Мы - это наш мозг. От матки до Альцгеймера - Свааб Дик Франс - Страница 56

XII.5. Мозговые протезы зывать интенсивное чувство счастья, однако определенные горячие точки для самостоятельной стимуляции существуют. Имплантированный крысе в особую область мозга стимули¬ рующий электрод она может активировать множество раз в минуту, возбуждая у себя желание есть, пить и спариваться. Но действительно ли это доставляет ей удовольствие — вопрос, который результаты изучения стимуляции у людей оставля¬ ют пока без ответа. Стимуляция области nucleus accumbens/ septum (прилежащее ядро/перегородка) у одного молодого человека привела его к интенсивной аутостимуляции. Он яростно протестовал, когда стимулятор был удален. Электрод вызывал ощущения удовольствия, подъема, теплоты, сексу¬ ального возбуждения, желания мастурбировать, но не оргаз¬ ма и не настоящего удовлетворения. Эротические пережи¬ вания, которые, постоянно стимулируя себя, получала одна молодая женщина, никогда не доходили до степени оргазма. Из-за постоянного стимулирования она совершенно запусти¬ ла себя. О подлинном удовольствии и речи быть не могло. Мы уже указывали на старые способы получения удоволь¬ ствия и счастья. И против этого нечего возразить. XII.5 Мозговые протезы Звонили из мастерской. Ваш мозг готов. Уоллес У. Туртеллотте Наш мозг получает от органов чувств информацию из внешне¬ го мира и берется за дело, управляя моторикой. До недавнего времени выход из строя одного из органов чувств был равно¬ значен слепоте или глухоте в течение всей жизни, а повреж¬ дение спинного мозга приводило к параличу. В ходе работы 301

XII. Репарация и электрическая стимуляция International Summerschool of Brain Research [Международной летней школы исследований мозга] Нидерландского инсти¬ тута неврологии в 2008 году были представлены новейшие разработки, которые с помощью интерфейсов «мозг-компью¬ тер», или нейропротезов, позволяли заглянуть в будущее, когда слепые снова прозреют и парализованные снова смо¬ гут ходить. В протезировании слуха достижения особенно впечатляющие. С 1960 года в случае глухоты из-за болезни внутреннего уха применяется бионическое ухо, кохлеарный имплантат для стимуляции нервных клеток, соединенных с уже не действующими волосяными клетками во внутреннем ухе. Начиная с 1980 года стало возможно имплантировать 22 электрода, и уже более 100 000 пациентов получили кох¬ леарные имплантаты, с помощью которых они стали гораз¬ до лучше слышать или даже обрели совершенно нормальный слух. Если глухота вызвана двусторонним повреждением слу¬ хового нерва, имплантат не работает. В этом случае с недав¬ него времени имплантируют 12 электродов в ствол мозга, благодаря чему слуховая информация может достигать моз¬ га и коммуникация улучшается. Во всем мире насчитываются миллионы людей, ослепших из-за разрушения светочувствительных клеток сетчатки, так называемых фоторецепторов. Джералд Чейдер, глазной врач из Лос-Анджелеса, сообщил об исследованиях трех полностью слепых пациентов. От миниатюрной камеры в очках инфор¬ мация посылалась в миниприемник, имплантированный в сетчатку. Микропроцессор преобразовывал зрительные сиг¬ налы в электрические. 16 электродов были соединены с ниж¬ ними нервными клетками сетчатки, которые еще были ак¬ тивны и передавали информацию по глазному нерву дальше в мозг. После длительной тренировки пациенты могли разли¬ чать крупные предметы (голову или тарелку). Число электро¬ дов шаг за шагом увеличивают до 1 000, так что через 5-10 лет уже можно будет различать лица. Другая группа исследова¬ 302

ХП.5- Мозговые протезы телей информацию от миниатюрной камеры посылает для электронной обработки в прибор, который пациент носит в брючном кармане. Оттуда информация передается к прием¬ нику, который соединен с многочисленными микроэлектро¬ дами, имплантированными в зрительную кору больших по¬ лушарий (рис. 21). Исходя из электрической активности множества управ¬ ляющих моторикой клеток коры головного мозга, становит¬ ся всё более возможно делать заключение об их намерениях и тем самым управлять, например, рукою-роботом. Это по¬ зволяет надеяться, что в будущем от паралича можно будет успешно избавиться. Опыты на животных показали, что при параличе, при отсутствии управления со стороны мозга, воз¬ можно выработать динамический стереотип для ходьбы с помощью электростимуляции спинного мозга, трехмесячной тренировки и медикаментозной поддержки. Грегуар Кур¬ тин из Цюриха рассчитывает, что в течение ближайших пяти лет сможет применить эту технику на парализованных па¬ циентах. Впечатляющий результат был достигнут у 25-летне¬ го Мэтью Нейгла, который был полностью парализован после удара ножом в шею. Ему имплантировали в моторную об¬ ласть коры пластинку величиной 4x4 мм с 96 электродами (рис. 21). Электрической активности клеток мозга, управ¬ ляющих моторикой, оказалось достаточно, чтобы работать с компьютером. Он за несколько минут научился этому пос¬ ле того, как его попросили представить себе, что он двигает рукой, чтобы управлять курсором на экране компьютера. Ему удалось также, только силой воображения, нарисовать круг на экране, читать электронную почту, играть в компью¬ терные игры и даже сжимать и разжимать пальцы протеза руки. Эксперимент выявил не только возможности такого нейропротеза, но и его границы. Нейгл еще до операции мог управлять компьютером с помощью голоса. После операции он был привязан к большому компьютеру, и при нем всегда 303

XII. Репарация и электрическая стимуляция находился ассистент для поддержки. Из-за всего этого доба¬ вочная ценность электродов в мозге была не столь уж и ве¬ лика. Когда по прошествии девяти месяцев электрический сигнал из мозга ослаб, он попросил удалить электроды. Здесь еще много чего нужно улучшить, но в этой области всё время появляются новые многообещающие разработки. XII.6 Трансплантация зародышевой мозговой ткани Если трансплантация зародышевой мозго¬ вой ткани прошла успешно, какие свойства могут быть приобретены от донора? Для болезни Паркинсона характерно отмирание дофамино¬ вых клеток в черной субстанции (substantia nigra) мозгового ствола (рис. 23). При вскрытии эта область мозга из-за пиг¬ ментации клеток, вырабатывающих дофамин, выглядит как проходящая через мозговую ткань черная лента. И если эти клетки мертвы, их сразу же видно, как, например, при болез¬ ни Паркинсона. Тогда клетки не могут больше иннервиро¬ вать полосатое тело (стриатум), моторную область в центре мозга, то есть снабжать ее нервными волокнами и управлять ею. Из-за недостатка в стриатуме дофамина возникают ти¬ пичные для этой болезни расстройства движения. Что может быть логичнее, чем лечить эту болезнь заменой умерших клеток? В 1987 году в ведущем профессиональном журнале The New England Journal of Medicine [Медицинский журнал Новой Англии] появилась статья мексиканского врача Мадрасе, в которой он сообщал о поразительном улучшении у больного паркин¬ сонизмом после аутотрансплантации ткани дофаминсодер¬ 304

XII.6. Трансплантация зародышевой мозговой ткани жащих клеток надпочечников в хвостатое ядро (nucleus caudatus, рис. 23). В ближайшие два года сообщение привело к лавине из 200 подобных трансплантаций. Но операция оказалась неэффективной, и в течение двух лет после нее 20% пациентов умерли. Исследование мозга умерших пока¬ зало, что трансплантированная из надпочечников ткань в мозге не прижилась. В стриатуме были видны только шра¬ мы. Многообещающие результаты Мадрасо были основаны, вероятно, на непрофессионально проведенных исследова¬ ниях в сочетании с эффектом плацебо (см. XVII.4). С 1988 года больным паркинсонизмом вместо аутотран¬ сплантации в стриатум ткани надпочечников производят пересадку дофаминсодержащих клеток фетального мозга. Для достижения эффекта ткань должна быть взята у плода возрастом от 6 до 8 недель. Позитронно-эмиссионная томо¬ графия показала, что при жизни наличие трансплантата мож¬ но было установить в мозге примерно 85% прооперирован¬ ных пациентов. В стриатуме мозга скончавшегося пациента дофаминсодержащие клетки, связанные с клетками мозга реципиента, были найдены через 16 лет после операции. Но иногда всё же новые дофаминовые клетки также перенима¬ ют симптомы болезни Паркинсона. Тот факт, что болезнь иногда переходит на трансплантат, является, возможно, при¬ чиной последующего ухудшения состояния пациентов, ко¬ торые сначала выиграли от операции. Для имплантации не¬ обходим материал от четырех эмбрионов. Получить такой материал нелегко, поскольку источником его служит аборт, причем должно быть получено предварительное согласие женщины на трансплантацию. Поэтому сейчас возлагают большие надежды на эмбриональные стволовые клетки как альтернативный источник для трансплантации, так как при их выращивании можно дифференцировать дофаминовые нейроны. В настоящее время, впрочем, эта терапия обладает многими недостатками и таит в себе немало опасностей. За- 305