Механизмы мозга

Оставим теперь низших животных с их наследственными формами поведения и вернемся к нашему главному предмету — человеческому мозгу. Из первые: глав мы уже кое-что узнали об электрической природе функции нервов; мы видели упорядоченность организации нервной системы и наличие в ней специфических связей между определенными пунктами; мы познакомились с данными о сложной переработке информации периферическими промежуточными нейронами; и, наконец, мы рассмотрели некоторые автоматические вычислительно-управляющие схемы спин кого и головного мозга. В этой главе мы впервые встретимся с данными о том, что наша сознательная, «умственная» деятельность также обладает электрическими атрибутами. Мы рассмотрим данные, полученные методом электроэнцефалографии, — в частности, при изучении эпилепсии.

Электрические волны головного мозга

Электрическая активность человеческого мозга была открыта в 1924 г. Гансом Бергером из Иенского университета (Австрия). Приклеивая небольшие металлические пластинки к коже головы испытуемого и соединяя их проводниками с чувствительным гальванометром, он наблюдал ничтожные электрические потенциалы в несколько стотысячных вольта, колеблющиеся некоторым нерегулярным образом, — видимо, вследствие каких-то особенностей работы мозга. Путем фотографической регистрации последовательных положений движущегося зеркальца гальванометра (фотографирование производилось на бумажной ленте, протягиваемой с постоянной скоростью мимо прибора) ему удалось исследовать изменения этих ничтожно малых потенциалов во времени. По форме полученной кривой эти изменения были названы «мозговыми волнами».

Бергер установил, что записанные им зигзагообразные отклонения были не совсем беспорядочными, а обнаруживали известную периодичность и регулярность. Самым интересным было то, что форма кривых определенным характерным образом изменялась, когда у субъекта менялось общее «состояние сознания», например при переходе от рассеянности к настороженности.

Оригинальная работа Бергера не привлекла к себе большого внимания. Измеряемые им потенциалы мозга были настолько малы, что лежали у самого предела чувствительности существовавших в то время регистрирующих приборов. К тому же, по-видимому, сам Бергер не был настойчивым пропагандистом своих идей и мало что делал, чтобы привлечь к ним внимание. Поэтому реальность «мозговых волн» начали признавать лишь после 1930 г., когда открытия Бергера были подтверждены английскими исследователями. Тем временем радиотехники разработали высокочувствительные ламповые усилители, что значительно упростило задачу надежной регистрации тех ничтожных электрических потенциалов, с которыми приходилось иметь дело.

Насколько равнодушно была встречена первоначальная работа Бергера, появившаяся в 1929 г. (он опубликовал ее только через 5 лет после того, как она была сделана), настолько же велик был энтузиазм в конце 30-х годов. В необузданном воображении авторов популярных статей уже рисовалось применение радиоприемников (которые сами казались в те дни несколько таинственными) для телепатической связи — путем улавливания «мозговых волн» на расстоянии и расшифровки содержащихся в них мыслей. Хотя серьезные исследователи, работавшие в этой области, не присоединялись к подобным фантазиям, тем не менее существовала надежда, что многочисленные зигзаги на записях электрической активности мозга со временем будут истолкованы и смогут дать подробные сведения о психических процессах. Эти ожидания не оправдались. Теперь мы знаем, что потенциалы, отводимые электродами от поверхности головы, могут отражать лишь среднее электрическое состояние многих миллионов нейронов на большом участке мозга, так что нет никакой возможности получить таким путем те специфические данные, которые были бы необходимы для разгадки процессов мышления. Однако записи электрической активности мозга, или электроэнцефалограммы (ЭЭГ), как они были названы, оказались очень полезными. Сейчас их повседневно используют в клиниках для диагностики определенных типов неврологических расстройств. Электроэнцефалографическая аппаратура приобрела большое значение и в научных исследованиях; в сочетании с другими измерительными приборами она помогла получить значительную часть тех сведений о работе мозга, которыми мы располагаем. Для читателя этой книги ЭЭГ представляет особый интерес, так как она служит первым примером электрического показателя, имеющего отношение к «состоянию сознания».

Характер ЭЭГ человека или другого позвоночного отражает степень активности индивидуума. Это четко иллюстрируют формы ЭЭГ, показанные на рис. 17. Эти кривые записаны у человека с помощью электродов, расположенных на задней половине головы, где, как показывает опыт, главные ритмы выражены особенно сильно. А — электроэнцефалограмма, записанная у человека при открытых глазах и полном внимании к окружающему; она состоит из быстрых отклонений малой амплитуды. Б — ЭЭГ того же человека, находящеюся в покое в удобной позе, с закрытыми глазами, не сосредоточенного на какой-либо мысли; отклонения потенциала здесь больше, чем на А, и появляются колебания более низкой частоты (примерно 10 раз в секунду), ясно видимые на приведенной записи. Эти колебания потенциала, наблюдаемые у нормального взрослого человека в покое, получили название альфа-ритма. Альфа-ритм характерен для расслабленного состояния, но и он в свою очередь уступает место другим формам ЭЭГ, когда человек впадает в дремоту (кривая В) и когда он засыпает (кривая Г); амплитуда изменений потенциала здесь наибольшая, но волны длинные, медленные, как бы перекатывающиеся. После нескольких часов сна ЭЭГ бывает похожа на кривую Д. Если человек не засыпает, а на короткое время теряет сознание в результате большой перегрузки (например, при резких маневрах самолета на большой скорости, когда у летчика появляется «черная пелена»), ЭЭГ еще больше сглаживается, а иногда колебания потенциала даже совсем исчезают.

Прежде чем рассматривать природу этих электрических волн головного мозга, уместно отметить одно интересное применение электроэнцефалографии в связи с космическими полетами. В Институте мозга Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе разрабатываются методы оценки общей работоспособности отдельных людей в необычных условиях, с которыми можно встретиться в космическом полете, например в условиях больших ускорений и вибрации. Оказалось, что ЭЭГ служит более прямым и надежным показателем реактивности мозга, чем данные визуального наблюдения или измерение других физических показателей. По форме ЭЭГ легко прослеживается переход от нормальной реактивности к вялости и невнимательности при постепенно нарастающем ускорении, а появление «черной пелены» при очень большом ускорении отмечается внезапным сглаживанием кривой, имеются даже указания на принудительную синхронизацию волн под действием очень сильной вибрации; в результате этого субъект вполне может оказаться неспособным выполнять задания, требующие ловкости или умственного напряжения, хотя это вряд ли заметно скажется на показаниях приборов, применяемых обычно для наблюдения за физическим состоянием космонавта.

Для того чтобы ускорить разработку методов, которые могли бы оказаться полезными, исследования в Институте мозга проводились главным образом на кошках и обезьянах, а не на человеке. Но применимость таких методов к людям была подвергнута проверке в интересном исследовании, в котором записывали ЭЭГ у летчиков, выполнявших боевые маневры на реактивных истребителях. При этом были обнаружены индивидуальные различия в степени влияния таких относительно высоких нагрузок на ЭЭГ. Последующий просмотр личных дел летчиков выявил также тесную корреляцию между степенью влияния летных маневров на ЭЭГ испытуемого и числом аварий и аварийных ситуаций, отмеченных у него в прошлом!

Природа электрических волн мозга

Существование электрических волн мозга на первый взгляд не кажется неожиданным. Мы знаем, что функция мозга имеет электрическую природу и что в любой момент миллионы, а может быть, и миллиарды его нейронов замыкают и размыкают соответствующие электрофизиологические цепи и посылают токи в различных направлениях. Поскольку все электрические токи производят эффекты, которые можно обнаружить на расстоянии, следует ли удивляться тому, что между металлическими пластинками, плотно прижатыми к различным участкам головы, регистрируются очень малые электрические потенциалы? Однако в действительности нас поражает не самый факт существования этих потенциалов, а скорее та форма электрических волн, которая иногда наблюдается. Конечно, вполне возможно, что типичная форма ЭЭГ при бодрствовании (рис. 17, А) представляет собой суммарный результат миллионов ничтожных токов, идущих в разных направлениях и в разные моменты времени в нейронах, находящихся поблизости от наружного измерительного электрода; такого рода флуктуации электрического напряжения физики и инженеры-связисты называют «шумом», который, как известно, является следствием суммирования множества случайных, не связанных друг с другом очень слабых электрических эффектов. Однако форма ЭЭГ на рис. 17, Б — это уже нечто иное. Именно регулярность колебаний потенциала, образующих альфа-ритм, сразу же вызвала интерес к электрическим волнам мозга. Такую регулярность можно объяснить только значительной синхронностью нейронных токов. Это явление выглядит еще внушительнее, если регистрировать ЭЭГ одновременно с помощью нескольких пар электродов, укрепленных на обеих сторонах затылочной области, и сравнивать получаемые записи современным электронным методом взаимно-корреляционного анализа. Такие сравнения показали, что нейронные токи синхронизированы не только на небольших местных участках; оказывается, подобная согласованная синхронизация охватывает существенную часть всего головного мозга!

Так как работа нервной системы в основном состоит в проведении импульсов типа «включение — выключение», сначала думали, что альфа-ритм отражает одновременную синхронизированную импульсацию большого числа нейронов. Однако основная масса новых данных говорит в пользу того, что импульсная активность нейронов, вероятно, не играет здесь непосредственной роли. На самом деле альфа-волны, по-видимому, отражают более генерализованные потоки электричества в войлокообразной массе дендритов, составляющей характерную особенность серого вещества головного мозга. Полагают, что возникающие при этом дендритные потенциалы обычно не настолько велики, чтобы вызывать типичную импульсную активность нейронов. Однако повышение и понижение дендритных потенциалов, вероятно, соответственно облегчает и затрудняет активацию нейронов при получении от других нейронов тех специфических импульсов, которые лежат в основе вычислительных, управляющих и мыслительных процессов. Иными словами, альфа-ритм, по-видимому, отражает прохождение через всю массу нейронов периодической волны сенсибилизации. Как полагают, именно в эти периоды высокой чувствительности мозг наиболее восприимчив к сенсорной информации, поступающей с периферии, и легче всего может начать ее переработку, если сенсорный сигнал становится достаточно сильным, чтобы требовать внимания со стороны организма.

Эта интерпретация альфа-ритма заставляет вспомнить о синхронизирующих импульсах, используемых в электронных цифровых вычислительных машинах. Конечный результат в обоих случаях состоит в том, что различные элементы системы сенсибилизируются и получают возможность действовать только в ограниченные, периодически повторяющиеся промежутки времени. Возникает интересный вопрос: удовлетворяет ли частота альфа-ритма требованиям этой гипотезы? При конструировании электронной вычислительной машины интервал между последовательными синхронизирующими импульсами обычно делают как можно более коротким, чтобы достичь максимальной скорости вычислений. «Как можно более короткий интервал» означает время, необходимое для того, чтобы все компоненты, участвующие в одном «шаге» вычислительного процесса, могли выполнить соответствующие операции. Для современных быстродействующих электронных переключателей это время обычно измеряется миллионными долями секунды или еще короче. Поскольку в природе мы встречаем так много примеров высокой эффективности, можно было бы ожидать, что интервал альфа-ритма (около 0,1 секунды) соответствует времени, необходимому для того, чтобы нервные импульсы могли пройти нейронную цепь такой длины, какая типична для сложных нервных процессов. В подтверждение подобной догадки действительно можно привести некоторые данные. Прежде всего время, необходимое нейрону для того, чтобы он мог ответить на входной сигнал одиночным импульсом и после этого прийти в состояние готовности к новому импульсу, составляет несколько тысячных секунды; цепь длиной от нескольких десятков до сотни последовательно соединенных нейронов (такие числа по крайней мере кажутся правдоподобными) согласовалась бы с частотой альфа-ритма. Эту линию рассуждений подкрепляют эксперименты, показывающие, что мозгу требуется примерно 0,1 секунды, чтобы сформулировать приказ о простой мышечной реакции после получения сенсорного импульса. Возможно, однако, что более показательны другие эксперименты, которые провел Дж. Барлоу в Массачусетском технологическом институте. В этих экспериментах записывали ЭЭГ у человека, перед глазами которого на короткое время вспыхивал яркий свет. Оказалось, что каждая вспышка вызывает ряд последовательных волн, частота которых почти равна частоте альфа-ритма. Очевидно, внезапный разряд множества нейронов в зрительной коре, вызванный вспышкой яркого света, приводил всю систему в ритмическое колебание. Электротехнику это явление, конечно, знакомо. При внезапном разряде конденсатора в колебательном контуре в этом контуре всегда возникают колебания на его резонансной частоте; затем амплитуда колебаний уменьшается с быстротой, определяемой внутренним сопротивлением, или «коэффициентом затухания» контура. В экспериментах Барлоу определенная таким способом резонансная частота была очень близка к частоте нормального альфа-ритма каждого испытуемого. Интересно также, что коэффициент затухания был очень высок: за каждой вспышкой света следовало всего лишь 10-15 заметных колебаний ЭЭГ.

Однако все это весьма гипотетично. Правда, есть основания думать, что окончательное объяснение альфа-ритма будет все же основано на естественном резонансе какой-то части цепей головного мозга, причем период, соответствующий резонансу, будет близок к времени, необходимому для прохождения импульсов по типичной цепи взаимосвязанных нейронов. Кроме того, довольно убедительными кажутся данные о том, что альфа-ритм действительно указывает на периодическую синхронную сенсибилизацию и десенсибилизацию нейронов. Однако, без сомнения, еще не установлено что это и в самом деле синхронизирующая импульсация, аналогичная той, которая применяется в электронных вычислительных машинах. Во всяком случае, аналогия не может быть слишком близкой, поскольку при настороженности или сосредоточенном внимании альфа-ритм исчезает, и это, видимо, позволяет предполагать, что при активной работе мозга над сознательной мыслью различные его части уже не действуют синхронно, а каждая из них обособленно выполняет свою собственную задачу. Выражаясь языком техники, в процессах мышления, по-видимому, используются несинхронные методы. Синхронизация же используется как будто только при рассеянном внимании, возможно, для непрерывного сканирования и «просмотра» всех сенсорных данных с целью выявления «недопустимых» ситуаций; когда таковые обнаруживаются, они, возможно, тотчас приводят в действие автоматическую систему, реорганизующую внутренние связи головного мозга в схему, лучше приспособленную для сознательного рассмотрения возникшей задачи.

Теперь мы оставим область гипотез и вернемся на более твердую почву реальных наблюдений. Электроэнцефалография достигла поразительных успехов в диагностике и объяснении эпилепсии. Результаты этих исследований особенно интересны для нас тем, что в них содержатся некоторые указания на электрическую природу эмоциональных и интеллектуальных процессов.

Эпилепсия

Тяжелый эпилептический припадок («grand mal») представляет собой ужасное зрелище. Живое описание его дает «Новая стандартная энциклопедия» Фанка и Уэгнолса (1937): «...больной, иногда совершенно неожиданно, издает странный нечленораздельный крик и внезапно падает без чувств, как пораженный молнией. Кожа становится мертвенно-бледной, тело застывает в оцепенении, спина выгнута дугой, черты лица неподвижны; дыхание прекращается. Вскоре цвет кожи меняется, лицо становится синевато-багровым, вены на шее вздуваются и пульсируют, глазные яблоки выпячиваются, в горле слышны булькающие звуки; смерть кажется неминуемой. Но почти тотчас же дыхание возобновляется, и все тело охватывают ритмические конвульсии. Руки и ноги раскинуты в неестественной позе, лицо сведено в страшную гримасу, язык прикушен, челюсти сжаты так, что иногда ломаются зубы.»

Не удивительно, что эта болезнь вызывала суеверный ужас и что в прежние времена, когда даже для лечения обычных заболеваний вместо антибиотиков применялись тайные снадобья и заклинания, эпилепсия считалась особенно подходящим случаем для применения религиозных и мистических процедур. Однако уже в V веке до нашей эры Гиппократ в одном из своих самых известных очерков призывал современников признать, что «священная болезнь» (так называли тогда эпилепсию и так был озаглавлен очерк Гиппократа) не в большей мере обусловлена прямым вмешательством богов в дела человеческие, чем всякая другая болезнь, что она имеет естественные причины и когда-нибудь поддастся обычным лечебным воздействиям.

Теперь мы полагаем, что Гиппократ был прав, но человечеству понадобилось почти 25 столетий, чтобы прийти к такому пониманию работы человеческого мозга и к таким методам его объективного изучения (включая электроэнцефалографию), которые позволили прочно обосновать утверждения Гиппократа.

В настоящее время известно, что эпилептический припадок описанного выше типа представляет собой лишь крайнюю форму мозгового заболевания, которое может иметь много различных проявлений. В своей наиболее мягкой форме эпилептический приступ может сводиться к кратковременному покалыванию или чувству онемения в какой-нибудь части тела или к тому, что в поле зрения больного появляются вспышки света или «слепые» пятна. При одной форме эпилепсии у больного бывают просто короткие периоды выпадения сознания несколько раз в день, продолжающиеся всего лишь секунду или около того и незаметные не только для окружающих, но в ряде случаев и для самого больного. Иногда ощущение покалывания или онемения, возникающее в одной части тела, быстро распространяется на соседние участки; в этих частях тела могут затем начаться не контролируемые волей судороги, которые тоже могут распространяться, пока не охватят все или почти все тело и больной не потеряет сознание. Существует даже тяжелая форма болезни, при которой больной полностью сознает все, что с ним происходит, в то время как его мышцы перестают работать, так что он падает и находится в состоянии полной беспомощности до конца приступа.

Особенно интересны некоторые психические проявления этой болезни. Если для многих больных предвестником приближающегося приступа служит то или иное физическое ощущение в определенной части тела, то у других припадку предшествует сильное эмоциональное переживание. Это может быть чувство экстаза или экзальтации. Часто наблюдается непреодолимое чувство «deja vu»: больному кажется, что все происходящее с ним уже было в прошлом при точно таких же обстоятельствах, какие имеют место сейчас, и что он в состоянии предсказать, что произойдет дальше. Понятно, что эпилептики с мистическим умонастроением легко могли бы усмотреть в экстатической ауре, предшествующей припадку, религиозный смысл и принять сильное чувство deja vu за божественное откровение. Это может произойти еще легче, если болезнь сопровождается также галлюцинациями, или «видениями», что нередко бывает перед эпилептическим припадком. Многие эпилептики, вероятно, были честно убеждены в своем божественном вдохновении, откуда и произошло наименование «священная болезнь».

Прежде чем исследовать связь эпилепсии с электроэнцефалограммой, сделаем еще одно общее замечание: эпилепсия, по крайней мере выраженная в умеренной степени, по-видимому, вполне совместима с выдающимися интеллектуальными способностями. Примерами знаменитых людей, страдавших эпилепсией, могут служить Юлий Цезарь, Петр Великий, Магомет и Наполеон Бонапарт, если не говорить о более близких к нашему времени жертвах этой болезни, скажем, о Достоевском, который дал яркие описания экстатических состояний, наступающих иногда у эпилептика перед самым припадком.

В чем причина эпилепсии? Электроэнцефалографические исследования дали частичный ответ на этот вопрос. ЭЭГ больного эпилепсией обычно отличается от нормальной. Альфа-ритм в типичных случаях бывает нарушен нерегулярными флуктуациями. Если припадок случайно наступает во время записи ЭЭГ, кривые принимают совершенно необычный вид. Небольшие колебания потенциала с частотой 10 герц сменяются огромными, медленно «перекатывающимися» волнами, которые в момент наступления самого припадка внезапно переходят в пики столь же большой амплитуды, возникающие несколько раз в секунду. На рис. 18 показано, как могут выглядеть волны ЭЭГ во время эпилептических судорог.

Современная интерпретация необычных ЭЭГ, сопровождающих эпилептические судороги, связывает первоначальные длинные «перекатывающиеся» волны с соответственно медленными и высокоамплитудными колебаниями дендритного потенциала в головном мозгу; эти колебания сходны с колебаниями, лежащими в основе альфа-ритма, но крупнее и медленнее. Подобно альфа-волнам, начальные эпилептические потенциалы периодически повышают и понижают порог активации нейронов, но не вызывают их разрядки. Однако эти волны нарастают и в конце концов во время «облегчающей» фазы настолько сенсибилизируют нейроны, что последние «не выдерживают» и разряжаются самопроизвольно. В этот момент волна, как показано на рис. 18, превращается в комплекс высоких пиков.

Хотя в этой интерпретации эпилептических ЭЭГ не все детали установлены с достоверностью, многочисленные исследования на людях и животных привели к заключению, что гигантские пики, столь характерные для эпилептических судорог, отражают спонтанную неконтролируемую активность всех или большинства нейронов значительного участка мозга. Если пораженный участок находится в сенсорной коре, больной может испытывать чувство онемения, покалывания или иные смешанные и неопределенные ощущения, относимые к той части тела, афферентные нервы которой оканчиваются в «буйствующем» участке мозга. Если разряды происходят в моторных областях, то следствием этого могут быть непроизвольные и не поддающиеся контролю движения соответственных частей тела. Возможно, что при настоящем приступе grand mal неконтролируемая импульсация охватывает почти все нейроны головного мозга, в результате чего все сенсорные и двигательные процессы организма резко колеблются между двумя крайними точками всего диапазона возможных изменений, допускаемых физическим устройством органов тела. Истинное счастье для больного, что подобный приступ всегда сопровождается потерей сознания.

Многое прояснилось в этом заболевании в результате изучения «очаговых припадков» — эпилептических судорог, обусловленных локальными повреждениями мозга. Последствия войн дали обильный материал для исследований, так как современные высокоскоростные снаряды вызывают самые разнообразные очаговые повреждения мозга. Примерно половина мозговых ранений приводит к той или иной форме эпилептических симптомов, хотя, к счастью, они во многих случаях бывают слабо выражены. Но последнее даже способствует большей специфичности информации, которую может получить исследователь; если бы каждый эпилептический приступ принимал форму grand mal, нельзя было бы установить никакой связи между локализацией мозгового повреждения и той частью тела, в которой в результате этого повреждения возникают необычные ощущения или двигательные реакции.

Результаты этих исследований показывают, что при всяком повреждении какого-либо участка коры в этом участке возникает наклонность к появлению аномального ритма спонтанной активности. Действительно, мозговые травмы, не вызванные пулевым ранением и снаружи незаметные, часто удается выявить и локализовать по необычно заостренным пикам ЭЭГ, отводимой электродами от черепа над поврежденной тканью. Однако наличие такого участка с измененной активностью нейронов не обязательно сказывается на ощущениях или поведении больного. Как мы увидим позже, структура мозга характеризуется большой избыточностью, и значительная часть его ткани может быть разрушена или совсем удалена без какого-либо заметного ущерба для умственных или физических способностей. Несомненно, у многих людей есть участки мозговой ткани, которая, вследствие травмы во время родов или при несчастном случае в детстве, функционирует неполноценно или вовсе не работает. У этих людей может никогда не наблюдаться никаких психических или физических симптомов, говорящих о возможном неблагополучии; однако весьма вероятно, что электроэнцефалография выявила бы аномальный участок со спонтанной активностью нейронов.

Эпилептический припадок наступает только тогда, когда спонтанная, неконтролируемая импульсация по какой-либо причине распространяется с поврежденного участка на окружающую здоровую ткань. Возникновение расстройства связано с тем, что вторгающиеся электрические токи начинают нарушать нормальную работу неповрежденных нейронов, участвующих в поддержании физической и психической деятельности индивидуума, и вовлекают их в стихийные внутримозговые «беспорядки», заставляя присоединяться к их дефективным соседям и, так же как они, бессмысленно посылать свои токи действия по всем направлениям. Если это вовлечение здоровых нейронов в патологическую активность распространяется лишь на небольшое расстояние от поврежденного участка мозга, приступ бывает легким и симптомы ограничиваются нарушением функций, контролируемых близлежащей нервной тканью. Если же токи, посылаемые в здоровую область неисправными нейронами, достаточно велики и если особенности мозга данного больного обусловливают пониженное сопротивление такого рода вовлечению, то процесс может распространиться на весь мозг, приводя к катастрофическому припадку типа grand mal.

Открытие того, что при эпилептическом приступе функционирует не только поврежденная, но и здоровая ткань, было одним из самых важных результатов изучения очаговой эпилепсии. Возможность того, что нормальная нервная ткань может быть выведена из равновесия под влиянием очага чрезмерной активности, позволяет предполагать, что даже у здорового мозга пределы рабочей стабильности не столь широки. Так оно и оказалось в действительности. Существуют, например, лекарственные вещества, временно повышающие возбудимость нейронов. В достаточно больших дозах такие вещества вызывают эпилептические судороги у любого человека. Существует также интересный электронный метод, позволяющий искусственно вызвать эпилептические судороги; мы уже говорили о том, что внезапное возникновение в зрительной коре сильного импульса тока при вспышке яркого света перед глазами создает в этой области мозга затухающие электрические колебания с частотой, приблизительно равной частоте альфа-ритма. Если вместо одиночной вспышки света использовать периодические вспышки с частотой, близкой к частоте альфа-ритма, то у субъекта с эпилептическими наклонностями начинается подергивание рук и ног, которое он не в состоянии подавить, и если слишком долго продолжать эксперимент, могут возникнуть настоящие судороги. Это наводит на мысль, что у предрасположенного к эпилепсии человека по какой-то причине либо облегчена взаимосвязь различных частей мозговой ткани, электрический резонанс которых порождает альфа-ритм, либо ослаблено сопротивление возникновению этого ритма и его затухание, если он уже возник.

Для оценки потенциальной наклонности к эпилепсии у нормальных людей использовали пробу с синхронными вспышками в сочетании с введением сенсибилизирующих веществ. Когда этот метод применили к группе первоклассных летчиков, давших высокие показатели в ряде сложных психиатрических тестов, обладавших очень быстрыми рефлексами и действовавших весьма умело в ситуациях, требующих быстроты решений и маневров, то оказалось, что по своей нервной чувствительности они поразительно близки к больным эпилепсией! Они были вдвое чувствительнее среднего человека — еще одно интересное указание на то, что необычная нервная чувствительность, ведущая в своей крайней форме к столь трагическим последствиям в умеренной дозе способствует одаренности и творческим способностям индивидуума.

Изучение эпилепсии и ее причин привело к интересному побочному результату — к созданию метода лечения совершенно неродственных ей форм психически заболеваний. Несколько лет тому назад один швейцарский исследователь, изучая литературу, обратил внимание, что шизофрения — самое распространенное из психических заболеваний по-видимому, редко встречается у больных эпилепсией. Было также отмечено, что больные шизофренией иногда выздоравливают после самопроизвольного судорожного припадка. Сам собой напрашивался вывод, что в судорожных эпилептических приступах есть что-то такое, что может предотвращать или исправлять мозговую аномалию неизвестной природы, лежащую в основе шизофрении. Хотя проведенный позже статистический анализ случаев, свидетельствующих о наличии отрицательной корреляции между шизофренией и эпилепсией, поставил под сомнение достаточность данных, послуживших основой для первоначального вывода, сам этот вывод оказался верным. В настоящее время многие успехи, достигнутые в лечении психических болезней, связаны с применением судорожной терапии. Хотя судороги можно вызывать и с помощью фармакологических средств, чаще применяют электрический метод. На голове наркотизированного больного укрепляют электроды, и в течение нескольких десятых секунды пропускают ток, который проходит от одного электрода к другому через головной мозг. Это вызывает судорожный приступ, подобный эпилептическому. (Во избежание повреждений, возможных при неконтролируемых движениях рук и ног, больному предварительно вводят вещество, расслабляющее мышцы; кроме того, приступ бывает короче типичного припадка grand mal, хотя основной механизм его тот же.) Ряд сеансов такого лечения, повторяемых с промежутками в несколько дней на протяжении нескольких недель, часто возвращает к норме психику больного, который раньше казался неизлечимым.

Было бы преувеличением утверждать, что механизм действия электросудорожной терапии хорошо понят. Не лишено известного правдоподобия следующее объяснение. Причиной психической болезни является образование новых путей мышления, отличных от нормального мышления того же человека и значительно менее правильных. Эти новые пути обусловлены новыми схемами соединений между нейронными цепями головного мозга. Предполагается, что эти новые межнейронные связи, если они использовались недолго, еще слабы и не слишком прочно закреплены. Старые связи все еще существуют и способны функционировать, но в расстроенном мозгу почему-то предпочтительно используются новые цепи. При пропускании через мозг сильного электрического тока вся нервная активность мгновенно нарушается и дезорганизуется. Когда эти токи и вызванные ими судороги прекращаются, прежние нормальные межнейронные связи, благодаря тому что они более стабильны и менее чувствительны к ослабляющему действию интенсивных токов, обнаруживают тенденцию к восстановлению.

Независимо от того, верно ли это объяснение действия электросудорожной терапии, специалисту по вычислительным машинам тотчас же придет в голову интересная аналогия. В некоторых сложных электронных машинах кратковременным созданием подходящих необычных условий можно вызвать своего рода «выброс», при котором токи непрерывно распространяются по замкнутым цепям в полном несоответствии с нормальной работой системы. Это можно было бы рассматривать как своего рода шизофрению у вычислительной машины. Ее можно излечить, как и у человека, путем посылки сильного импульса тока через всю систему. После такого импульса обычно оказывается, что вышедшие из-под контроля элементы вновь включились в нормальную работу.

Заключение

Прежде чем покинуть область электроэнцефалографии и эпилепсии, удостоверимся еще раз в том, что нам понятен основной смысл приобретенных нами сведении. Исследование ЭЭГ у здоровых людей дает нам дополнительные указания на то, что по крайней мере некоторые свойства процессов, происходящих в мозгу, в значительной мере определяются действием известных законов электрических цепей. Особое значение для наших целей имеет несомненная корреляция между электрической активностью мозга и степенью его реактивности.

В результате применения электроэнцефалографии и изучению эпилепсии был не только впервые пролит свет на эту загадочную болезнь, но и получены дополнительные указания на электрическую природу психических явлений. Теперь ясно, почему существует так мною форм эпилепсии с такими различными симптомами. Все зависит от того, какая часть головного мозга поражена. Поскольку все ощущения и моторная активность всех частей тела управляются различными отделами мозга, возможные проявления эпилепсии почти так же разнообразны, как и детали нормального человеческого поведения.

Особый интерес представляют психические проявления этой болезни. Чувства благоговения, вдохновения, экстаза и ощущение «ясновидения», иногда охватывающие больного перед припадком, так же как и возникающие в некоторых случаях сложные зрительные и слуховые галлюцинации, составляют первое из приведенных в нашей книге свидетельств того, что высшие умственные и эмоциональные процессы зависят от таких же нейронных электрических токов, какие управляют вашими мышцами и железами и лежат в основе наших ощущений и рефлексов.

Литература

1. Adey W. R., et. al., «EEG Records from Cortical and Deep Brain Structures during Centrifugal and Vibrational Acce-lerations in Cats and Monkeys», Institute of Radio Engi-neers Transactions of Bio-Medical Electronics, vol. BME-8, pp. 182—188 (1961).

2. В a r 1 о w J. S., «Rhythmic Activity Induced by Photic Sti-mulation in Relation to Intrinsic Alpha Activity of the Brain in Man», Electroencephalography and Clinical Neu-rophysiology, vol. 12, pp. 317—326 (1960).

3. В г a z i e r M. A. B., Barlow J. S., «Autocorrelation and Crosscorrelation Studies of the EEG in Man», Electroence-phalography and Clinical Neurophysiology, vol. 8, p. 325 (1956).

4. В г a z i e r M. A. B., The Electrical Activity of the Nervous System, ed. 2, The Macmillan Company, New York, 1960.

5. Pfeiffer J., The Human Brain, Harper and Row, Publi-shers, Incorporated, New York, chap. 11, «The Sacred Di-sease», 1955.

6. R u s s e 1 1 W. R., Brain, Memory, Learning, Oxford Univer-sity Press, Fair Lawn., N. J., chap. IX, «Epilepsy», 1958.

7. Sem- Jacobsen C. W., «Electroencephalographic Study of Pilot Stresses in Flight», Aerospace Medicine, pp. 797—801 (November 1959).

8. W a 11 c r W. G., The Living Brain, W. W. Norton and Company, Inc., New York, chap. 4», revelation by Flicker», 1953.