Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды

Расстройства мышления – это тоже расстройства, связанные с ошибками импульсного обмена. Шизофрения – это смесь симптомов, включающих гиперчувствительность, когнитивные расстройства, бред и галлюцинации, глубинные причины которых неясны и для которых существует множество теорий. Звуковые галлюцинации, особенно когда больной слышит несуществующие голоса, являются обычным явлением. Тем не менее слух – это передача импульсов между нейронами, от тех, которые находятся в кохлеарном ядре ствола головного мозга, вверх через цепочку нейронов к тем, которые находятся в частях коры, специализирующихся на распознавании звуков. Фантомные голоса означают ошибки в прохождении этих импульсов, включая спонтанное возникновение импульсов, которых быть не должно, потому что на самом деле в окружающем мире нет соответствующих звуков. И действительно, когда мы сканируем мозг пациентов, страдающих звуковыми галлюцинациями, их звуковая кора светится активностью во время галлюцинаций точно так же, как и во время прослушивания реальной речи [326].

Импульсы предоставляют нам лингва франка, общий язык для разговора о том, что в мозгу идет не так. Заболевания головного мозга имеют множество первопричин, будь то мутации в конкретном гене, нарушение работы механизма удаления мусорных белков, неисправность рецепторов определенного химического вещества, сбои в функционировании механизма фиксации изношенных частей клеток или прионы – неправильно свернутые белки, – которые вторгаются в нервную систему и сеют хаос. Общим для всех является их конечный результат: все имеют характерно выраженное воздействие на передачу импульсов между отдельными группами нейронов. И это изменение в прохождении импульсов в конечном итоге и вызывает симптомы расстройства.

Проблема в том, что мы редко видим характер этих изменений, потому что не можем регистрировать импульсы в живом человеческом мозге. Все описанное выше основано на наших исследованиях мозга животных. И в основном это импульсы, которые создаются в мозге здорового животного при нормальных движениях, нормальной работе памяти и слуха. Мы очень мало знаем об изменениях импульсной активности в случае этих заболеваний, хотя и изучаем животных с изменениями в мозге, которые имитируют некоторые из коренных причин подобных заболеваний человека. Удивительно мало. При работе с этими моделями редко используются современные инструменты золотого века нейробиологии для одновременной регистрации множества нейронов.

Мы можем предсказать, что ближайшая будущая задача в исследованиях импульсов – понять, как они изменяются при двигательных и когнитивных нарушениях, потере памяти. В ближайшем будущем мы увидим резкий рост количества исследователей, применяющих упомянутые новейшие технологии на животных моделях, позволяющих отображать изменения в импульсной активности сотен или тысяч нейронов во многих областях мозга одновременно. Предпосылки уже видны в публикациях о недавних исследованиях, в ходе которых велась регистрация активности десятков или сотен нейронов на животных моделях болезни Паркинсона и синдрома ломкой хромосомы X (синдром Мартина – Белл, редкая форма аутизма) [327]. И мы хотели бы, чтобы эта активность фиксировалась на более совершенных животных моделях этих заболеваний и расстройств, более точно соответствующих как симптомам, так и причинам, которые мы с большей уверенностью могли бы экстраполировать на человеческие болезни. Это крайне сложная задача для многих расстройств памяти и мышления, поскольку у животных трудно воспроизвести слабоумие, депрессию, обсессивно-компульсивное расстройство и шизофрению. Не в последнюю очередь потому, что наиболее похожими моделями для нас, людей, являются те животные, которые наиболее близко родственны нам, то есть приматы, и достаточно жестокие эксперименты по созданию моделей большинства нарушений памяти и мышления будут все ближе к границе этической терпимости общества к опытам на животных.

Как ни странно, изучение подобных болезней путем регистрации импульсов в живом человеческом мозге может оказаться более приемлемым с этической точки зрения, чем разработка новых моделей на лабораторных животных. Регистрация импульсов у людей – это проблема этического запрета на использование существующих на сегодня глубоко инвазивных хирургических процедур и проблема относительно больших размеров самих приборов и устройств. Сейчас введение в мозг электродов в основном ограничивается особыми случаями эпилепсии (чтобы определить, где начинается активность, вызывающая приступы) и болезни Паркинсона (чтобы найти положение электрода для глубокой стимуляции мозга в нужном месте). Но появление новых, хорошо финансируемых технологических компаний, заинтересованных в нейронных исследованиях, предполагает, что все это вскоре изменится; их конечной целью является установка прямой связи человеческого мозга с компьютером, поэтому они активно разрабатывают имплантируемые устройства для постоянной регистрации импульсов в здоровом человеческом мозге.