Мозг и сознание - [30]

Применение стимосиверов — многообещающий метод для исследования, диагностики и терапии заболевании мозга у человека. Предварительные данные о применении стимосиверов для больных, страдающих эпилептическими припадками, с локализацией очага в височной доле (фиг. 4) продемонстрировали следующие преимущества этого метода по сравнению с другими методами исследования мозга [60]: 1) стимосивер легко подключается к клеммам, выведенным на кожу головы больного; 2) естественное индивидуальное и социальное поведение больных не нарушается; 3) больной находится под непрерывным врачебным наблюдением, раздражение и регистрацию можно производить днем и ночью; 4) проведение исследований не нарушает обычного общения больных друг с другом в условиях клиники и не' вызывает у них чувства тревоги или напряжения; 5) у сильно возбудимых больных можно производить исследование мозга вне стен лаборатории; 6) поскольку соединительные провода отсутствуют, то нет опасности смещения электродов при неадекватном поведении; 7) раздражение мозга для лечебных целей производится в случае необходимости в течение сколь угодно долгого времени.

Можно надеяться, что в недалеком будущем стимосиверы станут существенным звеном в системе человек—вычислительная машина—человек с обратной связью между нейронами и аппаратурой, что создаст новые возможности для медицинской регуляции нейрофизиологических Функций. Например, можно себе представить, как локализованная патологическая электрическая активность, свидетельствующая о близости эпилептического припадка, будет воспринята вживленными электродами, телеметрически передана в расположенную на расстоянии лабораторию, записана на пленку и проанализирована вычислительной машиной, способной распознать аномальные электрические потенциалы. При обнаружении таких потенциалов включится передатчик радиосигналов, которые через стимосивер больного вызовут электрическое раздражение определенной области мозга, способной осуществить торможение, и таким образом предотвратят возникновение эпилептических судорог.

Подобные мечты могут стать реальностью. Об этом свидетельствуют следующие эксперименты, проводившиеся нами совместно с Джонстоном, Уоллесом и Бредли и завершенные в июне 1969 г. В то время как шимпанзе Падди (фиг. 3) вела обычную жизнь в своей клетке, укрепленный на ее голове стимосивер телеметрически передавал электрическую активность ее правого и левого миндалевидных ядер в соседнюю комнату, где эти сигналы принимались, записывались на пленку и автоматически анализировались на включенной в систему вычислительной машине. Эта машина была обучена распознавать определенные типы волн — так называемые вспышки веретен, — которые в норме возникали в обоих миндалевидных ядрах по нескольку раз в минуту и продолжались около 1 секунды. Вычислительная машина была обучена также включать передатчик, и как только появлялись веретена, в мозг Падди посылались радиосигналы, которые раздражали определенный участок ретикулярной формации; возбуждение в этой точке подавляло вспышки веретен. Таким путем возникновение определенного типа ЭЭГ в одной структуре мозга вызывало электрическое раздражение другой структуры, а весь процесс расшифровки информации и подачи сигналов осуществлялся вычислительной машиной.

Результаты экспериментов показали, что через два часа после установления обратной связи в системе мозг — вычислительная машина—мозг вспышки веретен в активности миндалевидных ядер возникали вдвое реже, а после ежедневных двухчасовых сеансов раздражения в течение 6 дпей этот вид активности снизился до 1% нормальной частоты его возникновения; при этом животное стало 60лее спокойным, менее настороженным и активным при проведении поведенческих тестов, хотя и продолжало выполнить без ошибок задания с участием зрительных и обонятельных анализаторов.

Затем вычислительную машину отключили, и через две недели ЭЭГ и поведение Падди вернулись к норме. Этот эксперимент повторяли несколько раз с одинаковым результатом, подтвердив тем самым возможность установления прямой связи между мозгом и вычислительной машиной, минуя органы чувств, а также возможность автоматического обучения путем прямой подачи сигналов на определенные структуры мозга без участия сознания.

Одним из недостатков этих экспериментов было наличие проводов, идущих от мозга к стимосиверу, укрепленному на коже головы. Провода представляли собой потенциальные входные ворота для инфекции и, несмотря на небольшие размеры, мешали животному чиститься и разглаживать шерсть. Естественно, было бы значительно удобнее применять миниатюрные устройства, целиком умещающиеся под кожей головы. Для этого в нашей лаборатории был сконструирован маленький трехканальный стимосивер, который помещается под кожу и соединяется с электродами, вживленными в мозг (фиг. 6). Это прочное устройство без батареек может функционировать практически бесконечно долго. Снабжение электрической энергией, дистанционное управление параметрами раздражения и выбор каналов осуществляются посредством миниатюрной индукционной катушки, которая активируется радиосигналами с частотной модуляцией.