Текст книги "Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе"

Целенаправленная сенсорная реиннервация

Однажды пациенту с ампутированной рукой, которому во время операции был удалён подкожный жир, кожа груди была денервирована, назначили спиртосодержащий массаж груди. Во время одной из таких процедур он описал ощущение прикосновения к мизинцу. Объяснили феномен так – сенсорные нервные волокна регенерировали через ткани тела и повторно иннервировали кожу.

Дальше больше – другие участки кожи были сопоставлены с частями фантомной руки в соответствии с описанием ощущений, которые пациент испытывал.

Так, случайно была открыта целенаправленная сенсорная реиннервация.

Окрылённая этим открытием команда начала эксперименты по целенаправленному переносу нервов на предварительно денервированный участок груди, где афферентным нервным волокнам предстояло реиннервировать кожу. Результат впечатлял.

Казалось, что регенерирующие аксоны обладают способностью избирательно прорастать не только туда, где они находились до повреждения.

Этот метод был разработан и описан американскими учёными Тоддом Куикеном и Грегори Думаняном в 2005 году.

Пока операции по целенаправленной сенсорной реиннервации не очень популярны, польза для пациента сомнительна, а результативность не гарантирована.

Но идея иннервировать кожу не сенсорными, а эфферентными нейронами заставила задуматься о перспективах применения метода для нейропротезирования.

XX век

Вероятно, объективную оценку событиям двадцатого века смогут дать историки лет эдак через сто. В этом веке смешалось всё, и обобщение исследований прошедших веков, и новые величайшие открытия, и наивность, и дремучая дикость, и шарлатанство, и вера в то, что мы жили в лучшем из всех времён.

Прошла эпоха гениальных одиночек, теперь прорывов в науке добиваются команды. Скорость коммуникации и распространения знаний достигла таких масштабов, что кажется будто всё научное сообщество работает в едином ключе. Учёные стали больше цитировать друг друга, стали осторожнее мечтать и выдвигать новые идеи. А количество знаковых открытий, несмотря на развитие технологий в течение столетия постепенно, на мой субъективный взгляд, снижалось.

Описать открытия ХХ века я решил историями, которые начались задолго до нынешних времён, тем более что, как и всё прочее они родом из прошлого.

История методов лечения душевных расстройств

Трепанация

Трепанация черепа (лат. trepanatio) – хирургическая операция образования отверстия в костной ткани черепа с целью доступа к подлежащей полости.

Эта операция была известна ещё в глубокой древности и подробно описана у Гиппократа. Существуют несомненные доказательства того, что в самые отдалённые времена начиная с неолита, человек уже был знаком с хирургическими приёмами вскрытия черепной коробки. Свидетельством тому служат многочисленные черепа, собранные в самых различных местах и носящие следы искусственного прободения.

Доктора́ эпохи Гиппократа считали, что застоявшаяся кровь (как застоявшаяся вода) – это плохо. «Она может распадаться и превращаться в гной». Таким образом, причина трепанации или, по крайней мере, одна из причин заключалась в том, чтобы позволить крови вытечь до того, как она испортится.

Даже при незначительных признаках синяков рекомендовалось просверлить отверстие в голове. Инструмент для трепанации был очень похож на современный трепан, за исключением того, что его вращали между ладонями или с помощью лука и тетивы.

Ко временам Галена (129—199) трепанация была стандартной практикой при лечении переломов черепа, для снятия давления, получения доступа и удаления фрагментов черепа, угрожающих твёрдой мозговой оболочке, и, как в медицине Гиппократа, для дренажа.

Первый трепанированный череп ископаемого человека на нашей планете был найден в Латинской Америке – в районе города Куско в 1865 году. Анализ многочисленных трепанированных черепов человека, найденных на территории Перу показал, что в большинстве случаев (около 70%) трепанации заканчивались успешно, о чём свидетельствует образование костной мозоли по краям отверстий. (Отсутствие костной мозоли говорит о том, что человек умер во время или вскоре после операции).

Рисунок 16 Трепанированный череп инков

Причина трепанации – вопрос до сих пор дискуссионный. Большинство учёных полагает, что чаще она производилась в ритуальных целях: отверстие, как правило, делалось в типичных зонах черепа. Возможно, древний целитель полагал, что через такое отверстие дух болезни легко сможет покинуть голову больного.

В то же время существует другое мнение, которое допускает, что трепанации проводились после травматического повреждения черепа и связаны с удалением костных осколков. Обе точки зрения имеют право на существование. Однако для истории медицины принципиально важен сам факт успешной (пережитой) трепанации, что свидетельствует о реальности удачных оперативных вмешательств, которые имели место уже в периоды поздней родовой общины и разложения первобытного общества. [19]

Отголоски ритуальной трепанации были описаны в Тибете, где сохранилось предание, что после мозговой травмы люди иногда обретали дар ясновидения. И монахи задались целью открывать «третий глаз» искусственно. Отобранному по особым признакам монаху делали операцию, нередко сопряжённую со смертельным исходом. В середине лба высверливали отверстие, на несколько дней закрывали его деревянным клином с целебными мазями и давали зарасти.

Рисунок 17 Ксилография XVI века, изображающая трепанацию дома. Обратите внимание на мужчину, согревающего тканевую повязку, на женщину, молящуюся, и на кота, ловящего крысу.

Рисунок 18 Фрагмент набора для трепанации морского хирурга XVII века. Трепаны очень похожи как на древнеримские, так и на современные.

В Европе до начала XIX века трепанация проводилась в домашних условиях. Однако, когда операции перенесли в больницы, смертность стала настолько высокой, что количество случаев трепанации по любой причине, включая лечение переломов и других травм головы, резко снизилось. Практика была настолько опасной, что первым требованием к операции было, «чтобы хирург сам упал на голову». Или, как выразился сэр Астли Купер в 1839 году: «Если вы должны были трепанировать, вы должны быть подвергнуты трепанации по очереди».

В европейской медицинской традиции, помимо лечения травм головы, трепанация была важным средством лечения ещё двух заболеваний – эпилепсии и психических расстройств.

Традиция трепана для лечения эпилепсии началась ещё при Аретее Каппадокийце (около 150 г.), одном из самых известных греческих клиницистов, и продолжалась до 18 века. Хирургический текст XIII века «Quattuor magistri» рекомендовал вскрывать черепа эпилептиков, «чтобы жидкость и воздух могли выйти и испариться». Однако к XVII веку трепанация при эпилепсии стала рассматриваться как крайняя мера, например, в книге Ривериуса «Практика врачевания» (1655): «Если все средства не помогут, последнее средство – открыть переднюю часть черепа трепаном на расстоянии от швов, чтобы злой дух мог выйти. Таким образом были излечены многие острые эпилепсии, и это можно безопасно сделать, если хирурги будут искусными.»

К XVIII веку частота трепанации при эпилепсии снизилась, и её обоснование изменилось. Теперь цель заключалась не в том, чтобы дать выход злым духам и гуморам, а в том, чтобы удалить некоторую локализованную патологию. К XIX веку трепанация эпилепсии ограничивалась лечением травматической эпилепсии, то есть случаев, связанных с известной травмой головы.

Ещё одно применение трепана было для лечения психических заболеваний. В своей «Practica Chirurgiae» Роджер Пармский (ок. 1170 г.) писал: «При мании или меланхолии делают крестообразный разрез на макушке и проникают в череп, чтобы ядовитый материал вышел наружу. Пациента держат в цепях, и рану обрабатывают, как указано выше…»

Роберт Бертон в «Анатомии меланхолии» (1652) также, для лечения безумия рекомендовал сверление черепной дыры, как и великий оксфордский нейроанатом и врач Томас Уиллис (1621—1675).

Рисунок 18 Фрагмент набора для трепанации морского хирурга XVII века. Трепаны очень похожи как на древнеримские, так и на современные.

Вероятно, самые известные изображения трепанации при психических заболеваниях отражены в живописи раннего фламандского Возрождения. Так, в «Лекарстве от безумия (или глупости) Иеронима Босха, также известном как «Каменная операция», на коже черепа делается хирургический разрез. Надпись частично переведена: «Учитель, раскопай камни безрассудства». Есть похожие изображения удаления камней из головы на полотнах Питера Брейгеля, Яна Стена, Питера Хейса и других художников того времени.

К XVIII веку «наиболее авторитетные и просвещённые хирурги отказались от практики трепанации для лечения психических отклонений или головной боли без признаков травмы. [20]

Но в середине 60-х годов XX века в Европе возникло целое движение добровольных трепанаторов – людей, решивших обрести «третий глаз», мистический расширитель сознания, самым простым путём: не медитациями, молитвами или даже наркотиками, а просто просверлив дырку у себя во лбу. Лидером этого движения стал голландец Барт Хьюз (Хюго Барт Хюгес; 1934—2004). Ещё будучи студентом медицинского факультета (из которого был отчислен за пропаганду марихуаны) он разработал теорию о том, что уровень сознания напрямую зависит от объёма крови, поступающего в головной мозг.

В 1964 году он опубликовал научные статьи: «Коррекция гомо сапиенса» и «Трепанация – лекарство от психоза». В них он предлагал использовать трепанацию для расширения функциональных возможностей мозга путём балансировки кровяного давления и давления спинномозговой жидкости.

– Моя теория состоит в том, – говорил Хьюз, – что трепанация улучшает кровообращение мозга. С каждым ударом сердца мозг получает больше крови, капилляры расширяются. Увеличение объёма крови в капиллярах мозга, в свою очередь, способствует расширению сознания. Однако герметичность черепа подавляет пульсацию крови в артериях головного мозга. Наш мозг задыхается внутри нашего собственного черепа!1

Хьюз предположил, что отверстие в черепе поднимет давление внутри головы, что, в свою очередь, выжмет часть спинномозговой жидкости, увеличив таким образом соотношение крови к спинномозговой жидкости в голове (его он назвал «brainbloodvolume»).

Согласно теории Хьюза, увеличение brainbloodvolume улучшит подачу кислорода к мозгу. А чем больше кислорода, тем быстрее пойдёт обмен веществ и тем больше у человека станет психической энергии.

В доказательство своей теории 6 января 1965 года Хьюз сделал себе трепанацию черепа. Он использовал для этого стоматологическую бормашину с ножным приводом.

После операции Хьюз направился в местную больницу для получения рентгеновского снимка в качестве доказательства проведённой трепанации. Естественно, там он попал в руки психиатров, которые предположили, что парень шизофреник. На три недели Барта заперли в психоневрологическом диспансере. Однако вскоре врачи вынуждены были отпустить его. Психологические тесты показали, что он был абсолютно здоров. Позднее Хьюз опубликовал работу «Trepanation: A Cure for Psychosis», в которой представил развёрнутое изложение своей теории, а в 1972 году вышла автобиографическая книга «The Book With The Hole».

В 1966 году Барт Хьюз познакомился с Амандой Филдинг (которой в то время было 22 года). Девушка становится ярой сторонницей теории Хьюза и его подругой. Хьюз знакомит Филдинг со своей идеей о том, как кровь циркулирует в головном мозге.

Несколько месяцев спустя решила трепанировать себя и Аманда Филдинг. На этот раз операция была задокументирована. Джо снял весь процесс на камеру.

Некоторое время спустя Аманда рассталась с Бартом и вышла замуж за Джо Меллена. В 1970 году Меллен последовал примеру Хьюза и Аманды, также сделав себе трепанацию.

Брак Филдинг и Меллена распался спустя 28 лет. Причём оба они убедили своих последующих супругов сделать себе трепанацию. В 1995 году Аманда Филдинг вышла замуж за бывшего профессора Оксфорда и английского лорда. Её новый муж страдал сильными головными болями, которые прекратились после трепанации.

В 2000 году Филдинг съездила в Мехико, где ей сделали повторную трепанацию. Европейские врачи, к которым она обращалась с такой просьбой, дали ей отказ.

Барт Хьюз скончался в 2004 году в возрасте 70 лет от болезни сердца и был похоронен в Амстердаме. А результаты его научных исследований переданы в Амстердамский городской архив.

В заключение замечу, что самостоятельно подобные операции проводить категорически НЕЛЬЗЯ. Все вышеописанные в статье люди имели медицинскую практику или опыт. И древние шаманы проделывавшие отверстия в черепе, чтобы выпустить злых духов, и современные трепанаторы-любители знали, что нарушение твёрдой мозговой оболочки означает неизбежную смерть от инфекций и кровотечения. Сам мозг по-прежнему остаётся священным и неприкасаемым о́рганом.

1 Современное представление о работе капилляров вы найдёте в этой книге в главе «Пульсовая волна»

Терапия в древнем мире и в средние века

Аномальные типы поведения в человеческом обществе были всегда. Сегодня люди страдают от тех же психических недугов, что и наши далёкие предки. Изменилось отношение к больным, изменились методы лечения, болезни – всё те же.

Документальные подтверждения можно найти и у античных авторов, и в не менее древних китайских книгах (трактат «Классическая книга Жёлтого императора о внутренней медицине»). Есть упоминания на нечто подобное и в Библии.

В ранних культурах нарушения в поведении человека рассматривали как следствие вселения в него злых духов. Этот традиционный взгляд бытовал на протяжении всей истории человечества, а кое-где сохраняется и поныне.

Отношение же к душевнобольным могло сильно разни́ться в зависимости от культурных традиций и религиозного уклада, господствовавших в том или ином обществе. Где-то их подвергали наказаниям и даже смерти, где-то лечили путём изгнания злых духов.

В соответствии с традициями многих культур считалось, что устами умалишённых говорят сверхъестественные силы, например, мусульмане и православные полагали, будто Бог выбирает таких людей, чтобы поведать истину.

Так продолжалось до тех пор, пока вопросы души (а с ними и душевных недугов) оставались в исключительном ве́дении церкви. Медики могли врачевать человеческое тело, но душа – область разума и духа – считалась прерогативой бога. Никто не прислушивался к робким предположениям, что душевные расстройства представляют собой в действительности медицинскую проблему.

Только в 1793 году человечество повзрослело настолько, что был услышан французский психиатр Филипп Пинель (Philippe Pinel, 1745 —1826) призывавший считать людей с душевными расстройствами «не виноватыми, а больными», и их начали пытаться лечить. Правда методы, по-прежнему больше напоминали истязания.

Сегодня водные процедуры один из самых приятных способов лечения. Но для душевнобольных, которых врачевали этим способом, гидротерапия мало отличалась от пыток.

Поначалу процедура представляла собой расслабляющее купание больного в ванне. Потом купание растянулось почти до суток, вероятно для усиления лечебного эффекта. Но затем её решили усовершенствовать, пациентов начали внезапно окунать в ледяную воду, вызывая тем самым сильное потрясение всего тела с последующим утомлением. При этом стремились также и к устрашению. Стали – «притапливать» до первых признаков асфиксии: врачи полагали, что конвульсии, пережитые больным в этот момент – отличное лечение.

При этом никакой реальной пользы такая гидротерапия пациентам не приносила. Хотя учёные практиковавшие в XX веке электрошоковую и инсулиношоковую терапию с последним утверждением возможно не согласились бы.

Лоботомия

В то время, когда в науке происходили такие наивные открытия (для нас, людей XXI века), с такими амбициозными заявлениями как «запись языка головного мозга»1, но, безусловно, заслуживающие Нобелевских премий, появился ещё один нобелевский лауреат в области медицины. Он не сделал открытий в направлении исследования нервных импульсов, но без рассказа о нём, наша история оказалась бы неполной.

В 1949 году португалец Эгаш Мониш (António Caetano de Abreu Freire Egas Moniz, 1874 – 1955) был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытие терапевтического воздействия лейкотомии при некоторых психических заболеваниях». Лоботомия. Это слово до сих пор остаётся синонимом варварства в медицине.

В 1935 году Мониш выдвинул гипотезу, что рассечение афферентных и эфферентных волокон в лобной доле может быть эффективным при лечении психических расстройств. Первая операция была выполнена в 1936 году. Поскольку из-за подагры он не мог провести её сам, операцию провела профессор нейрохирургии Алмейда Лима под его руководством. Мониш назвал эту процедуру «лейкотомия», поскольку сами лобные части не повреждались, а прореза́лось лишь белое вещество, соединяющее лобные доли с другими отделами мозга.

Став популярной, данная процедура рекламировалась как средство спасения в безнадёжных ситуациях.

Однако, уже в 1940-е годы лоботомия получила широкое распространение в США. Психиатрические отделения госпиталей были переполнены солдатами, возвращавшимися с фронтов Второй мировой. Чтобы обеспечить уход за ними, требовались большой штат медперсонала и большие расходы (до одного миллиона долларов в день). Лоботомия оказалась идеальным решением финансовых проблем.

Медицинские учреждения по делам ветеранов организовывали ускоренные курсы для обучения хирургов методу лоботомии. «Дешёвый метод» позволял поставить на поток «лечение» многих тысячи американцев, содержавшихся на тот момент в закрытых психиатрических учреждениях без всякой надежды на выписку. Об успехах лоботомии восторженно писали ведущие газеты, формируя позитивное отношение общественности. Справедливости ради, стоит отметить, что до лоботомии в арсенале врачей не было ни одного реально действующего метода лечения психических расстройств.

На начальном этапе для лоботомии проводилась трепанация черепа, и хирург скальпелем рассекал участок мозга. Но в 1945 году Уолтер Фримен усовершенствовал процедуру, создав метод трансорбитальной лейкотомии – «лоботомия ножом для ко́лки льда», при котором можно было обойтись без трепанации.

Вот как проводилась эта чудовищная процедура: инструмент, похожий на нож для ќолки льда, вводили в глазницу между верхним веком и глазным яблоком; когда кончик ножа упирался в кость глазной впадины, по рукоятке ударяли хирургическим молотком, остриё пробивало кость и проникало в лобную долю; далее врач совершал вращательное движение рукояткой рассекая нервные волокна мозга. Фримен утверждал, что процедура устраняет из «душевной болезни» пациента эмоциональную составляющую. И действительно, те, кто не умер во время операции и от её последствий, превращались в овощи, лишённые эмоций, воображения, стремлений и желаний. Тем не менее медики, практиковавшие лоботомию, считали пациентов исцелёнными, ведь основные симптомы – припадки, агрессивность, тоска – действительно исчезали.

Свою первую операцию он провёл, используя в качестве обезболивания электросудорожную терапию.

Поначалу операции действительно проводились с помощью обычного ножа для ко́лки льда. Впоследствии Фримен разработал для этой цели специальные инструменты – лейкото́м, который разрезает ткани мозга проволочной петлёй, затем – орбитокласт. Вся процедура проводилась вслепую, и в результате хирург разрушал не только подлежащие воздействию, по его мнению, участки мозга, но и значительную часть близлежащей мозговой ткани.

1 См главу «Язык головного мозга». Гассер и Эрлангер

Рисунок 18. Лоботомия

Около пяти тысяч лоботомий в год проводилось в США в начале 1950-х годов. Зачастую операции проводились в нестерильных условиях и непрофессиональными хирургами. Сам Фримен не будучи хирургом, провёл около 3500 таких операций, разъезжая по всей стране в своём фургоне, который он назвал: «лоботомобиль».

Лоботомия широко распространилась не только в США, применяли её и во многих других странах мира. Десятки тысяч пациентов подверглись этой операции в странах Европы. Не стал исключением и СССР.

Закат лоботомии начался в 1950-е годы после того, как стали очевидными серьёзные неврологические осложнения после этой операции. Вскоре проведение лоботомии было законодательно запрещено в большинстве стран. В СССР эта процедура была официально прекращена в 1950 году.

Фримен заявлял, что 52% из их первых 623 операций дали «хороший результат», но он не объяснял критерий – что именно представляет собой «хороший результат». Процедура вызывала тяжёлые последствия, такие как припадки, большое прибавление в весе, потеря моторной координации, частичный паралич. Иногда пациенты должны были заново учиться есть и посещать туалет. Осложнения были часты, а 3% вообще умирало.

Случаев выздоровления после лейкотомии немного, например, известной стала история с Говардом Далли, перенёсшем операцию в возрасте 12 лет и написавшим о себе впоследствии книгу «Моя лоботомия». Хрестоматийным случаем стала история Роуз (Розмари) Кеннеди, сестры президента США Д. Ф. Кеннеди, которая по просьбе её отца была прооперирована У. Фрименом в 1941 году. В результате процедуры, она стала инвалидом провела большую часть своей жизни в различных учреждениях и умерла в 2005 году в возрасте 86 лет.

Эта история не только о нравах, но поучительна ещё и тем, что Нобелевская премия не всегда есть знак качества и гарантия истинности.

Справедливости ради, заметим, что ещё в 1927 году Мониш разработал церебральную ангиографию – метод рентгенологического исследования сосудов головного мозга, которая в различных формах остаётся одним из основных инструментов как в диагностике, так и в планировании операций на головном мозге.

За разработку ангиографии он также был номинирован на Нобелевскую премию. Но в этом случае номинацией всё и ограничилось.