Читать книгу Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку - Сэм Кин - Страница 6

Нейронные цепи, в свою очередь, сочетаются и образуют еще более крупные структуры – такие, как наши сенсорные системы, анализирующие информацию самым сложным образом.

Человек лежит на столе с гипсовой маской на лице. Маска выглядит нормально: нос, уши, глаза, зубы, губы. Но когда маску снимают, то кажется, что часть лица солдата поднимается вместе с ней, оставляя кратер в живой плоти. Усевшись, солдат делает первый глубокий вдох, потому что гипс был наложен полчаса назад.

Если бы у него был нос, но мог бы ощутить аромат цветов в кувшине парижской студии. Если бы у него были уши, он мог бы услышать стук костяшек домино на другой стороне комнаты, где собрались другие изувеченные солдаты, ожидающие своей очереди. Если бы у него был язык, он мог бы глотнуть белого вина, чтобы подкрепить силы. А если бы у него были глаза, он увидел бы десятки других масок, развешанных на стене: «до» и «после» для его товарищей-калек, потерявших лица на Первой мировой войне и надеявшихся, что маски помогут им вернуться к нормальной жизни.

Женщина, изготавливавшая маски, не имела другого образования, кроме художественного. Хотя Анна Колман Лэдд была американкой, большую часть своей молодости она провела в Париже, где изучала скульптуру в конце XIX века и брала консультации у самого Огюста Родена. Тем не менее ей не хватало элегантности и напористости для того, чтобы прославиться. В итоге она стала вырезать благопристойных нимф и сатиров для фонтанов и частных садов и почти отказалась от ремесла скульптора, когда вернулась в Бостон и вышла замуж за профессора медицины из Гарварда.

Они жили отдельно, в гостевом браке, но Лэдд последовала за мужем в Европу в 1917 году, а впоследствии тайно отправилась в Париж. Вдохновленная лондонским «Магазином оловянных носов», она открыла свою студию протезных масок в 1918 году на пятом этаже дома без лифта, густо заросшего плющом. Она населила дворик внизу своими старыми бюстами и скульптурами с прекрасными античными лицами, которые, хотя и относились к художественному прошлому, должны были вселять надежду в несчастных калек, приходивших к ней под прикрытием сумерек вечером или ранним утром.

В некотором смысле студия была художественным экспериментом в традиции Пигмалиона: насколько реалистичным может быть реализм? В то же время Лэдд проводила психологический эксперимент: удастся ли ей обмануть мозг, чтобы тот принял маску за живую плоть? Мы, люди, часто соединяем свое лицо с представлением о своей личности. Поэтому, восстанавливая лицо, изуродованное пулей, она пыталась воссоздать личность солдата. Но она не имела возможности узнать, будут ли другие люди или сами солдаты принимать новые лица как настоящие.

До 1914 года врачи нечасто беспокоились по поводу реконструкции человеческого лица. Лишь несколько воинов и бретеров в истории – наиболее известными из них были император Юстиниан II и астроном Тихо Браге – лишались носа в результате дуэли. Большинство получало серебряные или медные протезы, а некоторые хирурги даже изобретали «натуральные» методы замены утраченных тканей. (Один из таких методов включал пришивание лица к сгибу локтя на несколько недель, пока кожа с руки не прирастала к переносице наподобие заплатки (20).

Но траншейная война 1914–1918 годов привела к намного большему количеству лицевых травм, чем было когда-либо раньше, – из-за применения гранат, пушек, пулеметов и других приспособлений для скоростного метания металла. Перед падением многие солдаты слышали вой или треск снаряда, а потом их лицевые кости буквально взрывались. Один человек сравнил это ощущение со «стеклянной бутылкой, брошенной в фарфоровую ванну». Даже плотные челюстные кости превращались в сплошное крошево под кожей. И хотя металлические каски защищали мозг, сам шлем от удара иногда разрывался на куски шрапнели, впивавшиеся в уши и глаза.

Десятки тысяч мужчин (и немало женщин) приходили в себя в грязном окопе с оторванным носом или выпадающим языком. Некоторые теряли веки и медленно слепли от усыхания роговицы. Лица других солдат выглядели вдавленными, словно портрет кисти Фрэнсиса Бэкона (21). Офицеры инструктировали часовых, что при наблюдении за противником они должны выставлять голову и плечи над парапетом, потому что тогда снайперы будут целиться в туловище как более удобную мишень.

Апокалиптическая битва при Сомме в 1916 году – когда в газетах пришлось публиковать не колонки, а целые страницы имен погибших, – заставила британских военных открыть специальный госпиталь для травм лица на молочной ферме в Кенте. Главный хирург, в прошлом художник, имел возможность убедиться, какой неряшливой бывает пластическая хирургия: однажды в лагере для военнопленных он увидел молодого человека с волосами на носу, потому что кто-то пересадил туда кожу с его затылка.

Полный решимости положить конец этой практике, хирург сосредоточился на эстетике лицевой реконструкции и даже требовал проведения многократных операций, чтобы все выглядело нормально. В общем и целом в кентском госпитале было проведено одиннадцать тысяч пластических операций для пяти тысяч британских солдат, и часто за больными ухаживали в течение нескольких месяцев между операциями.

Некоторые жертвы могли принимать только жидкое питание, поэтому на ферме выращивали кур и коров и кормили пациентов яично-молочными коктейлями с высоким содержанием белка. В процессе реабилитации некоторые солдаты ухаживали за животными, а другие овладевали ремеслами, такими как изготовление игрушек, починка часов или стрижка. Многие из них образовывали прочные товарищества с собратьями по несчастью, а другие флиртовали с женщинами при каждом удобном случае. Самые смелые пациенты заводили жен среди сиделок, и одна восторженная посетительница даже заявила, что «мужчины без носов очень красивы, как античные статуи».

Мы, люди, часто соединяем свое лицо с представлением о своей личности.

Не все имели такие либеральные взгляды. Солдаты чувствовали себя уверенно в больничной палате, где они могли дразниться и даже называть друг друга уродами, но при посещении ближайшей деревни они всегда носили красные галстуки и васильковые жакеты, чтобы заблаговременно предупреждать людей. Лавочники отказывались продавать им спиртное, потому что некоторые теряли над собой контроль в пьяном виде, а чужаки боялись садиться с ними за один стол, потому что еда иногда показывалась из дополнительных отверстий, когда они жевали или глотали.

В некоторых госпиталях пациентам запрещалось пользоваться зеркалами, а когда они выходили в мир из кокона больничной палаты, многие кончали с собой. Другие находили работу в новой индустрии и становились киномеханиками, проводившими долгие часы в темноте и одиночестве. А те, кому не могли помочь даже хирурги, обращались за помощью к таким людям, как Анна Лэдд или ее лондонские коллеги.

Для лепки лица Лэдд пользовалась в качестве модели близкими родственниками пациента или его фотографией до ранения. Некоторые оптимисты приносили фотографии Руперта Брука, потрясающе красивого военного поэта. Впрочем, большинство пациентов не заботились о привлекательной внешности; они хотели лишь снова стать «такими, как все».

В качестве первого шага Лэдд заполняла любые отверстия на лице хлопковой корпией и накладывала гипс на те части лица, которые нуждались в маскировке. Она лепила новые черты из глины, а через несколько дней создавала настоящую маску, гальваническим способом нанося тонкие слои меди и серебра на глиняную поверхность. С внутренней стороны она могла прикреплять впитывающие подушечки, служившие защитой от выделений слезных протоков или слюнных желез, в противном случае стограммовая маска садилась прямо на лицо и удерживалась очками. Она раскрашивала маски кремовыми эмалями в тон кожи и делала усы из металлической фольги, поскольку натуральные волосы не приживались на такой поверхности.

На изготовление каждой маски уходило около месяца; стоили они восемнадцать долларов (примерно двести пятьдесят в современных деньгах), и их можно было чистить с помощью картофельного сока. Лэдд изготавливала великолепные глаза и придавала щекам легкий оттенок голубизны, чтобы они казались свежевыбритыми. Усы из фольги выглядели так реалистично, что французы могли подкручивать их (им нравилось это делать) и даже раздвигать металлические губы для сигарет.

Лэдд и ее ассистенты подарили счастье сотням солдат. «Моя любимая женщина больше не считает меня отвратительным, хотя имеет на это полное право», – написал один паренек. Другой ветеран носил маску на своей свадьбе, и многие были похоронены в своих масках в последующие десятилетия. Но несмотря на благодарность, некоторые считали маски слишком неудобными для повседневного использования.

Лицо имеет огромное количество нервных окончаний, и маска иногда натирала шрамы до крови. Хуже того, маски не выполняли функции настоящего лица: они не могли жевать, улыбаться или дарить поцелуи. Они не старели вместе с кожей. Эмаль откалывалась или разрушалась. А набирающее популярность электрическое освещение часто обнажало швы между мертвым фасадом и живой плотью, как в «Призраке оперы».

В конце концов Лэдд оказалась в тупике; несмотря на искусную работу, ее маски не могли в полной мере имитировать вид живого человеческого лица. В результате более глубокие психологические вопросы, которые поднимала ее работа – может ли мозг приспособиться к узнаванию нового лица в зеркале? Повлияет ли эта перемена на восприятие собственной личности? – остались без ответа. Понадобилось еще сто лет исследований для возвращения к этим вопросам. И ответ на них требовал понимания не только того, как мозг анализирует лица, но и общих способов восприятия окружающего мира.

* * *

Первое важное открытие XX века, связанное со зрением, опять-таки произошло в военное время. Россия давно хотела иметь незамерзающий порт на Тихом океане, поэтому в 1904 году царь послал сотни тысяч солдат в Маньчжурию и Корею, чтобы отвоевать такой порт у Японии[16]. Солдаты были вооружены скорострельными винтовками; маленькие пули диаметром шесть миллиметров вылетали из ствола со скоростью 2000 километров в час. Пуля летела достаточно быстро, чтобы проникнуть в череп, но ее размеры были слишком малы для нанесения серьезных увечий; эти пули оставляли чистые раны с ровными краями, как ходы червей в яблоке.

Японские солдаты, которым пули попадали в затылок и проходили через зрительные центры в затылочной доле, в госпитале часто обнаруживали, что поле зрения испещрено крошечными слепыми зонами, как будто они носили очки, забрызганные черной краской.

Японский офтальмолог Тацуи Иноуэ имел неприятную работу, которая состояла в вычислении размера пенсии для частично ослепших солдат в зависимости от процента утраченного зрения. Иноуэ мог выбрать простой путь: показывать пациентам несколько картинок и записывать подробности, которые они могли разглядеть. Но он происходил из редкой породы бюрократов-идеалистов и приступил к делу с большим усердием.

В 1904 году неврологи мало знали о работе зрительных центров мозга. Им было известно, что все зрительные сигналы, поступающие с правой стороны (правое визуальное поле), передаются в левое полушарие (22). Кроме того, ученые знали, что затылочная доля как-то связана со зрением, поскольку инсульт часто ослеплял людей. Но инсульт причинял такой обширный ущерб, что внутренняя работа затылочной доли оставалась загадкой.

Русские пули, напротив, наносили локальные повреждения. Иноуэ понял, что если он сможет определить конкретные повреждения у каждого пациента и сопоставить эти повреждения с частью глаза, где возникала слепая зона, он сможет составить общую карту работы затылочной доли и таким образом определить, какие части мозга анализируют каждую часть визуального поля.

До того как Иноуэ продвинулся в своей работе, он решил проверить негласное предположение, что пули проходят сквозь мозг по прямой линии. Возможно, они рикошетили внутри черепа или вязли на определенном этапе и дальше шли по кривой. Поэтому Иноуэ стал искать солдат, которые получили пулю в макушку, лежа на животе. В этом положении траектория пуль была параллельна спинному мозгу. И в дополнение к входному и выходному отверстию в черепе у большинства таких людей имелась третья рана, где пуля выходила из черепа и поражала их в грудь или плечо.

Иноуэ просил людей воссоздавать свои позы в момент выстрела и обнаружил, что все три раны неизменно располагались на прямой линии. Уверившись в том, что он ничего не упустил из виду, Иноуэ начал составлять карту затылочной доли, особенно той части, которую он называл первичной зрительной корой (ПЗК).

Его самое важное открытие заключалось в том, что наш мозг фактически увеличивает все, на что мы смотрим, сосредоточивая больше нейронов в центре зрительного поля. ПЗК частично расположена на поверхности мозга, прямо под затылочной выпуклостью, а частично находится внутри. Как выяснилось, солдаты с черными точками в центре зрительного поля всегда имели повреждения поверхностных частей ПЗК, а те, у кого точки находились на периферии зрительного поля, имели внутренние повреждения. Как и надеялся Иноуэ, постоянство этой корреляции доказывало, что определенные части мозга контролируют определенные части глаза.

Но он обнаружил, что участки коры, обрабатывающие центральную часть, значительно превосходили по площади участки, контролировавшие периферийное зрение. Теперь ученые знают, что фокальный центр глаза, или фовеальная зона, занимает лишь 0,0001 поверхности сетчатки. Тем не менее она использует 10 процентов вычислительной мощности ПЗК. Иными словами, около половины из 250 миллионов нейронов ПЗК помогают нам обрабатывать 1 процент нашего зрительного поля. Частично ослепшие пациенты Иноуэ впервые в истории помогли увидеть это соотношение.

К несчастью для Иноуэ, его открытиями воспользовались другие ученые. Во время Первой мировой войны два английских врача, не знавшие о его работе, воспроизвели его эксперименты на зрительной коре солдат, испытавших сходные травмы мозга. Они получили такие же результаты, но их преимущество состояло в том, что они были европейцами.

Более того, в своей главной статье о зрении Иноуэ использовал сложную диаграмму взаимосвязей между глазами и ПЗК, составленную в декартовой системе координат. Она была точной, но ставила в тупик большинство читателей. Между тем англичане воспользовались простой схемой, которую другие ученые могли понять с одного взгляда. Когда эта интуитивно понятная схема была опубликована в учебных пособиях по всему миру, Иноуэ впал в безвестность. Слепота может поражать целые поколения.

Следующее крупное открытие в неврологии зрительных процессов произошло вдалеке от поля боя. В 1958 году двое молодых ученых в Университете Джона Хопкинса, швед и канадец, приступили к исследованию нейронов зрительной коры. Дэвид Хьюбел и Торстен Визел хотели понять, какие сцены или формы вызывают возбуждение этих нейронов, что активирует их. Они имели хорошую гипотезу, основанную на работе других ученых: зрительные сигналы ненадолго задерживаются в таламусе, расположенном в центральной части мозга, перед прохождением в зрительную кору. А еще одни ученые показали, что нейроны таламуса сильно реагируют на черные и белые пятна. Поэтому Хьюбел и Визел решили сделать следующий шаг и посмотреть, как реагируют на пятна нейроны зрительной коры.

Когда Хьюбелу и Визелу показали их новую лабораторию в мрачном подвальном помещении без окон, они были только рады этому. Отсутствие окон исключало случайное проникновение ненужного света во время экспериментов со зрением. Но оборудование, которое им досталось, не вызывало энтузиазма.

Во время экспериментов они, как в фильме «Заводной апельсин», фиксировали анестезированную кошку в специальном бандаже, обездвиживали ей глаза и заставляли смотреть на световые пятна, проецируемые на простыню. Но поскольку им достался горизонтальный бандаж, кошке приходилось укладываться на спину и смотреть прямо в потолок. Поэтому ученым пришлось направлять проектор в потолок и растягивать простыню между проходившими там трубами – «словно цирковой шатер», как вспоминал Хьюбел. Сверху падала пыль и насекомые, и сами исследователи тоже были вынуждены задирать голову и выворачивать шею.

Это была лишь подготовка; изучение нейронов оказалось не менее трудным. К 1958 году ученым удалось изготовить достаточно чувствительные электроды для наблюдения за отдельными нейронами внутри мозга. Некоторые исследователи уже изучили сотни отдельных клеток таким способом, поэтому Хьюбел и Визел сначала чувствовали себя дилетантами. Чтобы выглядеть солиднее, они начали отсчет количества экспериментов сразу с 3000. Коллегам, посещавшим лабораторию, непременно сообщали номер проводимого эксперимента.