Мозг и сознание - [28]
Фиг. 1. Схематическое изображение многоконтактного электрода, вживленного в мозг и фиксированного к черепу. Для того чтобы произвести раздражение глубинных структур мозга, достаточно подключить электрод к источнику тока [52].
Конечно, вживление электродов разрушает нейроны, расположенные на пути введения, нарушает целостность капилляров и позже приводит к местной воспалительной
Фиг. 2. Рентгенограмма черепа обезьяны с двумя многоконтактными электродами, один из которых введен в лобную долю мозга, а другой — в зрительный бугор [49].
реакции, которая заканчивается формированием вдоль электрода тонкой фиброзной капсулы. Однако было доказано, что местное кровоизлияние ничтожно по своим размерам и что благодаря хорошо известной функциональной избыточности нервной ткани и обилию дублирующих друг друга связей разрушение относительно небольшой группы нейронов не приводит к сколько-нибудь заметному выпадению функций. Тонкая капсула, окружающая электрод, обладает электропроводностью и не создает препятствий для раздражения и регистрации. За пределами этой капсулы толщиной 0,1—0,2 миллиметра мозг гистологически абсолютно нормален. Если судить по отсутствию патологической электрической активности, по стабильности результатов, полученных при ЭРМ, и по постоянству порога возбудимости на протяжении нескольких месяцев экспериментального исследования, то можно прийти к заключению, что мозг хорошо переносит присутствие электродов. У некоторых из наших обезьян электроды оставались в мозгу более 4 лет. Электроды закрепляются очень прочно, и хотя вначале обезьяна хватает и царапает наружные клеммы, в дальнейшем она совершенно забывает о них.
Фиг. 3. Шимпанзе Падди (слева) и Карлос, в мозг которых введено по 100 электродов. Наружные клеммы электродов укреплены на коже головы. Несмотря на введение столь большого числа электродов, не отмечалось никаких заметных нарушений поведения и спустя два года после операции животные были живы и великолепно себя чувствовали.
В мозг некоторых шимпанзе (фиг. 3) было введено столько электродов, что общее число их контактов с мозгом достигало 100, и при этом не наблюдалось никаких нейрофизиологических или поведенческих нарушений; некоторым обезьянам электроды удалось ввести в столь важные для жизни и тонкоорганизованные структуры, как дыхательный центр продолговатого мозга. Электроды вживляли в мозг как обычных лабораторных животных — крыс, кошек и обезьян, — так и менее часто изучаемых видов —״ сверчков, петухов, дельфинов и быков.
Вживление электродов в человеческий мозг
Наши сегодняшние знания о центральной нервной системе получены главным образом при изучении животных. Опыт показал, что многие проблемы, возникающие в связи с вживлением электродов в человеческий мозг, в том числе реакции нервной ткани на введенный электрод, можно успешно изучать на кошках или даже на еще более низкоорганизованных видах. Ряд электрохимических механизмов нервной проводимости можно изучать на кальмарах с таким же успехом, как и на млекопитающих, а для некоторых исследований процесса запоминания великолепным подопытным животным оказался осьминог. Крыса была и остается излюбленным экспериментальным объектом психологов, так как это маленькое недорогое млекопитающее очень удобно для серийных исследований поведения, результаты которых поддаются статистической обработке. Однако однообразные поведенческие реакции низших животных никак нельзя сравнивать со сложным поведением обезьян, особенно человекообразных. Эти самые близкие к человеку животные больше подходят для нейрофизиологического изучения разумного поведения, а если мы хотим исследовать высшие психические функции мозга, в том числе речь, то никто не может заменить человека.
Человеческий мозг, так же как любая другая часть тела, страдает от травм, опухолей и других заболеваний, и часто возникает необходимость обследовать пораженную область, чтобы определить, какие структуры вовлечены в процесс, выяснить характер патологических изменений, исследовать возбудимость и изучить локализацию в мозгу важных функций, которые нужно щадить во время хирургических вмешательств. Для некоторых из этих исследований необходимо сознательное участие больного, например для того, чтобы выяснить возможность появления предвестников эпилептического припадка при электрическом раздражении определенной точки коры, которую, если окажется, что она является источником эпилептических разрядов, можно затем удалить хирургическим путем. Для такого рода исследований производилась трепанация черепа под местной анестезией, что создавало великолепные возможности для изучения поведенческих и психических реакций, вызванных ЭРМ, на полностью бодрствующих пациентах. Самые крупные работы в этом направлении были выполнены в Монреале Пенфилдом и его сотрудниками [174], а также другими нейрохирургами [2, 8, 97, 124, 163, 215].
Однако исследование обнаженного мозга имеет целый ряд существенных недостатков. Оно ограничено во времени продолжительностью хирургического вмешательства; электроды обычно придерживают рукой, так что давление на мозг непрерывно меняется; обнаженный мозг подвергается термической, механической и химической травме; расположение корковых центров определяется только на глаз, а физическое и психическое напряжение, которое испытывает оперируемый больной, вообще не поддается учету. Метод вживленных электродов позволяет избежать большинства этих недостатков, и, имея большой опыт экспериментов на животных, некоторые исследователи, естественно, изучали возможности применения этого метода в клинике для диагностики и терапии [19, 59, 98].
