Мужчина, который живёт без 90% мозга, озадачил учёных
Магнитно-резонансная томограмма пациента с практически отсутствующим мозгом, но ведущим нормальную социальную жизнь. Фото: Feuillet et al./The Lancet
Французский мужчина, живущий относительно нормальной и здоровой жизнью, несмотря на отсутствие 90% мозга, заставляет учёных пересмотреть теории о биологической сущности сознания.
Несмотря на десятилетия исследований, специалисты до сих пор не могут объяснить феномен сознания — фундаментального способа, каким человек соотносится с миром. Нам известно, что это нечто формируется в головном мозге, на базе нейронов. Но каким образом сохраняется сознание, если отсутствует подавляющее большинство нейронов?
Впервые описанный в научном журнале Lancet клинический случай уже почти десять лет обсуждается в научном сообществе.
На момент поступления в клинику пациенту было 44 года, и до того момента он не делал томограммы и не знал, что у него практически отсутствует мозг. В научной статье не раскрывается личность пациента для сохранения конфиденциальности, но учёные объясняют, что большую часть своей жизни он прожил вполне нормально, даже не подозревая о своей особенности.
Сканирование мозга мужчине сделали практически случайно. Он пришёл в больницу с жалобой на слабость в левой ноге, но врач направил его на томограмму. Результаты МРТ показали, что череп мужчины практически полностью заполнен жидкостью. Остался только тонкий внешний слой с мозговым веществом, а внутренняя часть мозга практически отсутствует.
На иллюстрации слева показана томограмма мозга пациента, у которого большая часть черепа заполнена жидкостью. Для сравнения, на томограмме справа — череп обычного мозга без аномалий.
Учёные считают, что мозг пациента медленно уничтожался в течение 30 лет по мере накопления жидкости — процесс, известный как гидроцефалия (водянка головного мозга). Ему поставили такой диагноз ещё в подростковом возрасте и провели шунтирование для восстановления движения ликворной жидкости, но в 14 лет шунт убрали. С тех пор жидкость в черепе накапливалась, а мозг постепенно уничтожался.
Несмотря на это, мужчину не признали умственно отсталым. У него не очень высокий IQ 75, но это не мешало ему работать госслужащим, жениться и завести двоих детей.
Когда история необычного пациента была опубликована в научной прессе, она сразу привлекла внимание нейробиологов. Удивитильно, что человек с таким анамнезом вообще оставался в живых, а уж тем более находился в сознании, нормально жил и работал.
В то же время этот случай позволил проверить некоторые теории о человеческом сознании. В прошлом учёные предполагали, что сознание может быть связано с различными специфическими областями мозга, такими как клауструм (ограда) — тонкая (толщиной около 2 мм) нерегулярная пластинка, состоящая из серого вещества и расположенная под корой больших полушарий головного мозга в глубине белого вещества. Ещё одна группа исследователей из Принстонского университета выдвигала теорию, что сознание связано со зрительной корой. Но анамнез французского пациента ставит под большое сомнение обе эти теории.
«Любая теория сознания должна быть в состоянии объяснить, почему такой человек, у которого не хватает 90% нейронов, по-прежнему демонстрирует нормальное поведение», — говорит Аксель Клиреманс (Axel Cleeremans), когнитивный психолог из Брюссельского свободного университета (Бельгия). Учёный выступил с лекцией на 20-й международной конференции по научному изучению сознания в Буэнос-Айресе в июне 2016 года.
«Сознание — это неконцептуальная теория мозга о самом себе, полученная через опыт — через обучение, взаимодействие с самим собой, с миром и другими людьми», — говорит Аксель Клиреманс. В своей научной работе учёный объясняет, что наличие сознания означает, что человек не просто обладает информацией, но ещё и знает о том факте, что он обладает информацией. Другими словами, в отличие от термометра, который показывает температуру, сознательный человек одновременно и знает температуру, и заботится об этом знании. Клиреманс заявляет, что мозг непрерывно и бессознательно обучается заново описывать собственную активность самому себе, и эти отчёты «самодиагностики» формируют основу сознательного опыта.
Другими словами, в мозге вовсе нет конкретных регионов, где «живёт» сознание.
Свою теорию Аксель Клиреманс впервые опубликовал в 2011 году. Он называет её «положением о радикальной пластичности» мозга. Этот тезис вполне соотносится с последними научными исследованиями, которые показывают необычную пластичность взрослого мозга, способного восстанавливаться после травм, «перепрограммировать» отдельные участки на новые задачи, восстанавливать сознание и полную работоспособность.
Теория Клиреманса может объяснить случай с французским мужчиной, который сохраняет сознание в отсутствие 90% нейронов. По мнению учёного, даже в этом крохотном мозге оставшиеся нейроны продолжают описывать собственную активность, так что человек отдаёт отчёт своим действиям и сохраняет сознание.
Наши знания о работе мозга увеличиваются с каждым годом. Несмотря на принцип «Ни одна система не может создать систему сложнее себя самой», мы постепенно изучаем работу центральной нервной системы и учимся воспроизводить её функции. Например, буквально несколько дней назад опубликована научная работа с описанием, как слепой мыши частично восстановили зрение с помощью наращивания ганглионарных (нервных) клеток сетчатки глаза — части нервной системы между мозгом и глазом.
В этой области происходит всё новые открытия. Правда, иногда появляеся странное чувство, что чем больше мы узнаём о работе мозга, тем более сложным кажется его устройство.
Жизнь без половины мозга возможна
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/utechka-mozgov.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/utechka-mozgov-900×600.jpg» title=»Жизнь без половины мозга возможна»>
Александр Попандопуло, студент медицинского института УЛГУ. Редактор А. Герасимова
Ученые выяснили, что после удаления полушария в детском возрасте мозг перестраивается.
Американские исследователи обнаружили, что удаление одного полушария головного мозга в детстве вызывает незначительные психоневрологические нарушения в зрелом возрасте. Причина такого явления — укрепление нейронных связей в оставшейся части мозга.
Операция, перенесенная в детстве, оставляет минимальные последствия
В исследовании участвовали шесть человек, которым когда-то удалили полушарие. Операция была проведена из-за детской эпилепсии. Один ребенок родился с дефектом коры мозга, у двоих был обширный инсульт, вызванный родовой травмой, а трое перенесли тяжелый энцефалит, затронувший одну половину мозга.
Всем детям была удалено полушарие в возрасте от 3 месяцев до 11 лет, поскольку эпилептические припадки не удалось подавить с помощью лекарств.
Ребенок с эпилепсией
Ребенок с эпилепсией
» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej-870×600.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej-870×600.jpg» loading=»lazy» src=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej-870×600.jpg» alt=»Ребенок с эпилепсией» width=»870″ height=»600″ srcset=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej-870×600.jpg 870w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej-768×530.jpg 768w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/rebenok-s-jepilepsiej.jpg 900w» sizes=»(max-width: 870px) 100vw, 870px» title=»Жизнь без половины мозга возможна»> Ребенок с эпилепсией
В ходе обследования в возрасте 21 – 31 года, выяснилось, что все шестеро имеют относительно нормальные мыслительные способности, говорят, видят и слышат. Сотрудники Калифорнийского технологического института в Пасадене, проводившие такое исследование, сообщили, что последствия перенесенной операции при поверхностном контакте не заметны.
Полусферэктомия (удаление одного полушария) впервые была выполнена 90 лет назад. Показанием была злокачественная опухоль. Такое вмешательство является последним средством при детской эпилепсии. Дети нередко полностью выздоравливают после этого. Исследователи связывают это с высокой пластичностью структур мозга в детском возрасте.
Структуры мозга могут перестраиваться и брать на себя «чужие» функции
Но как именно компенсируется функция отсутствующего полушария, неизвестно. Однако, мозгу несомненно, приходится серьёзно перестраиваться. Происходит переключение управления двигательной системой и обработка сигналов, которая обычно происходит в противоположной стороне. Удивительно, но оставшееся полушарие берет на себя даже функции центров речи и зрения, которые находились на удаленной половине.
» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/struktura-mozga-900×563.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/struktura-mozga.jpg» loading=»lazy» src=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/struktura-mozga-900×563.jpg» alt=»Структура мозга» width=»900″ height=»563″ srcset=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/struktura-mozga.jpg 900w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/struktura-mozga-768×480.jpg 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» title=»Жизнь без половины мозга возможна»> Структура мозга
В ходе исследования ученые выяснили, что между структурами мозга существуют многочисленные связи, которые перестраиваются и укрепляются после операций, травм, инсультов. Оказалось, что центры мозга могут брать на себя несвойственные функции, обеспечивающие нормальное функционирование организма.
ЭЭГ головного мозга
ЭЭГ головного мозга
» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/jejeg-golovnogo-mozga-900×581.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/jejeg-golovnogo-mozga.jpg» loading=»lazy» src=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/jejeg-golovnogo-mozga-900×581.jpg» alt=»ЭЭГ головного мозга» width=»900″ height=»581″ srcset=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/jejeg-golovnogo-mozga.jpg 900w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/11/jejeg-golovnogo-mozga-768×496.jpg 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» title=»Жизнь без половины мозга возможна»> ЭЭГ головного мозга
Таким образом, исследование дало первое представление о том, как компенсируются функции недостающего полушария. И хотя механизмы реорганизации еще не до конца понятны, уже сейчас ясно, что их изучение поможет больным, страдающим эпилепсией, перенесшим черепно-мозговые травмы, инсульты и операции на мозге.
Похожее
Вы должны авторизоваться чтобы опубликовать комментарий.
Есть ли жизнь без мозга?
Рыцарь с копьем в голове и прораб с ломом в черепе, француженка с одним полушарием и чиновник с 10 % мозга — об этих и других удивительных случаях рассказал на лекции в Томском политехническом университете химик-органик, главредактор портала Neuronovosti.Ru, автор нескольких книг и популяризатор науки Алексей Паевский. Краткий пересказ выступления — в материале ТВ2.
Рыцарь с копьем в голове
Грегор Бачи – венгерский рыцарь, который, судя по портрету, получил ранение на рыцарском турнире: копье вошло в глаз и вышло сзади. И, судя по рисунку, рыцарь выжил. Казалось бы, художник так видит, мог приврать. Но вот рентген, опубликованный журналом «Lancet» в 2010 году. Это конкретный случай, когда рабочий в Италии занимался реставрацией церкви, свалился с лесов и наделся глазом на арматуру. Путь арматуры – ровно такой же, как у копья на картине. Но арматуру вытащили, рану заделали и рабочий продолжает жить абсолютно нормально.
Многие популяризаторы науки говорят, что у него после этого случая совершенно изменилась личность, но это не совсем правда. Если изучать документы о Гейдже, о радикальных изменениях свидетельствуют люди, которые его плохо знали. Близкие друзья и родные же говорят, что были некоторые изменения личности, и, скорее всего, были преходящими. Через год после случившегося Гейдж полностью восстановился, работал водителем троллейбуса, причем не только в США, но и в Чили, и прожил еще 12 лет. Умер в результате эпилепсии.
Сейчас у нас есть его череп и мы можем реконструировать все поражения, которые у него были. Там действительно было поражение лимбической системы, отвечающей за эмоции, но пластичность мозга позволила «пересобрать» эти функции и полностью или частично их восстановить.
Человек без гиппокампов, застрявший в 1953 году
Этот человек долгое время был известен по инициалам HM, про него так и писали во всех научных журналах: пациент НМ. Только после его смерти, которая случилась в 2008 году, стало известно, что это Генри Молисон – обыкновенный молодой человек, страдающий от приступов эпилепсии. Заболевание, вероятно, развилось после того, как он во что-то врезался на велосипеде. Неконтролируемые приступы ничем не лечились, а томографов в 1953 году не было. Врач решил, что эпилепсия находится в гиппокампах – двух участках головного мозга, похожих на морского конька. Медик предложил вырезать гиппокампы: вдруг получится вылечить.
Удалили гиппокампы, и что в итоге? В итоге Генри Молисон сохранился когнитивно, его IQ даже немного вырос, со 112 до 115. Но пациент потерял любую возможность что-либо запоминать. Он каждый день просыпался в том самом 1953 году, каждый день ему приходилось объяснять, что произошло. Он помнил свою прошлую жизнь, но не мог запомнить почти ничего нового. Хотя рано или поздно он какие-то новые навыки осваивал, например, пользование компьютером, но не мог вспомнить, как он этому научился. Так Генри Молисон прожил 55 лет: с момента операции в 1953 году до смерти в 2008 году.
Благодаря этому печальному для Молисона случаю мы узнали, что гиппокампы играют ключевую роль в формировании нашей памяти. Они не хранят ее, но формируют. Каждый вечер, когда вы приходите домой и ложитесь спать, ваш гиппокамп, а точнее, его центральная часть – зубчатая извилина – начинает сортировать воспоминания.
Девушка с одним полушарием
Недавно были проведены исследования методом томографии, который позволяет отследить связи белого вещества в мозге. Очень интересно показали, как мозг «пересобирается» так, чтобы одно полушарие выполняло функции двух. Чаще всего у людей с удаленным полушарием нет стереозрения (вид зрения, при котором возможно восприятие формы, размеров и расстояния до предмета – прим. редакции). От каждого из глаз через зрительный перекресток в два полушария идет сигнал. Там есть центры, которые синхронно обрабатывают информацию и синтезируют стереоизображение. Если мы удаляем половинку мозга, у нас нет возможности синтезировать стереоизображение, хотя мы видим двумя глазами. Но если одно полушарие не удалено, а просто не развилось изначально, то при развитии связей от глаз в зрительной коре может выделиться отдельная зона, и это зона работает как второе полушарие и синтезирует стереокартинку.
Женщина, которую вылечил инсульт
Информацию об этом клиническом случае опубликовали в 2017 году, и случившееся медикам непонятно до сих пор. Женщина из Бразилии перенесла инсульт, после которого у нее случился паралич левой части тела. Была поражена немалая часть мозга, обычно это не восстанавливается. Но через три года у нее случился второй инсульт, который вылечил последствия первого. Пациентка вышла из больницы со здоровой моторикой и памятью. Произошло полное восстановление мозга, включая пораженные ранее части, отвечающие за движения, вкусы и запахи.
Чиновник с 10 процентами мозга
В 2007 году в журнале Lancet опубликовали статью про случай, когда 57-летний пациент пришел к врачам с жалобами на онемение в ноге. Ему сделали КТ головного мозга и увидели, что мозга у мужчины почти нет: мозжечок есть, а от коры осталось 10 %. При этом пациент абсолютно сохранен, нормален, отец троих детей, работает чиновником, IQ 84 – невеликий, но в норму попадает. Известно, что мозг у него был: в молодости мужчине диагностировали гидроцефалию, и ему поставили шунт, который выводил избыток жидкости из мозга. И когда ему было 20 с небольшим, врачи решили, что проблема решена, шунт убрали. Но медики ошиблись, проблема не была решена, и это постоянное избыточное давление спинно-мозговой жидкости разрушало белое вещество и кору. В итоге получилось, что оставшиеся 10 % выполняли функции всего остального мозга.
Рассказываем об интересном. ПОДДЕРЖИ ТВ2
Жизнь без мозга: истории людей, которым удалили важнейшие части мозга, но они прекрасно живут и без них
Главный вопрос, на который у учёных нет ответа, — существует ли предел нейропластичности головного мозга? И почему у одних людей без веских причин развиваются серьёзные дегенеративные заболевания, а другие спокойно живут без одного полушария? Пока науке доподлинно неизвестно, каким образом мозг переделывает себя. Но то, что он может приспособиться к серьёзным травмам — доказано наукой.
Мужчина без 90% мозга
Случай, который попал в журнал The Lancet в 2007 году, дал исследователям богатую пищу для размышлений. В статье речь шла о французе, который потерял 90% головного мозга. Мужчине на момент проведения исследования исполнилось 44 года, и он даже не подозревал, что с ним что-то не так. Он обратился к медикам с жалобами на слабость в правой ноге, и ему, в рамках общего обследования, назначили сканирование мозга. Врачи, которые рассматривали снимок, сначала подумали, что аппарат неисправен. Голова мужчины на 90% была заполнена жидкостью. От мозга остался лишь тонкий слой по периметру черепа, а центр полностью отсутствовал. Несмотря на такой фатальный недостаток тканей мозга, мужчина имел низкий, но приемлемый уровень интеллекта — 75 баллов. При этом он вёл нормальный образ жизни: работал в государственной конторе, вместе с женой растил двоих детей. Если бы не слабость в ноге, он бы и не узнал о «пустоте» в голове.
Врачи предположили, что мозг пациента в течение 30 лет медленно разрушала гидроцефалия, поэтому он и не заметил изменений. При гидроцефалии, или водянке головного мозга, в тканях накапливается огромное количество жидкости, которая не адсорбируется в кровоток, а постепенно «разъедает» мозг. Диагноз мужчине поставили во младенчестве, после чего врачи на 14 лет имплантировали стент для расширения артерии и отвода жидкости. Но в подростковом возрасте каркас сняли. С тех пор жидкость опять начала накапливаться, постепенно разрушая мозг.
До этого случая нейробиологи были уверены, что сознание возникает в специальных зонах мозга, таких как клауструм (ограда мозга), тонкий слой нейронов и зрительная кора. Согласно гипотезе, у француза не было ни единого шанса на формирование здорового самосознания. Специалисты пришли к выводу, что человек не рождается с зачатками сознания, но постепенно создаёт его во время жизни. Происходит это из-за взаимодействия с окружающим миром и с самим собой. Теория, описывающая эти процессы, называется «тезисом радикальной нейропластичности». Она предполагает, что взрослый мозг гораздо адаптивнее, чем считалось ранее, и способен приспосабливаться даже к тяжёлым травмам. Более того, мозг постоянно бессознательно описывает себе свою собственную деятельность, что и составляет основу самосознания. В случае с французским пациентом и его 10% мозга оставшиеся нейроны успешно генерировали теорию о самих себе, что и позволило ему остаться человеком.
Точный диагноз французу поставили только в 2017 году. Потеря почти всего мозга случилась из-за прогрессирования хронической не сообщающейся гидроцефалии, из-за которой жидкость накапливалась очень медленно. И 90% мозга не отсутствовало, как думали медики. Скорее всего, ткани мозга под давлением сильно сжались, и остался лишь тонкий слой по периметру подкорки.
Женщина без мозжечка
В 2014 году китайские медики были шокированы снимком другого необычного пациента. Молодая девушка 24 года жила без мозжечка и даже не подозревала об этом. В это сложно поверить, если учесть, что в мозжечке сконцентрирована половина всех нейронов головного мозга. Девушка жила нормальной, полной жизнью и в китайскую больницу попала случайно. Мать настояла на визите к врачам, так как дочь начали беспокоить головокружения и тошнота. После проведения аксиальной компьютерной томографии специалисты увидели, что у девушки полностью отсутствует мозжечок. На его месте зияла пустота. Отдел мозга, который составляет одну десятую от общего веса органа и отвечает за равновесие, контролируемые движения, речь и моторику, полностью отсутствовал. Каким-то образом мозг девушки смог приспособиться к столь серьёзной потере.
Мать пациентки рассказала медикам, что до семи лет у дочки были серьёзные проблемы с ходьбой. В четыре года девочка научилась стоять самостоятельно, без поддержки, и только в семь пошла без посторонней помощи. Кроме того, ребёнок никогда не бегал и не прыгал. Нарушения в развитии наблюдались и со стороны речи. До шести лет девочка говорила бессвязно. По мере взросления развитие стабилизировалось. Никаких отклонений специалисты не обнаружили ни у родителей, ни у сестёр и братьев, ни у дочки пациентки. По словам матери, даже беременность и роды протекали нормально.
Удивительное состояние пациентки врачи диагностировали как полную первичную мозжечковую агенезию. Болезнь настолько редкая, что пациентов можно пересчитать по пальцам двух рук. Как правило, все люди с таким отклонением погибают ещё во младенчестве. Девушке удалось ужиться с дефектом, потому что он был с ней с рождения: мозг каким-то образом сформировал новые нейронные связи, в обход мозжечка.
Мальчик, который не знает об отсутствии мозга
В четыре года у пациента, который во всех медицинских отчётах проходит как U.D., случился первый приступ эпилепсии. С возрастом приступы становились всё тяжелее. Ни медикаменты, ни физиотерапия не помогали. Тогда врачи решились на радикальный шаг и провели лобэктомию: удалили доли мозга, в которых рождались эпилептические припадки. Маленькому мальчику вырезали треть правого полушария, в частности, удалили затылочную и височную доли. Врачи прогнозировали полную потерю зрения с левой стороны, так как в затылочной части правого полушария находится центр для обработки визуальных сигналов с левого глаза. Удаление правой височной доли должно было привести к потере слуха с левой стороны. Но удивительным образом мозг мальчика адаптировался.
В 11 лет, как и предполагали врачи, он не видел левую сторону мира, но, вопреки прогнозам, даже не знал об этом. Когда мы смотрим перед собой, то видим полноценную объёмную картинку и даже не задумываемся, что она состоит из двух частей. Правый глаз и левое полушарие выдают свою картинку, левый глаз и правое — свою. При наложении мы видим полное изображение. Пациенту U.D. приходится поворачивать голову, чтобы захватить всю картинку целиком. Его левый глаз всё так же воспринимает сигналы и отправляет информацию в мозг, но её негде обрабатывать. Удивительно другое: по всей видимости, мальчик не осознаёт неполноценность своего зрения. Врачи сравнивают ситуацию со слепым пятном. У всех нас есть область, которую мы не видим. Но ведь мы никогда об этом не задумываемся и не чувствуем себя неполноценными.
После операции медики три года следили за мозгом мальчика с помощью магнитно-резонансного томографа. Его мозг, несмотря на потерю трети полушария, функционировал нормально для его возраста. И это невероятно, если вспомнить, что у правой и левой зрительной доли разные обязанности: правая распознаёт лица, а левая читает. У мальчика левое полушарие взяло на себя распознавание лиц и нисколько не утратило способности к распознаванию букв. После операции мальчик читал так же бегло, как и до неё. Нейробиологи не могут точно ответить, как такое возможно. Скорее всего, мозг сформировал новые нейронные связи, а из-за того, что пациент был ещё ребёнком, эти связи получились чрезвычайно крепкими. Сегодня этот мальчик не видит одним глазом, но даже не знает об этом.
