Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Хрупкие лобные доли

Определения болезней меняются со временем. Классическая нейропсихология занималась влияниями локальных повреждений мозга (пулевые ранения, инсульты и опухоли) на познавательную деятельность. Это было базой данных, на которой было построено наше понимание функции мозга. Постепенно сфера нейропсихологии расширилась, и сегодня в психиатрических и гериатрических учреждениях работает больше нейропсихологов, чем в традиционных неврологических отделениях.

Экспансия нейропсихологии отражает расширение определения заболевания мозга. Это, в свою очередь, является следствием того, что наше общество становится более просвещённым, более зажиточным и, несмотря на наши случайные издержки, в целом более гуманным. В старое время считалось нормальным, что к определённому возрасту люди начинают «терять свои шарики». Сегодня мы знаем, что это не часть нормального старения, а скорее следствие известных мозговых расстройств, таких как болезнь Альцгеймера. В старое время плохого ученика наказывали родители, а непослушных детей пороли. Сегодня мы знаем о неспособности к обучению и синдроме нарушения внимания.

Я вспоминаю мою первую преподавательскую должность в Соединённых Штатах в конце 1970-х годов на одном из наиболее престижных и старейших факультетов психиатрии. Клинические конференции изобиловали бесконечными дебатами о том, был ли данный пациент «шизофреником» или «органиком», где «органик» означало — страдающий дисфункцией мозга. Старое картезианское разделение тела и души, которое столь долго дурачило широкую публику, охватывало также и психиатрию.

Сегодня мы знаем, что шизофрения является органическим заболеванием, так как в мозге шизофреников обнаружены как биохимические, так и структурные аномалии. Это также справедливо для депрессии, обсессивно-компульсивного расстройства, синдрома дефицита внимания, синдрома Туретта и других заболеваний. Различение «заболеваний мозга» и «заболеваний души» становится все более размытым. Недомогания «души» во все большей степени понимаются как заболевания мозга. «Ошибка Декарта» — если воспользоваться элегантной фразой Антонио Дамазио1 — наконец исправляется.

По мере того, как мы продолжаем исследовать нейронный базис заболеваний, ранее проходивших по ведомству души, нам становится все более очевидной крайняя степень вовлеченности лобных долей практически во все эти заболевания. Это говорит об особой биологической уязвимости лобных долей. Действительно, дисфункция лобных долей часто отражает нечто большее, чем их прямое повреждение2.

Лобные доли представляются горлышком бутылки, точкой схождения влияний повреждений, которые могут находиться практически в любом месте мозга3. Это не покажется удивительным, если обратиться к военной аналогии. Ранение лидера сорвет действия многих подразделений на поле боя, порождая отдаленные эффекты. Равным образом, функции лидерства будут нарушены, если перерезать линии коммуникации между фронтом и лидером.

Повреждение лобных долей порождает широкие вторичные эффекты во всем мозге. В то же самое время, повреждение где-либо в мозге запускает вторичные эффекты, нарушающие функции лобных долей. Это уникальное свойство отражает роль лобных долей как «нервного центра» нервной системы с особенно богатой сетью связей, идущих и к другим мозговым структурам, и от них.

Эта уникальная чувствительность лобных долей к заболеванию мозга может быть продемонстрирована многими путями. Шведские учёные Аса Лилия и Йярл Рисберг изучали паттерны нарушения регионального мозгового кровотока (rCBF), вызванного опухолями мозга4. К их удивлению, они обнаружили, что кровоток особенно нарушен в лобных долях, независимо от локализации опухоли. Это было справедливо даже если сама опухоль находилась настолько далеко от лобных долей, насколько это возможно в пределах черепа, так сказать.

Учёные Психиатрического института штата Нью-Йорк изучали паттерны местного кровотока у пациентов, страдающих депрессией5. Нарушение кровотока было более всего выражено в лобных долях, несмотря на тот факт, что серотонин (основной нейротрансмиттер, дефицит которого предполагается ответственным за депрессию) представлен в мозге повсеместно, без особого преобладания в лобных долях. В Швеции Рисберг изучал временные эффекты электрошоковой терапии (ECT) на местный мозговой кровоток6. Снова наибольшие нарушения были найдены в лобных долях, хотя электроды, через которые напряжение доставлялось в мозг, были приложены к височным долям.

В другом исследовании, проведённом в Психиатрическом институте штата Нью-Йорк, здоровым добровольцам давался скополамин, химическое вещество, нарушающее функции ацетилхолина, одного из основных нейротрансмиттеров мозга7. Скополамин давался для экспериментальной имитации расстройства памяти при болезни Альцгеймера. Эксперимент базировался на посылке, что холинергическая трансмиссия в особенности затронута при болезни Альцгеймера. Снова наибольшие нарушения местного мозгового кровотока наблюдались в лобных долях — несмотря на тот факт, что в отличие от некоторых других нейротрансмиттеров, ацетилхолин не является исключительно преобладающим в лобных долях.

Работая в Центре старения и деменции Нью-Йоркского университета, мои коллеги и я показали, что работа лобных долей нарушается на очень ранней стадии деменции типа Альцгеймера8. Это выражается в неспособности принимать решения в неопределённых ситуациях. Учитывая, что большинство ситуаций реальной жизни являются неопределёнными, утрата этой способности чревата особенно катастрофическими последствиями.

Но когнитивные изменения наступают также и при нормальном старении. Люди шестидесяти и семидесяти лет нередко замечают, что их память не столь остра как раньше. Но большинство людей не понимают, что так называемые «возрастные» изменения затрагивают функции лобных долей в той же степени, в какой они затрагивают память.

В заключение скажем, что лобные доли более уязвимы и вовлечены в более широкий круг мозговых расстройств — расстройств, относящихся к развитию центральной нервной системы, расстройств нейропсихиатрических, нейрогериатрических и так далее, — чем любая другая часть мозга. Лобные доли имеют исключительно низкий «функциональный порог разрушения». Много лет тому назад это привело меня к заключению, что дисфункция лобной доли является при мозговом заболевании тем же, чем жар при бактериальной инфекции. Оба симптома являются высоко предсказуемыми и часто неспецифическими9. Хьюлингс Джексон понимал это очень хорошо, когда ввёл закон «эволюции и диссолюции»10. Согласно этому закону, филогенетически самые молодые мозговые структуры наиболее уязвимы при мозговых заболеваниях. Но я убеждён, что уникальная уязвимость лобных долей является той ценой, которую они платят за исключительное богатство их связей. Эффект «суммирования шумов», накопления дефектных сигналов, который вероятно имеет место в префронтальной коре вследствие диффузного повреждения мозга, может быть продемонстрирован вычислительными методами. Мы создали математическую демонстрацию этого эффекта в сотрудничестве с Еленой Артемьевой в Московском университете в конце 1960-х годов, используя в качестве модели параллельные ненадёжные автоматы Джона фон Неймана. Клиническим следствием этого заключения является то, что дисфункция лобной доли не всегда свидетельствует о прямом поражении лобных долей. Фактически, в большинстве случаев механизм, вероятно, иной. Чаще всего это отдалённый эффект диффузного, распространённого или удалённого поражения.

Синдромы лобных долей

Рассмотрим последовательность событий, которая требуется для любого целенаправленного поведения. Во-первых, поведение должно быть инициировано. Во-вторых, должна быть определена задача, сформулирована цель действия. В-третьих, в соответствии с целью должен быть выкован план действий. В-четвертых, в должной временной последовательности должны быть выбраны средства, с помощью которых план может быть выполнен. В-пятых, разнообразные шаги плана должны быть реализованы в соответствующем порядке, с плавным переходом от одного шага к другому. Наконец, должно быть произведено сравнение между задачей и результатом действия. Соответствует ли результат задаче? Является ли он «выполненной миссией» или «провалившейся миссией»? Если «провалившейся», то насколько и в каком именно аспекте задачи? Вкратце, это функции управляющего, ответственного за работу организации. Это также функции лобных долей. Именно поэтому функции лобных долей часто называются «управляющими функциями».

Важность управляющих функций лучше всего можно оценить путём анализа их дезинтеграции вследствие повреждения мозга. Пациент с повреждёнными лобными долями сохраняет, по крайней мере до некоторой степени, способность выполнять большинство когнитивных навыков, каждый по отдельности11. Базовые способности, такие как чтение, письмо, простые вычисления, словесное выражение и движения, остаются в значительной степени незатронутыми. Обманчивым образом, пациент будет хорошо выполнять психологические тесты, измеряющие эти функции в изоляции одна от другой. Однако любая синтетическая активность, требующая координации многих когнитивных навыков в связный, целенаправленный процесс, будет серьёзно ослаблена.

Но даже беглый обзор нейроанатомии лобных долей позволяет предположить их огромную сложность. Это, в свою очередь, предполагает функциональное разнообразие каждой отдельной части. И действительно, повреждение различных частей лобных долей порождает определённые, клинически весьма различные синдромы. Наиболее распространённые из них — дорзолатеральный и орбитофронтальный синдромы12.

В ранней неврологической литературе дорзолатеральный синдром был известен как «псевдодепрессия». Термин намекает на сходство некоторых пациентов с болезнью лобных долей с пациентами, страдающими депрессией. При обоих заболеваниях присутствует крайняя инерция и неспособность инициировать поведение, иногда в высокой степени. Пациент с тяжёлым дорзолатеральным лобным синдромом будет пассивно лежать в кровати, без еды, питья или удовлетворения какой-либо другой потребности. Он не будет с готовностью откликаться на любую попытку вовлечь его в какую-нибудь активность. Он будет выглядеть примерно как пациент с тяжёлой депрессией. Но на этом сходство заканчивается. У пациента, страдающего депрессией, — печальное настроение и чувство всепроникающего страдания, а у пациента с дорзолатеральным лобным синдромом наблюдаются плоский аффект и чувство безразличия. Пациент с дорзолатеральным лобным повреждением ни счастлив, ни печален; в некотором смысле, у него нет настроения. Неважно, что происходит с пациентом — хорошее или плохое, — это состояние безразличия будет преобладать.

Безразличие пациентов с дорзолатеральным лобным синдромом иногда доходит до такой крайней степени, что ограничивает их реакцию на боль. Большинство людей слышали о фронтальной лоботомии, нейрохирургической процедуре, разрывающей связи между лобными долями и остальной частью мозга13. Введенная в 1935 году португальским врачом Эгасом Моницем14, фронтальная лоботомия процветала в США в 1940-е и 1950-е годы и с тех пор была дискредитирована и большей частью отвергнута. К счастью или к несчастью, она использовалась чаще всего для лечения психозов. Но она также использовалась для лечения непереносимых болей, редкого заболевания крайнего страдания, не поддающегося медикаментозному лечению.

Фронтальная лоботомия, или родственная ей процедура, называемая «цингулотомией» (перерезка поясной извилины), «вылечивала» таких пациентов, постоянно или временно, от субъективного ощущения страдания, но не от физического ощущения боли15. Странным образом, они продолжали сообщать о своём ощущении боли словами, практически идентичными тем, которые использовались до операции. Но то, что некогда было источником непереносимого страдания, теперь встречалось с крайним безразличием. Боль пациентов больше не беспокоила, несмотря на её продолжающееся присутствие.

Роберт Яконо, нейрохирург из южной Калифорнии, рассказал мне о пациентке, страдавшей от мучительных и изнуряющих ректальных болей, с депрессией, нарушениями сна и морфинной зависимостью. В результате цингулотомии пациентка больше не обращалась с жалобами на боль, хотя продолжала жаловаться на боль, если её об этом спрашивали. Впервые за многие месяцы она выглядела успокоившейся. Семья была поражена изменением в её личности — от крайней требовательности до безразличной послушности. В течение следующих нескольких недель у пациентки заметно улучшился сон и она высказывала значительно меньше спонтанных жалоб. Она также стала крайне внушаемой16.

Это наблюдение крайне интересно, ибо оно информирует нас как о лобных долях, так и о механизмах боли. Один только сенсорный опыт сам по себе не достаточен для порождения субъективного ощущения страдания. Требуется интерпретационный процесс более высокого порядка, который как-то связан с лобными долями. Недавние исследования по функциональной нейровизуализации показали, например, что ожидание боли активизирует медиальные области лобных долей17. Когда сигнал о вызывающем отвращение сенсорном опыте не может дойти до лобных долей, этот опыт перестает вызывать субъективное, аффективное чувство страдания. Фронтальная лоботомия «вылечивала», производя дорзолатеральный синдром лобной доли у пациента. Как станет ясно из последующего обсуждения, цена такого лечения очень высока.

Активность и Ньютоновы тела: дорзолатеральный случай

Владимир был многообещающим студентом московского инженерного вуза лет двадцати пяти. Он стоял на платформе московского метро. Когда футбольный мяч, который Владимир перебрасывал из руки в руку, упал на рельсы, он прыгнул вниз, чтобы достать его. Владимир был сбит поездом, получил тяжёлое повреждение головы и был срочно доставлен в Институт нейрохирургии им. Бурденко, где я в то время проводил исследование под руководством Лурии. Впервые я встретился с Владимиром через два или три месяца после его ранения. К этому времени Владимир находился в клинически стабильном состоянии, его жизнь была вне опасности.

Его случай был особенно интересен, так как в результате своего ранения Владимир подвергся хирургической резекции полюсов обеих лобных долей. Лурия все больше интересовался лобными долями и я, самый молодой в его непосредственном окружении, ещё не был прикреплён к какой-то определённой теме. Итак, лобные доли стали моей темой и Владимир стал «моим» пациентом. К тому же, я был одним из немногих мужчин среди большей частью женского персонала Лурии и поэтому на меня можно было положиться в работе с клиническими проделками Владимира.

Карьера каждого клинициста формируется немногими определяющими пациентами. Владимир был моим первым определяющим пациентом. Ненамеренно, вследствие случившейся с ним трагедии, он познакомил меня с разнообразными феноменами повреждённых лобных долей, пробудил во мне интерес к лобным долям и, тем самым, во многом повлиял на мою научную карьеру. Мы были примерно одного возраста, лет двадцати с чем-то, он на несколько лет старше.

Владимир проводил большую часть своего времени в кровати, тупо уставившись в пространство. Он игнорировал большинство попыток вызвать его на какой-нибудь вид активности. Настойчивые попытки могли спровоцировать поток ругательств, а тот, кто вторгался в его мир особенно энергично, рисковал получить удар ночным горшком. Случайно привлечённый чем-нибудь в своём окружении, Владимир пытался встать с кровати, но она была огорожена защитной сеткой.

Медсестры звали меня, чтобы помочь уговорить Владимира встать с кровати и пойти на медицинскую процедуру или получить инъекцию (самый верный путь, чтобы познакомиться с горшком Владимира). Я общался с Владимиром, особенно не стесняясь в выражениях, и это обычно имело успокаивающий эффект. Между студентом с повреждённым мозгом и студентом, изучающим повреждения мозга, развились своего рода дружеские отношения. В результате, несмотря на общую инертность Владимира, мне удавалось с относительной лёгкостью вовлечь его во всякого рода небольшие эксперименты. Он следовал моим инструкциям в отстранённой манере, с каменным лицом, похожим на лицо зомби.

Для большинства из нас слово «активность» обозначает определённую черту личности, одну из особенно ценимых в нашем ориентированном на достижения обществе. Мы ассоциируем активность с достижением, конкуренцией, успехом, духом победы. Человек, лишённый её, воспринимается как неудачник, не стоящий уважения, почти как аномалия в нашей соревновательной культуре. Для большинства людей активность — весьма желательная социальная черта, практически непременное условие.