Функції префронтальної кори в першу чергу
виявляються на основі пошкоджень і захворювань.
Функції в людини префронтального кортексу (PFC, рис. 12), передньої частини мозкової кори, як і багатьох інших структур мозку, вперше виявили після нещасного випадку, операції чи захворювання мозку. 1848 року на будівництві колії в США бригадир Фінеас Ґейдж (Phineas Gage) пробив свій префронтальний кортекс залізним костилем. Ґейдж відповідав за те, щоб на уламках скелі прикріпляти такими костилями в просвердлених отворах динаміт для підривних робіт. Оскільки динаміт ще не притрусили піском, він вибухнув, і костиль пробив Ґейджу PFC. Але той вижив і навіть залишався при свідомості. Проте в нього почалися помітні зміни особистості. Він став брутальним і примхливим, почав бунтувати проти правил, став хуліганом, втратив до того сильне почуття відповідальності та зрештою позбувся роботи: «Це вже не той Ґейдж». Адже PFC відповідає за соціально адаптовану поведінку.
Незабаром після цього випадку було виявлено іншу функцію фронтального кортексу. 1861 року Поль Брока в Парижі провів розтин одного чоловіка, якого в клініці називали «Тан», оскільки «тан» було єдиним словом, яке він міг вимовити. Встановили, що порушення мови в нього було спричинене сифілітичним вогнищем у лівій нижній частині фронтальної кори (рис. 8). Відтоді центр мови стали називати за іменем Брока. Якщо під час мозкового інсульту ураження зачепили зону Брока, з’являються мовні порушення — афазія. Ця ділянка виконує важливу функцію у конструюванні граматично правильних речень.
Через сто років після випадку з Ґейджем, у «золоті часи» психіатричної хірургії, здійснювали цілеспрямовані руйнування префронтального кортексу за допомогою операції, яку називають лоботомією або лейкотомією. Через неправильне тлумачення результатів дослідів на тваринах цю операцію почали робити преш за все пацієнтам-шизофренікам із високим рівнем агресії. У фільмі «Політ над гніздом зозулі» переконливо показано, як така операція перетворює бунтівного, незручного пацієнта на безвільного зомбі, який лише пасивно сидить на стільці й тупо дивиться перед собою. Звичайно, з таким пацієнтом легше дати раду. І саме це було важливим аргументом для проведення лоботомії. Очевидно, що ця операція позбавляє пацієнта будь-якої ініціативи; проте сумніви в її впливі на агресивну поведінку добре викладені в анекдоті, згідно з яким винахідник лоботомії, нобелівський лауреат Моніц, отримав кулю в спину від одного зі своїх прооперованих пацієнтів і провів останні роки життя в інвалідному кріслі. Щоправда, із статей на цю тему неможливо чітко зрозуміти, чи справді нападник був прооперованим пацієнтом Моніца. До 1951 року в США здійснили 18 608 лоботомій. Переважно їх проводили шизофренікам, і найбільшу кількість їх із великим завзяттям здійснив Волтер Джексон Фрімен (Walter Jackson Freeman), якого ще називали «Джеком-мозкорізом». Він проводив ці операції навіть в амбулаторних умовах. Оглушивши пацієнта електрошком, він за допомогою молоточка вбивав шпатель крізь очну впадину пацієнта і руйнував зв’язки між PFC та іншими ділянками мозку. Тоді навіть не уявляли собі, що вони цим самим заподіюють пацієнту. Папа Пій ХІІ був не проти лоботомії, за умови, що «зберігається вільна воля, навіть якщо відбувається обмеження особистості пацієнта», а інший високопоставлений католицький діяч додав: «Якщо душа переживе смерть, то вона переживе і лоботомію». Згодом цю операцію заслужено назвали «частковою евтаназією», адже вона нічого не залишає від особистості пацієнта, а про власну волю вже не може бути й мови. Такі операції припинили робити не з етичних міркувань, а тому, що через появу нових медикаментів, психічної фармацевтики вони стали зайвими. Ніхто ніколи не фіксував документально, якої шкоди заподіяла ця операція особистому і професійному життю пацієнтів. Але принаймні стало зрозумілим, наскільки важливим є PFC для прояву особистих рис характеру та ініціативи.
У своїй книзі «Ріка, що плине вгору» Вільям Г. Келвін (William H. Calvin) розповів історію, що ілюструє значення PFC для планування. «У відомого нейрохірурга Вайлдера Пенфілда із Монреаля була сестра. Вона належала до тих обдарованих кулінарів, які можуть провести на кухні чотири години, щоб накрити обід із п’яти страв, і їм завжди все вдається. Ніщо не вистигало і не підгорало, бо подавалося з плити чи духовки саме тоді, коли треба. Тут і справді потрібен сценарій із точним розрахунком. Та з часом сестра Пенфілда почала втрачати свої здібності. З роками вона з усе більшою тривогою очікувала великих свят, коли доводилося готувати для всієї родини, бо їй уже не вдавалося так гарно все контролювати. Звичайні вечері виходили, як і раніше. Більшість лікарів проґавили б такі непримітні ознаки. Проте клінічне чуття Пенфілда підказало йому, що в неї може бути пухлина в лобній ділянці. Так і було. Він прооперував сестру, і та знову стала здоровою». Проте труднощі з плануванням залишилися і після видалення великої частини правого префронтального кортексу і тканин пухлини. Через 15 місяців після операції вона готувала обід для одного гостя і чотирьох членів сім’ї. Організація обіду повністю провалилася, бо вона ніяк не могла проявити ініціативу і прийняти рішення — типові функції префронтального кортексу. Крім того, PFC відповідає за певну поведінку. При хворобі Піка та інших формах деменції префронтального кортексу він зазнає значних пошкоджень. При цьому в передній частині мозку звивини зсихаються, поки він не стане схожим на волоський горіх (рис. 27). На початковій стадії хвороби Піка виникають не так порушення пам’яті, як скоріше поведінкові порушення, за якими значно пізніше розвивається глобальна деменція (див. розділ ХІХ.1). Так відомий приклад одного професора, в якого першою ознакою хвороби Піка стала втрата почуття пристойності, і він у салоні почав справляти малу нужду на фортепіано. Цікаво, що протягом багатьох років у переважної більшості пацієнтів з діагнозом хвороба Піка в Нідерландському банку мозку після смерті при розтині під мікроскопом у клітинах мозку не виявляли типових кулястих включень, так званих «тілець» Піка. У минулому десятилітті виявилося, що деякі з цих пацієнтів, які також мали паркінсоноподібні порушення руху, хворіли на «фронтально-скроневу деменцію на основі мутації гена Тау в хромосомі 17». На ранній стадії захворювання вони також проявляли порушення поведінки, асоціальну поведінку, гіперсексуальність та гіпосексуальність, алкоголізм, агресивність, депресії і симптоми шизофренії. Відкривають все нові форми деменції. Так через нещасні випадки, пошкодження і захворювання поступово з’ясовуються функції префронтального кортексу.