ученых и лаборантов, а также появлению специальных дисциплин стремительно развивался и привел к множеству новых научных выводов. Нейрофобия тогдашней публики благодаря прекрасной научной журналистике сменилась живейшим интересом ко всему, что имеет отношение к мозгу. Я никогда не избегал вопросов, интересовавших широкую публику, и это неустанно побуждало мой собственный мозг задумываться о вещах, лежащих вне моей персональной области исследований, а также о том, чтобы донести результаты этих размышлений до широкой общественности. При этом развивались и мои взгляды на некоторые аспекты работы нашего мозга; как мы становимся людьми; как развиваемся и стареем; на каком фоне возникают болезни мозга; что представляют собой наши жизнь и смерть. За истекшее время мои маленькие ответы на эти большие вопросы о мозге приняли форму, которую я воплотил в этой книге.
Чаще всего меня просили, чтобы я коротко изложил, как работает мозг Разумеется, книга может осветить только некоторые стороны этой необъятной темы. Здесь описывается, как наш мозг дифференцируется на мозг мальчика или девочки, что разыгрывается в мозге подростка, как мозг обеспечивает сохранение индивидуума и всего вида, как мы стареем, делаемся слабоумными и умираем, как развивался мозг, как функционирует память и как формировалось моральное поведение. Но эта книга рассказывает и о том, какие случаются неудачи. Она не только обращает внимание на нарушения сознания, вред для мозга при боксе и такие болезни мозга, как наркозависимость, аутизм и шизофрения, но и на новейшие достижения, касающиеся выздоровления и восстановления мозга. В завершение рассматривается связь мозга и религии, души, духа и свободной воли.
Об отдельных предметах можно читать независимо друг от друга. В пределах строго очерченных рамок для столь многих различных тем нельзя предложить глубокого научного анализа. Главы задуманы как исходные пункты дтя дальнейших дискуссий о том почему мы такие, какие мы есть, как развивался наш мозг, как он функционирует и что в нем может пойти не так. Я надеюсь, эта книга даст ответы обширной читательской аудитории на целый ряд наиболее частых вопросов относительно нашего мозга и заложит основы более широкой нейрокультуры студентов и молодых исследователей мозга, побудит их выходить за границы своих исследований и вступать в диалог с широкой общественностью. Это, разумеется, необходимо не только ввиду значения исследований мозга для общества, но также и ради общественной поддержки наших исследований.
I. Введение
I.1 Мы — это наш мозг
Люди должны знать, что источником наших удовольствий, радостей, смеха и шуток, точно так же как и наших горестей, болей, печалей и слёз, является не что иное, как мозг. С помощью мозга мы думаем, видим, слышим, отличаем уродливое от красивого, плохое от хорошего, приятное от неприятного <…> Надо знать, что огорчения, печаль, недовольства и жалобы происходят от мозга. Из-за него мы становимся безумными, нас охватывает тревога и страхи либо ночью, либо с наступлением дня; в нем лежат причины бессонницы и лунатизма, невозможности собраться с мыслями, забывчивости и необычного поведения.
Всё, что мы думаем, делаем и не делаем, осуществляется нашим мозгом. Ст роение этой фантастической машины определяет наши возможности, наши ограничения и наш характер; мы — это наш мозг. Исследование мозга — не только поиски причин мозговых заболеваний, но также поиски ответа на вопрос, почему мы такие, какие мы есть, поиски самих себя.
Нервные клетки, или нейрины, — это строительные кирпичики нашего мозга. Мозг весит полтора килограмма и содержит 100 миллиардов нейронов (что в пятнадцать раз превышает население земного шара). Кроме того, в мозге имеются глиальные клетки, которых в десять раз больше, чем нейронов. Прежде считалось, что глиальные клетки всего лишь удерживают нейроны рядом друг с другом (греческое γλια означает «клей»). Новейшие исследования, однако показывают, что глиальные клетки, которыми человеческий организм обладает в большем количестве, чем какой-любой другой, имеют решающее значение для химической передачи информации и тем самым дтя всех процессов в головном мозге, а также для долговременной памяти. Это проливает особый свет на известный факт, что мозг Эйнштейна содержал так много глиальных клеток. Продуктом взаимодействия всех этих миллиардов нервных клеток и является наша духовная сущность Как почка выделяет мочу, так мозг выделяет мысль — неподражаемо сформулировал Якоб Молескотт (1822–1893). Но теперь мы знаем, что речь идет об электрической активности, о передаче химических посланцев, об изменениях в клеточных контактах, в активности нервных клеток (см. 1.1 и XV.1). Томография мозга позволяет не только выявить его заболевания, но и увидеть высвеченными области мозга, задействованные при чтении, думании, счете, слушании музыки, религиозных переживаниях, влюбленности, сексуальном возбуждении. Непосредственно наблюдая за изменениями активности своего мозга, мы можем тренировать собственный мозг, чтобы заставить его работать иначе. С помощью функционального томографа пациентов учили осуществлять контроль активности передней части мозга. Таким образом, страдающие хроническими болями могли уменьшить болевые ощущения.
Нарушения в этой высокоэффективной машине, обрабатывающей информацию, ведут к психическим и неврологическим заболеваниям. Эти нарушения многое сообщают о нормальной работе нашего мозга. Для ряда психиатрических и неврологических картин болезни уже разработаны эффективные терапии. Болезнь Паркинсона уже давно лечится леводопой, а СПИД-деменция больше не возникает при правильно подобранной терапии. Генетические и иные факторы риска шизофрении очень быстро картографируются. В микроскоп можно видеть, чти у больного шизофренией нормальное развитие мозга было нарушено уже во время пребывания в матке. Лечить шизофрению можно лекарствами: «Приму что-либо таблеток взамен, и делаюсь больше шизо, чем френ»[4], — по выражению поэта-лауреата Кееса Винклера, в течение многих лет работавшего библиотекарем у нас в институте.
Вплоть до недавнего времени неврологи могли всего лишь точно локализовать нарушение, с которым больному приходилось мириться до конца жизни. Но сейчас растворяют тромбы, которые могут стать причиной инсульта, останавливают кровотечение и проводят стентирование[5] суженных сосудов мозга. Уже более 3 500 человек завещали передать после смерти свой мозг для исследований Нидерландскому банку мозга (Nederlandse Hersenbank: www.hersenbank.nl). Это дает новое понимание молекулярных процессов, вызывающих такие недуги, как болезнь Альцгеймера, шизофрения, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и депрессия. Поиски точек приложения для новых медикаментов идут полным ходом. Однако эти исследования принесут клинические результаты лишьследующим поколениям.
Стимулирующие электроды, имплантируемые в точно установленные места в глубине мозга, уже доказали свою эффективность. Впервые этот метод применили для страдающих болезнью Паркинсона (рис. 22). Поразительно, что интенсивное дрожание сразу же исчезает, как только больной нажимает на кнопку стимлятора. Глубинные электроды применяются сейчас также при кластерных головных болях, мышечных спазмах и обсессивно-компульсивных расстройствах (навязчивых состояниях). Больные, которые сотни раз в день мыли руки, с имплантированным в мозг электродом получают возможность вести нормальную жизнь. Глубокая имплантация электрода в мозг вернула сознание человеку, который шесть лет находился в состоянии минимального сознания. Делаются попытки лечить этими методами ожирение и синдром зависимости.
Магнитная стимуляция префронтальной коры (рис. 14) позволяет улучшить настроение при депрессии, а стимуляция слуховой коры головного мозга заставляет исчезнуть мешающие мелодии, которые непроизвольно звучат у людей с нарушением чувствительности внутреннего уха. С галлюцинациями у больных шизофренией также можно успешно бороться методами транскраниальной магнитной стимуляции (см. XI.4).
Нейропротезы могут всё лучше и лучше заменять наши органы чувств. Сегодня более 100 000 пациентов снабжены кохлеарными имплантатами, с помощью которых зачастую они могут слышать на удивление хорошо. Для слепых проводятся эксперименты с электронными камерами, информация с которых направляется в зрительную кору головного мозга (рис. 21). 25-летний молодой человек находился в состоянии полного поперечного паралича после удара ножом в шею. Ему была имплантирована в кору головного мозга пластинка размерами 4x4 мм с 96 электродами. Мысленно производя соответствующие движения, он мог управлять мышью компьютера, читать сообщения электронной почты и играть в компьютерные игры. Силой мысли можно было даже управлять движениями протеза руки (см. XII.5).
Уже производятся попытки репарации мозга нейротранс плантацией кусочков эмбриональной ткани коры головного мозга для страдающих болезнью Паркинсона и болезнью Хантингтона. Генную терапию пробуют применять для страдающих болезнью Альцгеймера. Многообещающе выглядит использование стволовых клеток для репарации ткани головного мозга, однако здесь еще предстоит преодолеть серьезные трудности, такие как возможное образование опухолей (см. XII.6, 7).
Болезни мозга всё еще плохо поддаются лечению, но период пораженчества сменился радостью от появления новых воззрений и оптимизмом в отношении новых возможностей лечения в ближайшем будущем.
I.2 Метафоры мозга
На протяжении веков мозг неизменно приводил людей в изумление, и они пытались объяснить его функции, прибегая к моделям, основанным на новейших технических достижениях своей эпохи. Так в XV в., в эпоху Ренессанса, когда в Европе развивается книгопечатание, мозг описывают как «всеохватную книгу», а наш язык как «живой алфавит». В XVI в. метафорой работы мозга становится выражение «театр в голове». В это же время прибегают к параллелям между мозгом и кунсткамерой или музеем, где можно хранить и обозревать самые разные вещи. Философ Декарт (1596–1650) рассматривал человеческое тело и мозг как машину: «Я желаю, чтобы вы наконец убедились, что все отправления, свойственные этой живой машине, как то: пищеварение, питание <…>, дыхание, бодрствование и сон, восприятие света, звуков, запахов, запечатление их в общем чувствилище, удержание или запечатление этих идей в памяти, низменные движения желаний и страстей и, наконец, внешние движения всех членов <…>, —я желаю, говорю я, чтобы вы заметили, что все эти отправления суть естественные последствия расположения органов этой машины, подобные движению часового механизма <…>». Его знаменитая метафора мозга — церковный орган. Воздух, который нагнетают в орган, согласно Декарту, соответствует тончайшим и наиболее активным частицам в крови, «жизненным духам», которые через гипотетические отверстия вдуваются в ячейки мозга через систему сосудов (сосудистое сплетение желудочков мозга, которое мы называем plexus choroideus). Жизненные духи через трубки-нервы препровождаются к мышцам. Клавиатурой выступает эпифиз, направляющий жизненные духи к желудочкам мозга, так же как клавиатура органа направляет воздух в определенные органные трубы. Декарт невольно и несправедливо навсегда стал основоположником дуализма в дискуссии «тело и дух», что по его латинизированному имени получило название картезианской философии, — несправедливо, ибо уже древние греки делают различие между телом и духом и таким образом являются истинными основоположниками этого мнения.
Когда мозг рассматривают как рационально устроенную биологическую машину, перерабатывающую информацию, компьютерная метафора нашего времени не так уж и плоха. Если посмотреть на число строительных ячеек нашего мозга и на то, как они включаются, такая метафора напрашивается сама собой. Нервные клетки могут в 1 000 х 1 000 миллиардов пунктов вступать в контакт, или — как выразился нобелевский лауреат Рамон-и-Кахаль — «браться за руки» с помощью синапсов[6]. Нервные клетки соединены друг с другом нервными волокнами протяженностью более чем 100 000 километров. Это умопомрачительное количество клеток (см. Е1) и контактов работает настолько эффективно, что наш мозг потребляет энергии не более чем лампочка мощностью в пятнадцать ватт. Отсюда следует что, как подсчитал Мишел Хофман, общая стоимость энергии, потребляемой мозгом человека на протяжении жизни длительностью в 80 лет, при нынешней стоимости электроэнергии не превысит суммы в 1 200 евро. За эти деньги нельзя приобрести приличный и столь же долговечный компьютер. Всего за 12 евро можно в течение всей жизни снабжать энергией один миллиард нейронов! Фантастически эффективный агрегат с параллельными переключениями, гораздо лучше приспособленный для образования ассоциаций и обработки образов, чем любой компьютер. Когда после вскрытия держишь в руках мозг умершего, испытываешь поразительное ощущение. Понимаешь, что у тебя в руках целая жизнь. И вместе с тем видишь, до какой степени soft выглядит hardware[7] нашего мозга. В этой студенистой массе содержится всё, что человек думал, всё, что он пережил, закодированное в структурных и молекулярных изменениях синапсов.
Еще более выразительная метафора мозга предстает перед нами при посещении в сердце Лондона подземного комплекса помещений, наполненных различной аппаратурой, откуда Уинстон Черчилль вместе с военным Кабинетом министров и многочисленным персоналом, начиная с 1940 года, день и ночь вел войну против Гитлера. Увешанные картами штабные помещения куда вся информация, кодируемая различными способами или некодируемая, через разветвленную сеть коммуникаций поступает со всего мира. Внимание фокусируется на важнейших на данный момент сведениях, которые проверяют, оценивают, обрабатывают и сохраняют. Этим заняты многочисленные хорошо скоординированные отделы. На основе отобранной информации (в передней части мозга, префронтальной коре, рис. 14) предлагается, разрабатывается и тестируется предварительный план, для которого оценивается вся имеющаяся информация. Концепции плана обсуждаются с многочисленными специалистами внутри страны, и если это необходимо, то по прямой линии со специалистами в США. Взвесив все точки зрения и всю доступную информацию, принимают решение о приведении в исполнение окончательно утвержденного плана — или об отказе от операции. В реализации плана могут участвовать наземные силы (моторика), военно-морской флот (гормоны), соединения, действующие тайно за линией фронта (автономная нервная система), или всё может быть сведено к бомбардировке военно-воздушными силами (нейротрансмиттеры, которые точно ориентированы на определенную мозговую структуру). Разумеется, наиболее эффективным будет скоординированное взаимодействие всех видов вооруженных сил. Да, наш мозг действует как сложный командный центр, снабженный самой современной аппаратурой, а не как телефонная станция или компьютер с непосредственными соединениями между двумя абонентами. Командный центр на протяжении жизни ведет борьбу, сначала — чтобы родиться; затем — чтобы успешно сдать экзамены, найти место, обеспечивающее получение средств к жизни и позволяющее прочно встать на ноги; чтобы сохранять жизнь, порой во враждебном окружении и, наконец, чтобы умереть так, как сам это выберешь. Командный центр защищен — не как бункер Черчилля, способный выдержать прямое попадание авиабомбы, — но костями черепа, который в состоянии обезвредить немало ударов. Сам Черчилль, впрочем, терпеть не мог этот подземный бункер и во время налетов поднимется на крышу, чтобы следить за воздушными боями над Лондоном. Он любил риск. Иногда это врожденное свойство нашего мозга.
Мы можем представить себе и более мирные метафоры, например — обеспечение безопасности полетов крупного аэропорта. Но если собрать все метафоры последних столетий, окажется, что мы называем метафорой, собственно, не что иное, как новейшие достижения, характеризующие состояние нашего мозга. Последним его продуктом становится сама метафора мозга. Действительно, ничего более сложного, чем это фантастическое устройство, кажется, и вправду не существует.
II. Развитие, рождение и родительская забота
II.1 Тончайшая сыгранность матери и ребенка при родах
Роды — слишком важная вещь, чтобы возлагать их только на мать.
Я поздравляю мою мать в этот день ее мук и благодарю за то, что она произвела меня на свет.
Высказывались предположения, что я начал заниматься исследованиями мозга из-за того, что мой отец был гинекологом, и поэтому я избрал для себя орган, который далее всего отстоял от сферы его интересов. Против этого психоаналитического объяснения говорит тол факт, что в Академическом медицинском центре (АМС) в Амстердаме совместно с гинекологами, среди которых был Кеес Бур, я исследовал функцию мозга матери и плода во время родов. Выводы его диссертации свидетельствовали, что для легких родов необходима хорошая сыгранность между мозгом матери и ребенка.
Мозг матери и мозг ребенка ускоряют течение родов тем, что гормон окситоцин поступает из мозга в кровоток и тем самым стимулирует сокращения матки. Биологические часы матери обеспечивают ритм смены дня и ночи в процессе родов. Поэтому роды происходят в основном во время спокойной фазы, ночью или рано утром. Это время, когда роды протекают быстрее всего и требуют наименьшего вмешательства акушеров.
Сигналом для начала родов является снижение уровня глюкозы у плода — знак того, что мать больше не в состоянии обеспечивать растущий плод достаточным питанием. Мишел Хофман подсчитал, что, когда на долю плода приходится примерно 15 % материнского обмена веществ, наступает момент родов. При многоплодной беременности этот момент наступает раньше, поэтому такие близнецы и раньше рождаются. Клетки мозга в гипоталамусе плода реагируют на снижение уровня глюкозы таким же образом, как позднее, уже у взрослого человека, они будут реагировать на недостаток пищи. Тем самым стимулируется стрессовая ось[8] плода, и происходит серия гормональных изменений, что вызывает сокращение матки (рис. 3). Схватки, стимулированные окситоцином, приводят к тому, что головка плода давит на выход из матки. Это вновь вызывает рефлекс, который передается через спинной мозг матери и приводит к повышенному выделению окситоцина, из-за чего головка плода еще больше стимулирует этот рефлекс. Вырваться из этого круга дитя может, лишь родившись на свет.
Определенное число психических нарушений связано с осложнениями во время родов. Давно известна связь шизофрении со многими проблемами при родах, такими как родоразрешение с наложением щипцов, вакуумная экстракция, слишком малый вес плода, преждевременные роды, слишком раннее отхождение вод и необходимость пребывания в инкубаторе Думали, что трудные роды приводят к повреждению мозга и к развитию шизофрении. Теперь мы знаем, что шизофрения — это нарушение развития мозга на ранней стадии, главным образом генетического характера (см. XI.3); трудные роды могут также рассматриваться как неправильное взаимодействие между мозгом матери и плода и таким образом как первый симптом шизофрении, хотя полного развития эта болезнь достигнет только в период наступления половой зрелости. То же относится к частым нарушениям во время родов при аутизме, что также является следствием раннего нарушения развития мозга (см. Х.2). Недавно было обнаружено, что у девушек, страдающих такими нарушениями питания, как анорексия или нервная булимия, роды матери часто проходили с осложнениями, и к тому же девочки имели при рождении малый вес. Чем больше проблем при родах, тем раньше наступают нарушения в принятии пищи у молодых женщин. Можно предположить, что уже тогда их гипоталамус не вполне хорошо справлялся с уровнем глюкозы, принимая во внимание, что именно снижающийся уровень глюкозы дает сигнал к началу родов. Проблемы при родах можно было бы также и здесь рассматривать как первый симптом нарушения работы гипоталамуса, что позднее проявляется в нарушениях приема пищи.
Даже в художественной литературе мы находим намеки на активную роль ребенка во время родов. Так, Джордж Джексон в книге Soledad Brother[9] пишет: «23 декабря 1941 г. вопреки воле моей матери я выдавился из ее чрева — и почувствовал себя на свободе». В романе Гюнтера Грасса «Жестяной барабан» Оскар сразу после рождения испытывает не слишком много энтузиазма от внешнего мира. Он собирался снова вернуться в матку, но акушерка, увы, уже перерезала пуповину.
Чтобы роды проходили наилучшим образом, необходима тонкая взаимосвязь между матерью и ребенком. При нарушении развития мозга ребенок не может играть существенную роль в прохождении родов. Волей-неволей приходится привыкать к тому, что заявлять о себе ребенок начинает уже в момент рождения.
II.2 Осложнение при родах как первый симптом нарушения развития мозга
Когда цыпленок в яйце не находит для себя достаточно пищи и ее более не хватает для поддержания жизни, в поисках пропитания он резкими движениями расклевывает скорлупу. Так же и растущий ребенок, требуя больше пищи, нежели мать может ему предоставить извиваясь, разрывает оболочку и, освободившись от уз, выходит наружу…
На тяжелые роды в трети всех случаев несправедливо возлагают вину за проявляющиеся позднее нарушения функций мозга. Мозговые аномалии, такие как задержки в развитии и повышенный мышечный тонус, часто возникают уже в матке, задолго до родов.
В 1862 году Уильям Джон Литтл в Лондоне впервые описал сорок семь спастических[10] детей. Убеждение Литтла в том, что причиной спастичности явилась родовая травма, находит приверженцев до сих пор. Примечательно, что это никак не отразилось на противоположном мнении Зигмунда Фрейда, который после тщательных исследований в 1897 году пришел к заключению, что трудные роды не могут быть причиной спастичности, но что и неврологическая картина болезни, и трудные роды должны быть следствием нарушений развития мозга плода внутри матки. У детей с задержкой психического развития вину за это часто также возлагают на роды. Синдром Прадера-Вилли — генетическое отклонение, которое с течением времени ведет к ожирению (см. VT.4). Роды для многих таких детей проходят тяжело, и позднее у них наблюдается задержка психического развития. Не осложнения при родах являются причиной этого, но генетическая аномалия, которая присутствует уже при оплодотворении.
Кислородная недостаточность при родах служит причиной болезни мозга лишь у 6 % рождающихся в срок спастических детей и у 7 % детей с задержкой психического развития. Задержка роста и низкая подвижность плода свидетельствуют о том, что уже задолго до появления на свет у таких детей существуют проблемы. Спастичность могут вызывать различные причины: генетические отклонения, внутриматочные инфекции, недостаток йода и воздействие химических веществ. И наоборот, поразительно, что серьезных повреждений мозга часто не возникает, если нормальный плод при родах внезапно испытывает недостаток кислорода, как это установил уже Зигмунд Фрейд. Но к спастичности может приводить длительный недостаток кислорода во время беременности. О правоте Фрейда свидетельствует активная роль плода во время родов Мозг младенца играет решающую роль как при начале, так и в процессе родов. Связь между тяжелыми родами и нарушениями работы мозга, таким образом, во многих случаях совершенно иная, чем обычно считают. Тяжелые роды, или преждевременные, или с задержкой — это довольно часто следствие проблем с развитием мозга плода в матке. Нарушение развития мозга может быть вызвано также генетической аномалией, кислородной недостаточностью во время пребывания в матке, инфекциями, воздействием лекарств или наркотическими веществами, принимаемыми женщиной во время беременности: морфином, кокаином или курением. Это означает, что поиск причины преждевременных или тяжелых родов неполон без исследования мозга младенца.
Тридцать пять лет назад в совместном исследовании с гинекологом доктором В. Й. Хоннебиром мы указали, что мозг младенца играет чрезвычайно активную роль в процессе родов. Мы исследовали для этого рождение 150 младенцев без больших полушарий (анэнцефалов, рис 4.). Большей частью они рождались или слишком рано, или слишком поздно. Обычно очень точное время рождения после сороканедельной беременности у них никогда не было выдержано, и к тому же роды проходили гораздо медленнее нормальных. Из-за отсутствия гормона окситоцина в мозге плода изгнание его длится вдвое дольше, и рождения плаценты приходится ждать втрое дольше, чем обычно. Тот факт, что половина анэнцефалов вообще не выживает при родах, указывает, насколько важен хорошо функционирующий мозг ребенка во время родов. Мозг плода заботится посредством другого гормона, вазопрессина, о том, чтобы кровь во время родов прежде всего направлялась в жизненно важные органы: в сердце, надпочечники, гипофиз и мозг. Это происходит за счет кровоснабжения кишечника. Экспеоименты на животных выявили множество сложных химических этапов, необходимых для этого. Но вначале детеныш подает первый сигнал к наступлению родов, как только мозг плода регистрирует, что матери больше не удастся доставлять быстро возрастающее количество питательных веществ, в которых нуждается плод, — точно как говорил Гиппократ, древнегреческий врач и философ, живший более 2 000 лет назад.
II.З Материнское поведение
Посмотри на двух лошадей, которые на первый взгляд не отличаются друг от друга ни по величине, ни по виду. Как узнать, кто из них мать и кто сын? Дай им сена. Мать подсунет его своему сыну.
На материнское поведение мозг женщины программируется уже во время беременности. Гормоны вызывают в нем изменения, которые после родов закрепляются присутствием ребенка. Изменения в мозге матери носят долговременный характер, возможно, они даже оказываются постоянными. Дети, которые давно выросли, нередко сетуют, что пуповина, связывавшая их с матерью, на самом деле так и не была перерезана, а матери жалуются, что заботы и страхи, связанные со взрослыми детьми, никогда их не оставляют. Если с детьми что-то случается, некоторые матери говорят, что они уже накануне это предчувствовали. Так и есть, просто потому, что они каждый день беспокоятся за своих детей.
В ходе беременности гормон пролактин отвечает за поведение, ориентированное на устройстве гнезда. Дом должен быть убран, стены детской заново выкрашены. В ходе работы над диссертацией, когда я однажды вошел туда, где размещались подопытные крысы, мне показалось, что клетки с самцами заменили на клетки с беременными самками, устраивавшими большие гнезда из стружек. Но это были самцы, и они строили гнезда, потому что накануне я ввел им пролактин, гормон мозга, вырабатываемый гипофизом во время беременности. В Wilhehnina Gasthuis [11] в Амстердаме пациент с опухолью гипофиза, вырабатывавшей пролактин, с наибольшим удовольствием помогал санитарам мыть с мылом шкафчики.
В конце беременности клетки мозга как матери, так и еще не родившегося ребенка начинают вырабатывать уже упоминавшийся гормон окситоцин, который затем поступает в кровь. Этот гормон мозга выполняет множество функций. Окситоцин хорошо известен как средство, с помощью которого, если это необходимо, вызывают наступление родов. Некоторые роженицы ползают после родов окситоцин в форме назального спрея, чтобы стимулировать выделение молока. В конце беременности окситоцин стимулирует схватки и тем самым способствует ускорению родов мозг матери ночью вырабатывает больше окситоцина, и матка ночью также более чувствительна к этому гормону, так что схватки наступают преимущественно в спокойное время суток. Во время родов выработка окситоцина увеличивается особенно сильно, когда головка плода давит на выход из матки. Сигнал через спинной мозг передается в мозг матери, сразу же вырабатывающий увеличенную порцию окситоцина, чтобы усилить схватки. Если роженице делают обезболивающий укол в спину, это послание в ее мозг больше не поступает, и гипофиз производит меньше окситоцина, так что часто приходится делать инъекции этого гормона, чтобы вызвать более сильные схватки.
После родов окситоцин обеспечивает появление молока при грудном вскармливании. Когда ребенок сосет грудь, это стимулирует выделение окситоцина мозгом матери, благодаря чему молоко поступает из молочной железы. Через некоторое время достаточно плача младенца, чтобы включить рефлекс и обеспечить настолько сильное выделение окситоцина, что молоко выпрыскивается из груди. На людях это может создавать неудобства. Подобный рефлекс давным-давно известен крестьянам. Стоит войти в хлев с гремящими ведрами, как у коров молоко уже начинает струиться из вымени.
Плач грудного младенца — своего рода реле для матери, сигнал поспешить накормить ребенка, и молоко тут же начинает выступать из сосков. В последнее время становится всё яснее, что в ходе многих социальных взаимодействий окситоцин играет важную роль, и поэтому он получил несколько новых наименований. Его действие на мозг матери и ребенка укрепляет связь между обоими, которую уже в конце беременности начинает стимулировать возрастающий уровень окситоцина. Повышенной выработки окситоцина, как при естественных родах, не происходит при кесаревом сечении Этим объясняется, что после такой операции мозг матери не так сильно реагирует на плач младенца, и материнское поведение формируется труднее. Во время кормления и игры с ребенком окситоцин, воздействуя на мозг матери, вызывает успокаивающий эффект и стимулирует у нее углубление внутреннего контакта с ребенком и привязанности к нему. Матери, не имеющие тесного внутреннего контакта с ребенком, во время игры с ним не показывают увеличения содержания окситоцина. Поэтому окситоцин и называют сейчас также гормоном привязанности. С другой стороны, содержание окситоцина в крови у детей, воспитывавшихся в приютах, ниже по сравнению с детьми, которые росли в родной семье. Дети, которыми пренебрегли на самой ранней стадии их развития, оказываются не в состоянии снабжать кровь достаточным количеством окситоцина даже спустя три года после обретения приемных родителей, с которыми у них установились сердечные отношения. Формирование привязанности таких детей к приемным родителям надолго нарушено. Недавние исследования женщин, в детстве испытывавших эмоциональное пренебрежение, жестокое обращение или сексуальное насилие, свидетельствуют о продолжающемся воздействии всех этих факторов. Содержание окситоцина в мозговой жидкости этих взрослых женщин было резко понижено, и это вызывает опасения, что подобные проблемы могут передаваться следующему поколению. Окситоцин также тормозит стрессовую ось. Если девочка 7-12 лет испытывает стресс в связи с тем, что ей нужно будет выступить перед незнакомыми людьми, успокаивающее поведение матери приводит к выделению окситоцина. При этом не важно, при ласкает ее мать или просто успокоит по телефону.
Наблюдения свидетельствуют также о возможности сдерживать часто докучное, чрезмерно заботливое поведение матери по отношению к уже взрослым детям. Экспериментально возможно материнское поведение обезьян прервать веществом, противодействующим окситоцину, — прекрасное средство для матерей, которые всё еще денно и нощно беспокоятся о своих взрослых детях. К сожалению, это вещество уменьшает интерес обезьян не только к своим малышам, но и к своему сексуальному поведению.
Тридцать лет назад наша исследовательская группа проводила эксперименты по выяснению влияния окситоцина на мозг и поведение. Мы создавали антитела к окситоцину, разрабатывали специальную окраску для этого вещества в мозге и искали те участки, где окситоцин производится и выделяется. Мы нашли в некоторых структурах мозга обширные сети клеток и их отростков, которые содержали окситоцин (рис. 5а). Нервные волокна осуществляли контакт с другими клетками мозга, куда они это вещество выделяли как химический нейротрансмиттер. С помощью электронного микроскопа мы обнаружили, что места выделения выглядят точно так же, как места контактов (синапсы) между нервными клетками, которые мы знали по другим химическим медиаторам (рис. 5Ь). Места выделения обусловливают влияние окситоцина на поведение. В зависимости от социального контекста окситоцин выделяется в различных участках мозга и причастен к осуществлению различных видов поведения. Таким образом, окситоцин рассматривают как медиатор склонности, сердечности, спокойствия, доверия и привязанности. Было также обнаружено, что окситоцин подавляет страх, воздействуя на миндалевидное тело — центр страха и агрессии. При теплом человеческом контакте, при ласках не только повышается уровень окситоцина в крови, больше окситоцина выделяется также и в мозге. Кроме того, оксито цин выступает в качестве нейротрансмиттера, сообщающего мозгу, что вы уже сыты. Окситоцин задействован не только в материнском поведении, но и в отношениях между взрослыми, в реакциях на социальный стресс и при сексуальном контакте. Поэтому он известен также как «гормон любви».
Крестьяне испокон веку знают о воздействии окситоцина, хотя в жизни ничего не слыхали об этом гормоне. Если нужно отдать ягненка приемной матери, стимулируют вагину и матку овцы, что вызывает выделение окситоцина, и гормон привязанности заботится о том, чтобы направить материнское поведение овцы на чужого ягненка.
Мозг вырабатывает также близкородственное вещество — вазопрессин. Наряду с окситоцином он играет ключевую роль в материнском поведении, в том числе и в ярости, с которой мать защищает своего ребенка. Это вещество причастно и к другим видам социального поведения, таким как формирование пары. Достаточно небольшого изменения в одной из строительных ячеек ДНК рецептора вазопрессина (протеина, который принимает послание вазопрессина в мозге) — и у мужчин появляется вдвое больше проблем в браке, возникает вдвое больше разводов и вдвое больше измен. Если мужчине после приема вазопрессина показать изображение незнакомого человека, он воспринимает выражение его лица как недружелюбное, что потворствует ксенофобии. У женщин всё происходит прямо противоположным образом. Вазопрессин вызывает у них симпатию к незнакомцу, поскольку женщины больше обращают внимание как раз на приятные черты чужого лица. Нетрудно представить, что кое-кому покажется соблазнительной мысль о возможности улучшить человеческое общество с помощью спрея окситоцина для мужчин и вазопрессина для женщин.
Недавно было обнаружено, что нарушения в системах вазопрессина и окситоцина в мозге могут встречаться при аутизме. Аутистам часто с трудом удается судить о чувствах и намерениях другого по его мимике (читать Моюш) или сопереживать вместе с ним (сочувствовать другому). Некоторые из них, например, не могут понять, что означает плач чужого ребенка, или не различают эмоций в голосе говорящего. По словам Темпл Грэндин, аутистки и профессора ветеринарии в США, ее эмоциональная цепь попросту отключена. И действительно, сейчас уже выявлено отклонение содержания вазопрессина и окситоцина в крови при аутизме. Установлены также небольшие генетические изменения в протеинах, которые принимают в мозге послания вазопрессина или окситоцина. Обогащение окситоцином, напротив, улучшает чтение мыслей. И тогда удается лучше воспринимать по выражению лица мысли и намерения собеседника. Окситоцин повышает к тому же способность распознавать эмоции в голосе и понимание эмоционального значения интонаций в речи. И вазопрессин, и окситоцин могут быть причастны к симптомам аутизма, но рассматривать их как социальный мозг было бы колоссальным упрощением. На социальное поведение влияет и множество других медиаторов и мозговых структур.
Возможности приложения знаний о воздействии этих веществ кажутся весьма обширными. Психологические эксперименты с играми, в которые играют на деньги, показали, что у человека высокое содержание окситоцина сопутствует доверию к другим, в том числе и к незнакомым людям. Доверие сохраняется, даже если такой человек бывает многократно обманут. Конечно, это самым непосредственным образом используется в коммерческих интересах. Через Интернет предлагают так называемый Liquid Trust[12], окситоциновый спрей, которым нужно опрыскать свою одежду, чтобы вызвать доверие со стороны партнера, клиентов, сотрудников или шефа. Поскольку этим способом в окружающую среду попадают поистине ничтожные дозы, всё это следует рассматривать как чистый обман или, выразимся более деликатно, как плацебо[13].
Помимо всего прочего, возникает вопрос, действительно ли можно имитировать нормальные процессы в мозге, непосредственно применяя окситоцин с помощью назального спрея. Ведь в мозге при определенных условиях в строго определенном месте, очень точно, выделяется строго ограниченное количество окситоцина. Доза окситоцина из назального спрея, попадая в мозг, может вызвать совершенно иной эффект. И это общая проблема лечения болезней мозга. Строго специализированные функции систем мозговых клеток можно заменять приемом внутрь медиаторов с таким же успехом, как заменить вычислительное устройство числами, которые оно само производит.
II.4 Отцовское поведение
Сыну никогда не отблагодарить своих родителей за их полную любви доброту, даже если он сотню лет на правом плече будет носить своего отца, а на левом плече свою мать.
Учение Будды
Мы все знаем немало примеров, когда матерям так и не удается перерезать пуповину, связывающую их с детьми. Где бы в мире ни находились их давно уже повзрослевшие дети, такие матери должны точно знать, что они делают, и постоянно о них заботятся. Но и с вязь ребенка с матерью — это тоже что-то особенное. Раненые солдаты, к какой бы армии они ни принадлежали, взывают на поле боя к матери, не к отцу. У шимпанзе самки заботятся о передаче культурных навыков Я сам довольно долго думал, что роль отца ограничивается оплодотворением, моментом, когда должно быть передано менее половины ДНК для ребенка, — работа, на которую уходят считаные минуты. Потом отец может прятаться от нас за газетой, спокойно возлагая на мать и заботы, и воспитание. И всё же отцам так легко не отделаться. В животном мире мы видим, что отцовское поведение в той или иной степени соответствует материнскому, если не считать вскармливания молоком. Впрочем, есть летучие мыши, у самцов которых также выделяется молоко!
Поделиться книгой: