Пластичность мозга. Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции нашего мозга

Я нахожусь в Бостоне, в лаборатории магнитной стимуляции мозга Медицинского центра Бет Израэль Диконесс при Гарвардской медицинской школе. Во главе этого центра стоит Альваро Паскуаль-Леоне, который проводит эксперименты, доказывающие, что мы можем изменить топографию нашего мозга, просто используя мысленные образы. Он только что закрепил аппарат, напоминающий по форме весло, на левой стороне моей головы. Это устройство предназначено для транскраниальной магнитной стимуляции, или ТМС, и может влиять на мое поведение. Внутри пластикового корпуса аппарата находится катушка медной проволоки, через которую проходит электрический ток, создающий переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, устремляется в мой мозг — в аксоны моих нейронов, а оттуда в двигательную зону моей руки в коре головного мозга. Переменное магнитное поле индуцирует в коре электрический ток. Паскуаль-Леоне стал первым, кто использовал ТМС для активации нейронов. Каждый раз, когда он включает источник магнитного поля, четвертый палец на моей правой руке приходит в движение, потому что он стимулирует область моего мозга размером примерно в 0,5 кубического сантиметра, состоящую из миллионов клеток — зону мозга для этого пальца.

ТМС — это мостик, перекинутый к моему мозгу. Его магнитное поле безопасно и безболезненно проходит через мое тело, индуцируя электрический ток только в момент достижения нейронов. Уайлдеру Пенфилду приходилось вскрывать череп хирургическим путем и имплантировать электрический зонд в мозг для стимуляции двигательной или сенсорной областей коры. Когда Паскуаль-Леоне включает прибор и заставляет мой палец двигаться, я ощущаю в точности то же самое, что чувствовали пациенты Пенфилда, когда он вскрывал их череп и воздействовал на их мозг большими электродами.

Паскуаль-Леоне

Альваро Паскуаль-Леоне достаточно молод, но уже успел многого достичь в своей области. Он родился в 1961 году в Валенсии, в Испании. Родители Альваро, врачи по профессии, отдали его в немецкую школу, где, прежде чем заняться медициной, он, как многие специалисты по нейропластичности, изучал работы греческих и немецких философов. Он получил степень доктора медицины и доктора физиологии в Университете Фрейбурга, затем приехал в Соединенные Штаты для продолжения обучения.

У Паскуаль-Леоне кожа оливкового цвета, темные волосы и выразительный голос. О серьезных вещах он говорит с оттенком шутливости. Главное место в его кабинете занимает компьютерный монитор с большим экраном, который он использует для демонстрации того, что видит в мозге через свое «окно» ТМС. В его компьютер со всех концов света стекаются электронные сообщения от его коллег и соратников. Расположенные за его спиной полки заполнены книгами по электромагнетизму, и повсюду разложены бумаги.

Паскуаль-Леоне был первым ученым, который использовал ТМС для картирования мозга. В зависимости от интенсивности и частоты ТМС может применяться для активации какой-либо области мозга или блокирования ее деятельности. Желая определить функцию конкретного участка мозга, Паскуаль-Леоне применяет импульсы ТМС, чтобы временно блокировать этот участок, а затем устанавливает, какая психическая функция утрачена.

Он также первым начал использовать высокочастотную «повторяющуюся ТМС», или пТМС. Высокочастотная повторяющаяся ТМС может вызвать такую сильную активацию нейронов, что они возбуждают друг друга и остаются в активированном состоянии даже после того, как первоначальный импульс пТМС прекращается. Это позволяет на некоторое время активировать участок мозга, что может быть использовано в терапевтических целях. Например, при некоторых типах депрессии префронтальная кора головного мозга частично дезактивирована и функционирует недостаточно хорошо. Группа Паскуаль-Леоне первой показала эффективность пТМС при лечении таких пациентов с тяжелой формой депрессии. Семьдесят процентов тех, кому не помогли никакие традиционные методы лечения, выздоровели с помощью пТМС, при этом у них наблюдалось меньше побочных эффектов, чем при назначении лекарственных препаратов.

Почему Ахиллес не может перегнать черепаху

В начале 1990-х годов, когда Паскуаль-Леоне еще был молодым сотрудником Национального института неврологических заболеваний и инсульта, он провел ряд экспериментов — известных среди специалистов по нейропластичности своей простотой и изяществом, — которые позволили усовершенствовать способ картирования мозга, заложили основу его экспериментов, ориентированных на воображение, и помогли нам понять, как мы осваиваем навыки.