Мозг и сознание - [32]

В научной литературе уже сейчас накоплено довольно много данных, демонстрирующих удивительные эффекты, которые вызывает ЭРМ. Например, можно остановить на несколько мгновений сердце, замедлить или ускорить его ритм путем соответствующего раздражения определенных корковых и подкорковых образований и таким образом показать, что мозг управляет сердцем, а не наоборот. При помощи ЭРМ можно изменять частоту и амплитуду дыхательных движений, перистальтику и секреторную функцию желудка, произвольно регулировать диаметр зрачков от максимального сужения до максимального расширения, как диафрагму фотоаппарата (фиг. 8), попросту меняя силу электрического раздражения гипоталамических отделов мозга [61]. При помощи ЭРМ можно воздействовать на большинство вегетативных функций, а также на сенсорные восприятия, двигательную активность и психические функции. Вместо того чтобы детально анализировать каждый эксперимент, мы выбрали несколько типичных примеров для иллюстрации основных аспектов электрического управления мозгом и возникающих при этом изменений поведения.

 

Фиг. 8. При помощи ЭРМ можно произвольно регулировать ширину зрачка, как диафрагму фотоаппарата.

 

А, Нормальная ширина зрачка. Б, Сужение правого зрачка, вызванное при раздражении гипоталамуса электрическим током. Подобные реакции могут сохраняться на протяжении нескольким дней, до тех пор пока не прекратится раздражение [61].

 

Двигательные реакции

Поведение слагается из движений, начиная с таких простых, как подергивание мышцы, и кончая такими сложными, как создание произведений искусства. Если только представить себе все то умение, которое необходимо для того, чтобы свить гнездо, все уловки, к которым прибегают животные в драке, или ту точность, которой наделены пальцы пианиста, то станет ясно, что все эти виды деятельности — результат не только физико-химических процессов мышечного сокращения, но и сознательного управления — утонченной сложности церебральной регуляции.

Нам очень мало известно об автоматизме сознательных действий, о том, как цель связана с исполнением, или о том, как мышечные сокращения организованы во времени и пространстве. Однако современные методы позволили экспериментально исследовать некоторые из этих проблем. Тот факт, что ЭРМ может вызвать простые движения, был открыт еще в XIX веке, и сегодня мы знаем, что представительство движений локализовано главным образом в коре теменной доли мозга. Электрическое раздражение этой области вызывает движения на противоположной стороне тела, а ее разрушение приводит к параличу. Результаты этих исследований были представлены в виде наглядных схем, изображающих человечка, лежащего вниз головой с непропорционально большими лицом и первым пальцем руки в области моторной зоны коры теменной доли мозга — как бы карикатура на маленького человека, управляющего движением. Эти схемы отчасти повинны в том, что кору мозга рассматривали как высший и разумный организатор поведения.

Дальнейшие исследования показали, однако, что двигательные реакции, вызванные при раздражении этих отделов коры, чрезвычайно примитивны и что решающую роль в организации сложных целенаправленных действий играют другие глубинные структуры мозга. Согласно современным воззрениям, кору следует рассматривать не как высшую во всей иерархии структуру двигательной системы, а скорее как промежуточную станцию, еще одно звено в системе сенсомоторной связи. Многообразие и сложность представительства движений в мозгу вполне логичны, если вспомнить огромное разнообразие поведенческих актов, служащих единственным средством общения между индивиду ум ом и окружающей средой. Это общение требует от двигательной системы точной пространственной и временной координации между ее многочисленными функциональными элементами, а также переработки огромного количества информации, необходимой для приспособления и направления движений и для немедленной адаптации к изменившейся обстановке. Поскольку эти механизмы очень сложны, то считалось, что ЭРМ никогда не сможет вызвать тонкую и целенаправленную двигательную реакцию. Однако оказалось, что в зависимости от места своего приложения электрическое раздражение мозга может вызвать не только примитивные движения, но и сложную хорошо организованную поведенческую деятельность, которая иногда может быть неотличима от естественного поведения.

Двигательные реакции у животных

Классический эксперимент, который демонстрируют студентам-медикам, заключается в том, что кролику или другому небольшому по размерам млекопитающему дают наркоз и обнажают мозг с целью произвести электрическое раздражение моторных зон коры. При этом можно продемонстрировать простые двигательные реакции — сгибание или разгибание конечности. В подобных реакциях обычно участвует небольшая группа мышц, они стереотипны и не способны к адаптации, и все-таки на студентов производит сильное впечатление движение животного, вызванное по воле человека. Опыт выглядит гораздо более эффектно, если экспериментальное животное не находится под действием наркоза, а снабжено электродами, вживленными в мозг. Тогда его реакции кажутся более физиологичными, и мы можем исследовать взаимное влияние спонтанных и искусственно вызванных движений.