Текст книги "Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку"

Еще более необычно, что некоторые люди с поврежденным мозгом могут узнавать предметы и животных, но не продукты. Другие не могут определить лишь отдельные категории продуктов, такие как фрукты и овощи, а третьи, глядя на кусок мяса, могут правильно назвать части туши, но не животное, которому они принадлежали.

Люди, страдающие «цветовой амнезией», не в состоянии вспомнить, какого цвета лимоны, или сказать, похож ли цвет розы на цвет крови. Одна женщина (я не шучу) не могла выбрать между зеленой фасолью и апельсинами, когда ей предлагали определить, что имеет зеленый цвет.

Обычно эти «умственно слепые» люди могут определять вещи с помощью других органов чувств: если они прикоснутся к зубной щетке или понюхают авокадо, все становится на свои места. Однако так бывает не всегда.

Одна женщина, которая не могла различать животных визуально, не узнавала их и по звуку, хотя могла распознавать неодушевленные предметы по издаваемым звукам. Она имела трудности с определением размеров, но опять-таки это касалось только животных. Она знала, что помидоры крупнее фасоли, но не могла сказать, кто больше: коза или енот. Далее, когда ученые рисовали предметы с неуместными деталями (например, кувшин для воды с ручкой от сковородки), она распознавала их как фальшивки. Но когда они рисовали белых медведей с конскими головами и других химер, она не имела понятия, существуют ли подобные создания. По какой-то причине все, что касалось животных, ставило ее в тупик.

Наш мозг-это природный систематизатор, создающий специализированные категории вещей.

Хотя такие случаи избирательного «дефицита восприятия» встречаются довольно редко, они выявляют важную особенность эволюции человеческого разума. По очевидной причине наши предки много думали о животных – пушистых, пернатых или покрытых чешуей. Мы сами являемся животными, и способность распознавать и классифицировать живых существ (как пищу, хищников, товарищей, вьючных животных) давала нашим предкам большое преимущество в дикой природе. Вполне вероятно, что в итоге у нас сформировались специализированные нейронные контуры, ответственные за анализ животных, и когда их работа оказывается нарушенной, целые категории исчезают из разума человека.

Наши предки также собирали фрукты, овощи и маленькие предметы, которые впоследствии становились орудиями труда. Вероятно, не случайно эти категории вещей тоже могут исчезать из нашего умственного репертуара. Наш мозг – это природный систематизатор, создающий специализированные категории вещей. Но опасность специализированных контуров обработки состоит в том, что, если они ломаются, целые категории вещей оказываются под угрозой вымирания в нашем разуме.

Наш способ упорядочивания мира учит кое-чему еще об эволюции мозга и сознания. После знакомства с избирательным «дефицитом восприятия» кажется совершенно ясным, что наш мозг на определенном уровне состоит из модулей (я с некоторой опаской использую здесь этот термин, поскольку он является весьма спорным) – полуавтономных «органов», предназначенных для выполнения специфических умственных задач, – и что эти модули могут быть изъяты без ущерба для остального мозга.

Некоторые неврологи доходят до утверждения, что мозг похож на машину Рубена Голдберга[17]17
  Рубен Голдберг (1883–1970) – американский инженер и карикатурист, автор юмористической идеи о чрезвычайно громоздких механизмах для выполнения простых задач.


[Закрыть], состоящую из модулей, которые развивались независимо и для разных целей, а потом были скреплены природой с помощью скотча и суперклея. Такая «массовая модульность» оказалась неприемлемой для некоторых ученых; они рассматривают мозг как устройство для решения любых задач, а не набор специализированных компонентов. Но большинство неврологов согласны с тем, что наш разум пользуется специализированными контурами (неважно, называть их модулями или нет) для решения определенных задач, таких как распознавание животных, лиц или съедобных растений.

* * *

В некоторым смысле мы анализируем лица так же, как другие предметы, фокусируя взгляд на линиях, тенях и очертаниях, что приводит к одновременной активизации определенных групп нейронов. Но при этом анализ лиц требует более сложного механизма, чем анализ других предметов, так как, будучи общественными существами, мы нуждаемся в способности читать мысли и чувства людей по выражению их лиц. И еще потому – давайте скажем честно, – что черты большинства людей в целом кажутся очень похожими.

Как и в случае с любой умственной способностью, в анализе человеческих лиц принимает участие много разных узлов серого вещества. Но некоторые участки возле «южного полюса» мозга, такие как область распознавания лиц веретенообразной извилины (латеральная затылочно-височная извилина), имеют особые обязанности. На сканах головного мозга эта область начинает светиться, когда люди изучают лица, а при нарушении ее работы электрическими импульсами лица начинают менять форму и растягиваться, как в кривом зеркале.

Самой важной особенностью веретенообразной извилины является целостная обработка. Вместо того чтобы постепенно складывать лицо из отдельных черт – как мы анализируем другие объекты, – мы читаем лица мгновенно, с одного взгляда. Иными словами, целое лицо представляет собой нечто большее, чем сумму глаз, носа, губ и ушей.

Работа веретенообразной извилины помогает понять и другие обстоятельства. Орнитологи, знатоки автомобилей и судьи на выставках собак активно пользуются этой извилиной, когда изучают птиц, автомобили и собак соответственно. Иными словами, каждый раз, когда нам нужно проанализировать узкую категорию почти идентичных вещей, наш пластичный мозг прибегает к помощи веретенообразной извилины.

Тем не менее опыт исследователей свидетельствует, что у нас есть специализированный, хотя и не исключительный в своем роде, нейронный контур для распознавания лиц. Даже у любителей животных или автомобилей веретенообразная извилина работает активнее всего при анализе человеческого лица. И помимо задействования веретенообразной извилины, которая является лишь одним из компонентов более крупной системы, наш мозг анализирует лица более сложными способами, чем другие объекты: у нас есть нейронные цепи, которые срабатывают лишь на определенные проявления эмоций или на взгляды в определенном направлении.

Мы постоянно находим лица там, где их не существует: в узорах на обоях, в тортильях и случайных кучках камней на других планетах (это называется парейдолической иллюзией). Каждый раз, когда мы видим два темных пятна, парящих над квазигоризонтальной линией, нам хочется спросить: «Кто там?» Мы видим лица в «принудительном порядке».

По крайней мере, так бывает у большинства людей. Лучшим доказательством существования специализированных контуров служат люди, которые утрачивают способность распознавать лица из-за травмы или нарушенной функции веретенообразной извилины.

Они могут не моргнув глазом пройти мимо ближайших друзей на улице. На днях рождения, даже собственных, они просят гостей носить таблички с именами, чтобы не перепутать их. Для распознавания других людей они прислушиваются к их голосу, запоминают их походку, характерные родинки, шрамы или прически. (Великий портретист Чак Клоуз[18]18
  Чак Клоуз (р. 1940) – американский фотограф и художник, работающий в стиле фотореализма.


[Закрыть] страдает «слепотой на лица»; это может показаться ироничным, но необходимость тщательно запоминать лица, возможно, совершенствует его талант.)

Некоторые люди с таким изъяном не могут даже определить пол или возраст собеседника. Валлийский горный инженер, который заснул после нескольких порций выпивки и получил инсульт, очнувшись, не мог отличить свою жену от дочери. В другом случае травма, лишившая англичанина способности различать лица, заставила его уйти из общества и стать пастухом. Через несколько лет он мог узнать каждую из своих овец с одного взгляда, но так и не научился различать людей (26).

Избирательность контуров для распознавания лиц тоже многое объясняет. В 1988 году в Торонто человек с инициалами С. К. попал в автомобильную аварию, когда бегал трусцой, и получил закрытую травму головы. Если не считать эмоциональных вспышек и некоторых проблем с памятью, он более или менее выздоровел и даже получил степень магистра истории с помощью компьютера с голосовой активацией. Но одна способность так и не вернулась: С. К. не мог различать неодушевленные предметы, даже еду.

Неврологи вспоминали, как приводили его к шведскому столу и смотрели, как он бродит вокруг в явном затруднении. Все выглядело как «разноцветные кляксы», и за столом он тыкал вилкой наугад и ел то, что подцеплял. Дома он больше не мог устраивать потешные бои со своими любимыми игрушечными солдатиками, потому что греческая, римская и ассирийская армии выглядели одинаковыми. Он не различал даже части тела; не раз он пытался поднять странную розовую штуку, выступавшую из-под брюк – то есть свою ногу.

Однако, несмотря на все досадные промахи, С. К. оказался настоящим знатоком в распознавании человеческих лиц и легко различал их. Однажды он изумил своего невролога в душе при спортзале, когда приветствовал его по имени еще до того, как врач успел заметить его.

Вместо того чтобы постепенно складывать лицо из отдельных черт – как мы анализируем другие объекты, – мы читаем лица мгновенно, с одного взгляда.

Заинтригованные избирательностью его травмы, неврологи провели С. К. через серию тестов по распознаванию лиц. Он легко узнавал знаменитостей, даже когда их лица были частично затемнены; он также узнавал известных людей, когда ученые накладывали на изображения маскирующие элементы (например, очки Граучо[19]19
  Граучо Маркс (1890–1977) – американский комик из группы «Братья Маркс», автор сценической маски, состоящей из очков с накладными черными усами и бровями.


[Закрыть]). Он мог мгновенно обнаруживать все лица в головоломках, где лица были замаскированы, например, посреди лесного пейзажа. Он узнавал кролика Банни, Барта Симпсона и других персонажей мультфильмов, а также карикатуры на Элвиса, Боба Хоупа и Майкла Джексона. (Карикатуры часто ставят в тупик людей с дисфункцией веретенообразной извилины, потому что они преувеличивают черты лица.)

Но самое удивительное, С. К. мог лишь один раз увидеть незнакомое лицо на фотографии, а потом выбрать его из подборки фотографий очень похожих людей, даже когда человек смотрел в другую сторону. Во многих тестах С. К. показывал более высокий результат по сравнению с обычными людьми из контрольной группы.

Тем не менее С. К. путался в других тестах. К примеру, когда ему показывали перевернутые лица, – даже те, которые он знал раньше, – он не мог распознать их. Неврологи давно понимали, что перевертывание предметов затрудняет их распознавание, а перевернутые лица труднее узнать, чем перевернутых животных, здания и другие объекты. Но, хотя другие люди обычно могли распознать перевернутое лицо, С. К. попадал в затруднительное положение. Он не мог сделать этого даже с карикатурами, что легко удавалось всем остальным.

Расщепление или раздробление лица через разделение его на отдельные фрагменты, тоже ставило его в тупик. А когда ему показывали картины Арчимбольдо[20]20
  Джузеппе Арчимбольдо (1527–1593) – итальянский живописец, прославленный аллегорическими портретами людей с использованием фруктов, овощей и других эксцентричных средств изображения лиц.


[Закрыть] – странные «портреты» XVI века, составленные из овощей и фруктов, – С. К. редко видел что-либо, кроме общего плана лица: он не замечал персиковых носов, яблочных щек и глаз из зеленого горошка, изумлявших остальных людей.

Трудности, которые испытывал С. К., указывают, что мозг обычно распознает лица по двум каналам. Есть нейронный контур веретено-образной извилины, который распознает лица мгновенно и целиком. Эта система осталась нетронутой. Но она имеет избирательный характер: нужно видеть глаза над ртом и определять общую симметрию, иначе распознавания не происходит. В таком случае подключается резервная система. Она работает медленнее и, скорее всего, собирает воедино перевернутые или разобщенные лица фрагмент за фрагментом. Иными словами, она в большей степени воспринимает лицо как объект. Вероятно, она приводит в действие нашу общую схему распознавания предметов. Это объясняет внезапные затруднения С. К., так как его навыки распознавания предметов приближались к нулю. «Дегуманизируйте» лицо – превратите его в простой объект, – и даже мастер распознавания лиц перестанет узнавать их.

* * *

Естественно, те же контуры, которыми вы пользуетесь для распознавания окружающих людей, включаются, когда вы узнаете собственные черты в зеркале. Но вид собственного лица пробуждает более глубокие ассоциации – он связан с вашим эго, с представлением о собственной личности и ощущением себя. Именно этому аспекту личности угрожали лицевые ранения, полученные во время Первой мировой войны.

Исследование травм и тяжких ранений лица по-настоящему началось лишь в XX веке, и не только из-за войны. Ношение личного оружия и широкое распространение автомобилей привело к множеству инцидентов среди гражданского населения. Как ни удивительно, во всех изучаемых группах многие изуродованные люди не теряли присутствия духа; даже те, кто получил наиболее тяжелые травмы, не всегда сталкивались с психологическими проблемами. Как и обезображенные солдаты, находившие жен среди сиделок, эти люди философски относились к своему уродству и продолжали вести обычную жизнь. Некоторые даже шутили о своих шрамах, когда видели, что другие люди смотрят на них, и упоминали о неудачной схватке с медведем или говорили: «Бог ударил меня по лицу сковородкой».

Тем не менее многие жертвы реагировали более предсказуемым образом. Сначала они впадали в траурное настроение и горевали о своих лицах, как о погибших. Они предпочитали уединение еще долго после того, как заживали физические раны, и страдали в одиночестве и молчании. Спустя годы после травмы некоторые по-прежнему пугались своего отражения в зеркалах и витринах. Представление о своей внешности – это привычка, от которой трудно избавиться.

В прошлом десятилетии психологи углубили свое понимание лицевых травм, изучая новую группу пациентов: людей, получивших лицевые трансплантаты. Этот термин означает хирургический перенос губ, щек, носа и других тканей от мертвого человека к живому. В этом смысле он сочетает героическую восстановительную хирургию времен Первой мировой войны с масками Анны Колман Лэдд и других мастеров. Более того, поскольку лицевой трансплантат подразумевает создание «живой маски», которая может говорить и проявлять эмоции, психологи наконец попытались ответить на вопрос, который задавала Лэдд много лет назад: может ли мозг принять новое лицо как собственное?

Первый реципиент лицевого трансплантата, сорокалетняя француженка Изабель Динуар, проглотила горсть снотворных таблеток после ссоры со своей дочерью в мае 2005 года. Она не ожидала, что проснется, но все-таки проснулась. Еще не вполне очнувшись, она поднесла сигарету ко рту и обнаружила, что не может взять ее губами. Потом она заметила лужу крови: ее лабрадор изуродовал ей лицо, пока она спала.

Динуар побрела к зеркалу. Спутанные пряди светлых волос по-прежнему окружали ее лицо, но собака сгрызла ее нос до двух скелетных дыр, и у нее не осталось губ, прикрывающих зубы и десны. Хотя экстренная помощь стабилизировала ее состояние, в следующие месяцы Динуар стала отшельницей и постоянно скрывалась за хирургической маской.

На протяжении нескольких лет перед тем, как Динуар получила эту травму, мир медицины был наполнен жаркими дискуссиями об этике лицевых трансплантатов. Некоторые паникеры всерьез предполагали, что семьи доноров начнут охотиться за реципиентами, или предрекали возникновение черного рынка по торговле красивыми лицами. Другие активисты предлагали запретить даже саму дискуссию о лицевых трансплантатах, чтобы пощадить чувства уже изуродованных людей. Менее истеричные оппоненты строили свои доводы на медицинских основаниях. Трансплантация кожи вызывает особенно мощную иммунную реакцию, поэтому реципиенты должны были пользоваться сильнейшими иммунодепрессантами, что увеличивало риск многочисленных заболеваний и, скорее всего, укорачивало их жизнь.

Тем не менее другие врачи увлеклись этой идеей. Они цитировали исследования, где говорилось, что люди тратят многие годы на восстановление поврежденных лиц. Хирурги, поддерживавшие лицевые трансплантаты, также указывали, что сходные страхи были и по поводу пересадки сердца перед первой такой операцией и что опасения совершенно не оправдались. Врачи подчеркивали ограничения, связанные с альтернативными методами лечения. Пластические хирурги иногда проводили хитроумные операции вроде формирования нового носа из большого пальца ноги (это правда), но результаты их работы часто выглядели ужасно и не функционировали должным образом. Не существует адекватной замены для лицевых тканей.

Исследуя риски лицевых трансплантатов, врачи изучали приблизительные результаты. Для определения, будет ли новое лицо больше похоже на донора (который предоставляет кожу и хрящи) или на реципиента (который дает подстилающую костную структуру), хирурги меняли лица у трупов, а потом предлагали добровольцам оценить фотографии до и после. Они пришли к выводу, что (за исключением некоторых черт, таких как брови) новое лицо будет отличаться как от донора, так и от реципиента.

Изучая людей, получивших лицевые трансплантаты, психологи наконец попытались ответить на вопрос: может ли мозг принять новое лицо как собственное?

Врачи проанализировали итоги других радикальных трансплантаций, таких как язык, гортань и особенно руки. Как и лицевые трансплантаты, пересадка рук требует участия множества разных тканей, поэтому требования к иммунной системе пациента должны быть сходными. Пересадка рук также показывала, что мозг может с большой легкостью добиваться неврологической совместимости с новыми тканями. Как и в случае с лицами, мы имеем специализированные группы нейронов, которые срабатывают лишь при взгляде на руки; это наследие досталось нам от языка жестов до развития речевого общения (27).

Врачи также оценили психологические факторы трансплантации. В первую очередь люди нуждались в том, чтобы принять чужую ткань как часть собственного тела. Психологи хотели застраховаться от оговорок по Фрейду и гарантировать, что пациенты в разговоре будут говорить о «моей руке», а не просто о «руке». Они подчеркивали необходимость пользоваться новыми руками в повседневных делах, особенно интимного свойства: хотя хирурги из одной команды трансплантологов были недовольны тем, что пациент нервно грызет ногти на пальцах пересаженной руки, психологи только радовались, ведь человек не станет кусать чужие ногти.

К сожалению, эти психологические меры предосторожности не всегда оказывались действенными. Первый пациент с пересаженной рукой в 1998 году, некий Клинт Холлэм, хорошо перенес операцию с хирургической точки зрения, и чувствительность возвращалась к его новой руке по нескольку миллиметров в день. Но примерно через два с половиной года Холлэм перестал принимать иммунодепрессанты и жаловался, что новая рука пугает его. Его иммунная система атаковала пересаженную руку, и врачам пришлось ампутировать ее.

Если бы что-то пошло не так с лицевым трансплантатом, то не могло быть и речи об ампутации. Тем не менее французские хирурги, которые искушали судьбу, сравнивая себя с Коперником, Галилеем и Эдмундом Хиллари[21]21
  Эдмунд Персиваль Хиллари (1919–2008) – новозеландский альпинист, первым поднявшийся на вершину Эвереста в 1953 году.


[Закрыть], в 2005 году решились на операцию с Изабель Динуар – той женщиной, которую искалечила собака. Отчасти они выбрали Динуар потому, что она потеряла «только» нос, губы и подбородок (так называемый лицевой треугольник), что упрощало операцию.

Подходящий донор появился в ноябре 2005 года, когда сорокашестилетняя женщина из соседнего города попыталась повеситься, что привело к смерти мозга. Она соответствовала Динуар по возрасту, группе крови и тону кожи, поэтому хирурги приступили к действию. Они потратили несколько часов на «спасение» лица умершей женщины, отделяя кожу и соединительные ткани вместе с нервами и кровеносными сосудами и оставив лишь красную маску из лицевых мышц. Сама трансплантация продолжалась почти целый день.

Во время выздоровления новое лицо Динуар страшно распухло, и на восемнадцатый день ее организм едва не отторгнул его. Между тем в прессе поднялась шумиха, и британские таблоиды даже разгласили сведения о личности погибшего донора. Но Динуар поправлялась лучше, чем кто-либо мог надеяться. Через неделю она уже ела новыми губами, а вскоре могла и разговаривать. Ощущения горячего и холодного восстановились через несколько месяцев, как и большинство мелких движений лицевых мышц. Но самое главное, она снова стала выходить из дома, вернулась к светской жизни и знакомству с новыми людьми. Единственным выражением лица, отстававшим от других, была улыбка: через десять месяцев Динуар могла улыбаться лишь половиной рта, как жертва инсульта. Но через год и два месяца улыбка вернулась полностью, и для этого были основания.

Китайские хирурги провели вторую трансплантацию лица в апреле 2006 года, и вскоре последовали новые операции, с замечательными результатами. Многие пациенты могли говорить, есть и пить уже на четвертый день. Ощущения обычно возвращались через несколько месяцев, а сканирование мозга показывало, что лица приходят «в рабочее состояние» гораздо быстрее, чем руки. (Фактически пациенты испытывали удовольствие при виде того, как недавно латентные участки их лиц «просыпаются» на сканах.)

Психологическое восстановление тоже обычно шло гладко. Тот факт, что в отличие от рук человеку не приходится постоянно смотреть на свое лицо, казалось, помогал пациентам. А когда люди все-таки смотрелись в зеркало, то легко примирялись со своим отражением. Безусловно, это не было старое лицо, но подстилающей костной структуры оказалось достаточно, чтобы пробуждать ощущение своего «я» в зеркале.

Воодушевленные первоначальными успехами, некоторые группы хирургов приступили к более трудным операциям по полной пересадке лица. Одним из ранних пациентов (третьим по очереди) был Даллас Вэнс.

* * *

В ноябре 2008 года двадцатитрехлетний Вэнс рисовал какие-то сооружения на крыше церкви в Форт-Уорте, штат Техас, когда его гидравлический подъемник случайно зацепился за провода высоковольтной линии. По свидетельствам очевидцев, воздух вокруг его головы на пятнадцать секунд наполнился голубыми искрами, а ток, прошедший через лицо, превратил его в пустую маску, лишенную черт. В марте 2011 года Вэнс получил трансплантат. Новое лицо прибыло в голубом медицинском холодильнике со смесью воды и льда; в развернутом виде его размер и толщина были примерно со среднюю пиццу.

Сначала хирурги подключили донорское лицо к кровеносной системе Вэнса через сонные артерии. Это потребовало творческих усилий, поскольку сонные артерии донора были толстыми, как сигары, а сонные артерии Вэнса (которые успели атрофироваться) тонкими, как соломинки для питья. Трансплантологи очень обрадовались, когда лицо начало приобретать розовый оттенок; это означало, что оно принимает кровь.

Операция продолжалась семнадцать часов, в течение которых новое лицо Вэнса ухмылялось, подмигивало и гримасничало по мере того, как хирурги манипулировали с присоединением различных нервов и мышц. Потом врачи перевели его в палату интенсивной терапии, где убедились, что Вэнс может ухмыляться, подмигивать и гримасничать сам по себе.

Когда Вэнс пришел в себя, он почувствовал, как новое лицо тяжело давит на него, словно свинцовая маска. Он мог дышать только через трубку в трахее, но весь этот дискомфорт окупился с лихвой через несколько дней. В самый памятный момент он обнаружил, что снова может ощущать запах еды. Лазанья. Вскоре к нему вернулось и осязание, и он впервые за несколько лет ощутил поцелуй дочери. Вэнс даже во сне стал видеть себя с новым лицом. Такие моменты не могли воспроизвести никакие маски времен Первой мировой войны, даже самые искусные.

Как и в случае с пересадкой рук, врачи обнаружили, что чем больше пациенты пользуются своими пересаженными лицами – бреются, улыбаются, делают макияж, целуются и так далее, – тем легче они привыкают к этим лицам и считают их своими независимо от нового облика. Люди в самом деле сильно полагаются на зрение, и наши зрительные контуры занимают в мозге гораздо больше места, чем любые другие сенсорные цепи. Неудивительно, что внешность так тесно связана с нашим ощущением самих себя.

Но одна важная истина неврологии заключается в том, что мозг создает уникальное ощущение личности не только на основе внешности. Как мы убедимся впоследствии, оно зависит от нашего эмоционального склада, воспоминаний и личных жизнеописаний.

История лицевых трансплантатов началась в 2005 году, поэтому их жизнеспособность в долгосрочной перспективе остается неизвестной. Но по крайней мере, в психологическом отношении они оказались успешными. Наш мозг принимает новый облик в зеркале – отчасти потому, что это всего лишь внешняя оболочка. По словам одного наблюдателя, «если лицевые трансплантаты что-то говорят нам о человеческой сути, то, возможно, мы не так поверхностны, как нам кажется».