Искра жизни. Электричество в теле человека - [113]

был настолько уверен в этой идее, что в 1963 г. вышел на арене для корриды в Кордове навстречу разъяренному быку. Когда бык приблизился к нему, Дельгадо не отступил, а спокойно нажал на кнопку пульта дистанционного управления, который послал сигнал в приемник, связанный с имплантированным в мозг животного электродом. Электрическое стимулирование хвостатого ядра заставило быка остановиться: он застыл всего в паре метров от ученого.

Аналогичным образом стимулирование мозга плодовой мушки электрическим током или путем фотоактивирования светочувствительных ионных каналов может влиять на ее поведение: как было показано в главе 11, это может заставить самку вести себя как самец. Прямое стимулирование электричеством мозга человека способно давать не менее сильные эффекты. Хирурги при удалении опухолей мозга или ткани, инициирующей эпилептические припадки, иногда используют слабый ток, чтобы проверить, не является ли ткань, которую предстоит удалить, жизненно важной для больного. Такое стимулирование может вызывать воспоминания, ощущения и даже чувство наслаждения или страха. Ток правильной силы, приложенный к правильному участку, может оказывать сильное лечебное действие. В некоторых случаях эффект настолько благоприятен, что электроды навсегда оставляют вживленными в мозг больного.

Болезнь Паркинсона – тяжелая патология, при которой у больных развиваются тремор, ригидность мышц и затруднения при ходьбе и речи. Тремор бывает настолько сильным, что у некоторых руки ходят ходуном. Глубокое стимулирование мозга широко применяется в настоящее время для снятия тремора, который не устраняется лекарствами. Электрическому стимулированию подвергают определенные группы нервных клеток, находящихся в глубине мозга, обычно в области так называемого субталамического ядра, которое участвует в управлении двигательной активностью. Используемое для этого устройство сходно по принципу действия с кардиостимулятором. В мозг больного имплантируют электроды, которые соединяют с помощью изолированных проводов с небольшим прибором, находящимся вне головы. В черепе просверливают маленькое отверстие, и через него в мозг вводят электрод. Операция проводится под местной анестезией, и пациент во время нее находится в сознании. Он активно помогает хирургу определить, правильно ли размещен электрод, сообщая о своих ощущениях при включении стимулятора и воздействии электрических импульсов на мозг. После установки электрода в нужное положение, стимулятор размером со спичечную коробку зашивают под кожу в районе ключицы. Стимулятор подает в мозг импульсы обычно с частотой 150 раз в секунду.

Глубокое стимулирование мозга подавляет активность субталамического ядра. Почему именно это происходит, остается спорным вопросом. По одной из гипотез стимулируются тормозящие нейроны, которые выключают чрезмерно активные нервные клетки, по другой – прерываются патологические ритмы мозга. Так или иначе, метод работает и очень эффективно. Больные с неконтролируемой дрожью всего тела приходят в норму сразу же, как только включается устройство. Майкл Холман, журналист из газеты Financial Times, описывает это так: «Проще ничего и быть не могло. Врач, обследовавший меня, нажал на кнопку и отключил работавший от батарейки стимулятор, который был имплантирован в мою грудную клетку. За считаные секунды тремор возобновился и стал усиливаться. Через пару минут меня безнадежно трясло. Еще одно прикосновение к кнопке, и тремора как ни бывало».

Искусственное ухо

Электроэнергия уже многие годы используется для питания слуховых аппаратов, которые представляют собой простые усилители, повышающие громкость звука. Однако если чувствительные клетки уха человека повреждены, то он все равно не слышит, каким бы громким ни был звук. Нормальные волосковые клетки в улитке внутреннего уха воспринимают звуковые сигналы и преобразуют их в электрические импульсы, которые поступают в мозг по слуховому нерву. Если у глухого человека сохранилась хотя бы часть слухового нерва, то можно, минуя поврежденные волосковые клетки, стимулировать этот нерв напрямую. Именно это и делают кохлеарные имплантаты.

На сегодняшний день они имеют как внутренние, так и внешние компоненты, первые имплантируют под кожу головы, а вторые носят за ухом. Внешнее устройство размером примерно с небольшой слуховой аппарат состоит из микрофона, речевого процессора и передатчика. Микрофон воспринимает окружающие звуки и преобразует их в электрические сигналы, речевой процессор отделяет фоновый шум, а передатчик посылает сигналы в приемник, установленный недалеко от него, но внутри тела. Приемник передает электрические сигналы к группе крошечных электродов, которые идут вдоль различных участков слухового нерва. Электроды вводят в одну из заполненных жидкостью камер улитки хирургическим путем так, чтобы они располагались достаточно близко к волокнам слухового нерва и обеспечивали их внешнее стимулирование.

Волосковые клетки улитки распределены вдоль нее в соответствии с тонами (частотами), к которым они чувствительны. Те, что реагируют на высокие звуки, находятся в одном конце, а те, что реагируют на низкие звуки, – на другом, во многом подобно клавишам рояля. Мозг различает высоту тона потому, что разные ветви слухового нерва связаны с волосковыми клетками, реагирующими на разные частоты. Если какую-либо ветвь нерва стимулировать искусственно, то мозг будет воспринимать сигнал как ноту определенной высоты. Количество электродов в кохлеарных имплантатах бывает разным, в современных устройствах оно колеблется от 16 до 24. Чем их больше, тем шире диапазон частот, которые человек может слышать. Именно поэтому существующие устройства не могут соперничать с настоящим ухом, которое имеет более 3000 внутренних волосковых клеток и позволяет нам слушать музыкальные композиции.