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

Следующим шагом Тауба — совершенным им еще во время обучения в аспирантуре — стало опровержение одного из наиболее важных предположений Шеррингтона. Это опровержение заложило основы будущего метода лечения инсульта.

Шеррингтон поддерживал идею о том, что все наши движения являются следствием реакции на какой-либо стимул, и мы двигаемся не потому, что получаем соответствующие указания из мозга, а из-за постоянного действия рефлексов. Эта идея получила название «рефлексологической теории движения» и заняла доминирующее положение в неврологии.

В осуществлении спинальных рефлексов[85] даже не принимают участие нейроны головного мозга. Существует множество видов спинальных рефлекторных путей. Классический пример — коленный рефлекс. Когда врач ударяет молоточком по вашему колену, расположенный под кожей чувствительный рецептор улавливает удар и направляет импульс по афферентному нейрону в ваше бедро и спинной мозг. В спинном мозге происходит переключение сигнала на двигательный нейрон, который, в свою очередь, посылает импульс обратно в мышцу бедра, вызывая ее сокращение и непроизвольное выпрямление голени. При ходьбе движение, выполняемое одной ногой, вызывает рефлекторное движение другой ноги.

Данная теория быстро получила широкое распространение и начала использоваться для объяснения всех движений. Выдвигая предположение о том, что в основе всех движений лежат лишь рефлексы, Шеррингтон основывался на результатах эксперимента, проведенного им совместно с Фрэнком Мотом. Они перерезали чувствительные нервы руки обезьяны в месте вхождения их в спинной мозг, чтобы в головной мозг обезьяны не могли проходить никакие сенсорные сигналы, и обнаружили, что обезьяна перестала использовать данную конечность. Это было странно, так как они перерезали чувствительные нервы (которые передают ощущения), а не двигательные нервы, идущие от мозга к мышцам (которые стимулируют движения). Шеррингтон понимал, почему обезьяна не способна ничего почувствовать, но для него оставалось загадкой, почему она не может двигать рукой. Пытаясь решить эту проблему, он выдвинул предположение о том, что движение инициируется сенсорным звеном спинального рефлекса и что обезьяна не может выполнять движение, потому что он разрушил это звено.

Вскоре другие ученые обобщили его идею, заявив, что все движения и, естественно, все, что мы делаем, включая сложные формы поведения, определяется серией рефлексов. Даже такие осознанные действия, как письмо, якобы требуют от двигательной коры модификации уже существующих рефлексов.

Хотя бихевиористы выступали против изучения нервной системы, они полагали, что все движения основываются на примитивных рефлекторных реакциях на предыдущие стимулы, потому что это позволяло отделить разум и мозг от поведения. Получалось, что поведение предопределено тем, что случилось с нами раньше, и таким образом человеческая свобода воли — это всего лишь иллюзия. Теорию Шеррингтона начали преподавать в медицинских школах и университетах.

Тауб в то время работал с нейрохирургом А. Д. Берманом, захотел повторить опыт Шеррингтона на нескольких обезьянах, ожидая, что получит точно такие же результаты. Он решил пойти дальше Шеррингтона и не только нарушить чувствительные пути на одной из рук обезьяны, но и закрепить здоровую руку с помощью поддерживающей повязки, чтобы ограничить ее подвижность. Наложение такой повязки могло заставить обезьяну использовать оперированную руку для приема пищи и передвижения.

И это сработало. Обезьяны, лишенные возможности использовать здоровую руку, начинали пользоваться рукой с перерезанным чувствительным нервом. Тауб говорит: «Я отчетливо помню, как это было. Я понимал, что на протяжении нескольких недель я видел, как обезьяны используют свои конечности, и не мог выразить это понимание словами, потому что не ожидал ничего подобного».

Тауб знал, что сделанное им открытие влечет за собой очень серьезные последствия. Если обезьяны могли двигать деафферентированными руками, лишенными чувств или ощущений, то это означало, что теория Шеррингтона была ошибочна. В мозге должны были существовать независимые двигательные программы, способные инициировать произвольные движения; получалось, что 70 лет бихевиоризм и неврология двигались в направлении, которое должно было завести их в тупик. Кроме того, у Тауба появилась мысль о том, что его открытие может помочь в лечении инсульта, поскольку обезьяны из эксперимента так же, как перенесшие инсульт пациенты, совершенно не могли двигать руками. Возможно, некоторые из этих пациентов смогли бы вернуть подвижность своим конечностям, если бы их к этому вынудили обстоятельства.