Пластичность мозга

поступок, немыслимый по тем временам для бихевиориста.

Сотрудники лаборатории занимались экспериментами, связанными с перерезанием афферентных (чувствительных) нервов, которые они проводили на обезьянах.

Это старый метод исследований, впервые использованный лауреатом Нобелевской премии сэром Чарльзом Шеррингтоном в 1895 году. Проводили хирургическую операцию, во время которой обезьяне перерезали афферентный[84], или чувствительный, нерв, проводящий сенсорные импульсы к позвоночнику, а затем к головному мозгу. В результате чего по этому пути не может поступать никакая входящая информация. Например, обезьяна неспособна определить положение своих конечностей в пространстве или испытывать какие-либо ощущения или боль при прикосновении к ним.

Наша свобода воли — всего лишь иллюзия?

Следующим шагом Тауба — совершенным им еще во время обучения в аспирантуре — стало опровержение одного из наиболее важных предположений Шеррингтона. Это опровержение заложило основы будущего метода лечения инсульта.

Шеррингтон поддерживал идею о том, что все наши движения являются следствием реакции на какой-либо стимул, и мы двигаемся не потому, что получаем соответствующие указания из мозга, а из-за постоянного действия рефлексов. Эта идея получила название «рефлексологической теории движения» и заняла доминирующее положение в неврологии.

В осуществлении спинальных рефлексов[85] даже не принимают участие нейроны головного мозга. Существует множество видов спинальных рефлекторных путей. Классический пример — коленный рефлекс. Когда врач ударяет молоточком по вашему колену, расположенный под кожей чувствительный рецептор улавливает удар и направляет импульс по афферентному нейрону в ваше бедро и спинной мозг. В спинном мозге происходит переключение сигнала на двигательный нейрон, который, в свою очередь, посылает импульс обратно в мышцу бедра, вызывая ее сокращение и непроизвольное выпрямление голени. При ходьбе движение, выполняемое одной ногой, вызывает рефлекторное движение другой ноги.

Данная теория быстро получила широкое распространение и начала использоваться для объяснения всех движений. Выдвигая предположение о том, что в основе всех движений лежат лишь рефлексы, Шеррингтон основывался на результатах эксперимента, проведенного им совместно с Фрэнком Мотом. Они перерезали чувствительные нервы руки обезьяны в месте вхождения их в спинной мозг, чтобы в головной мозг обезьяны не могли проходить никакие сенсорные сигналы, и обнаружили, что обезьяна перестала использовать данную конечность. Это было странно, так как они перерезали чувствительные нервы (которые передают ощущения), а не двигательные нервы, идущие от мозга к мышцам (которые стимулируют движения). Шеррингтон понимал, почему обезьяна не способна ничего почувствовать, но для него оставалось загадкой, почему она не может двигать рукой. Пытаясь решить эту проблему, он выдвинул предположение о том, что движение инициируется сенсорным звеном спинального рефлекса и что обезьяна не может выполнять движение, потому что он разрушил это звено.

Вскоре другие ученые обобщили его идею, заявив, что все движения и, естественно, все, что мы делаем, включая сложные формы поведения, определяется серией рефлексов. Даже такие осознанные действия, как письмо, якобы требуют от двигательной коры модификации уже существующих рефлексов.

Хотя бихевиористы выступали против изучения нервной системы, они полагали, что все движения основываются на примитивных рефлекторных реакциях на предыдущие стимулы, потому что это позволяло отделить разум и мозг от поведения. Получалось, что поведение предопределено тем, что случилось с нами раньше, и таким образом человеческая свобода воли — это всего лишь иллюзия. Теорию Шеррингтона начали преподавать в медицинских школах и университетах.

Тауб в то время работал с нейрохирургом А. Д. Берманом, захотел повторить опыт Шеррингтона на нескольких обезьянах, ожидая, что получит точно такие же результаты. Он решил пойти дальше Шеррингтона и не только нарушить чувствительные пути на одной из рук обезьяны, но и закрепить здоровую руку с помощью поддерживающей повязки, чтобы ограничить ее подвижность. Наложение такой повязки могло заставить обезьяну использовать оперированную руку для приема пищи и передвижения.

И это сработало. Обезьяны, лишенные возможности использовать здоровую руку, начинали пользоваться рукой с перерезанным чувствительным нервом. Тауб говорит: «Я отчетливо помню, как это было. Я понимал, что на протяжении нескольких недель я видел, как обезьяны используют свои конечности, и не мог выразить это понимание словами, потому что не ожидал ничего подобного».

Тауб знал, что сделанное им открытие влечет за собой очень серьезные последствия. Если обезьяны могли двигать деафферентированными руками, лишенными чувств или ощущений, то это означало, что теория Шеррингтона была ошибочна. В мозге должны были существовать независимые двигательные программы, способные инициировать произвольные движения; получалось, что 70 лет бихевиоризм и неврология двигались в направлении, которое должно было завести их в тупик. Кроме того, у Тауба появилась мысль о том, что его открытие может помочь в лечении инсульта, поскольку обезьяны из эксперимента так же, как перенесшие инсульт пациенты, совершенно не могли двигать руками. Возможно, некоторые из этих пациентов смогли бы вернуть подвижность своим конечностям, если бы их к этому вынудили обстоятельства.

Очень скоро Тауб понял, что не все ученые способны проявлять снисхождение к тем, кто опровергает их теории. Преданные последователи Шеррингтона начали искать ошибки и недостатки в проведенном им эксперименте, в методологии и интерпретации результатов, предложенной Таубом. Финансирующие организации возражали против дальнейшего выделения денег на работу молодого аспиранта. Профессор Нэт Шенфилд, у которого Тауб учился в Колумбийском университете, разработал хорошо известную бихевиористскую теорию на основании экспериментов Шеррингтона.

Когда пришло время защиты кандидатский диссертации Тауба, конференц-зал, обычно пустовавший, был заполнен людьми. Келлер — наставник Тауба — был в отъезде, и на защиту пришел Шенфилд. Тауб представил полученные им данные и их интерпретацию. Шенфилд проголосовал против присвоения ему степени кандидата наук и покинул зал. Затем наступило время последнего экзамена. К этому времени Тауб успел получить больше грантов, чем многие преподаватели, и он принял решение работать над двумя крупными заявками в течение недели, выделенной на подготовку к последнему экзамену, рассчитывая, что сможет сдать его позже. Когда ему отказали в переносе сдачи и провалили на экзамене за его «наглость», он решил закончить аспирантуру в Нью-Йоркском университете.

Большинство ученых, работавших в одной с ним области, не верили в полученные им данные. Он постоянно подвергался нападкам во время научных заседаний и не получил никакого научного признания или наград. Тем не менее во время пребывания в Нью-Йоркском университете Тауб был счастлив: «Я был на седьмом небе от счастья. Я занимался исследованиями. Это было все, чего я хотел».

Усвоенное неиспользование

Тауб стал пионером в сфере наук о нервной системе, объединив лучшее из того, что было в прежней неврологии и бихевиоризме, очистив его от некоторых наиболее схоластических идей. На самом деле, это был тот сплав наук, появление которого предвидел Иван Павлов — основатель бихевиоризма, который (хотя это известно немногим) в последние годы своей работы пытался интегрировать свои открытия в науку о мозге и даже утверждал, что мозг пластичен[86]. Как это ни странно, но бихевиоризм по-своему подготовил Тауба к совершению важных открытий в области нейропластичности. В связи с тем, что бихевиористов не интересовала структура мозга, они, в отличие от большинства неврологов, не делали выводов о том, что мозг неспособен к изменениям. Многие из них считали, что могут