Митчелл также предположил, что сам мозг участвует в создании фантомных конечностей, что было важным шагом вперед. Многие ветераны, потерявшие правую руку десятилетия назад, продолжали брать еду и писать письма этой рукой в своих снах. В отличие от электрической стимуляции этот феномен имел чисто психическую природу, а значит, зарождался внутри мозга.
Кроме того, Митчелл обнаружил, что некоторые люди, потерявшие руку или ногу в младенчестве, а следовательно, не имевшие воспоминаний о ней, тем не менее испытывали фантомные ощущения. На основании таких случаев Митчелл пришел к выводу, что мозг должен иметь неизменную психическую картину целостного тела – некий «костяк» с четырьмя конечностями, – упорно противостоящую ампутации. Внутренняя метафизика мозга отвергала физическую реальность.
Последующие работы других ученых подтвердили и дополнили открытия Митчелла. К примеру, Митчелл сосредоточился на том, как боль или паралич до ампутации может перейти на фантомную конечность, но потом ученые выяснили, что фантом может запечатлеть и менее болезненные ощущения. Некоторые пациенты ощущали фантомные обручальные кольца и наручные часы, а люди, чьи артритные суставы позволяли им чувствовать приближение грозы, сохраняли эту способность в фантомных конечностях.
Более того, неврологи подтвердили догадку Митчелла, что мозг содержит жестко запрограммированный образ целостного тела, поскольку дети, родившиеся без рук или ног, все равно ощущали фантомы. Одна девочка, которая родилась без кистей рук, выполняла арифметические упражнения в школе с помощью фантомных пальцев.
Врачи также составили каталог фантомов в совершенно новых местах. Удаление зубов может приводить к появлению фантомных зубов. После операции по удалению матки женщины могут испытывать фантомные менструальные спазмы и родовые схватки. После операции по удалению прямой кишки люди могут испытывать фантомный геморрой, опорожнение кишечника и фантомный метеоризм.
Существуют также фантомные пенисы с фантомными эрекциями. Большинство фантомных пенисов появляется после рака полового члена или шрапнельных ранений, о которых большинство из нас предпочитает не думать. Но в отличие от фантомных конечностей, которые часто оказываются парализованными и болезненными, большинство людей испытывают приятные ощущения от фантомного пениса. Эти ощущения так реалистичны, что некоторые люди начинают ходить немного странно, когда испытывают половое возбуждение. Более того, у некоторых людей фантомные пенисы приводят к реальному оргазму.
Все это доказывает, что многие внутренние ощущения и эмоции могут быть связаны с фантомами (30). Дальнейшие исследования позволили перенести ощущение фантомных конечностей из обрубков во внутренние области мозга.
* * *Хотя Митчелл сделал фантомные конечности предметом серьезного научного исследования, эти знания не были использованы для разработки практических методов лечения. Большую часть XX века, как и во времена Митчелла, врачи просто снабжали пациентов с ампутированными конечностями разными протезами, а при обострении фантомных болей давали им опиаты.
Но в 1990-е годы исследование фантомов пережило новый расцвет, так как неврологи поняли, что это дает уникальный шанс заглянуть в центры мозга, управляющие движением, и особенно разобраться в вопросе нейронной пластичности.
Главным центром движения в мозге является моторная кора, полоска серого вещества, которая начинается возле ушей и доходит до макушки. Она посылает команды, которые передаются в мышцы через спинной мозг и периферическую нервную систему. Но сама по себе моторная кора может производить лишь грубые движения, вроде пинков и бросков. Представьте брыкающегося жеребца – это мощное движение, но оно лишено изящества. Фактически синхронные движения возникают в двух соседних участках: премоторной коре и дополнительной моторной зоне. Они координируют простые движения и превращают их в нечто более усложненное.
Если обратиться к аналогии, они играют на моторной коре, как на фортепиано, и в быстрой последовательности активируют разные зоны, извлекая сложные аккорды и арпеджио. К примеру, ходьба требует сокращения различных мышечных групп с точно рассчитанной силой в разные моменты. Младенцы, начинающие ходить, так часто падают и спотыкаются потому, что их мозг выдает фальшивые ноты.
Неврологи подтвердили, что мозг содержит жестко запрограммированный образ целостного тела.
Для выполнения сложных движений моторные зоны также нуждаются в механизме обратной связи с мышцами на каждом этапе, гарантирующей, что их команды выполняются должным образом. Эту связь в значительной степени обеспечивает соматосенсорная кора, тактильный центр мозга. Можно представить соматосенсорную область как двойника моторной коры. Как и моторная область, она представляет собой тонкую вертикальную полосу, расположенную с обеих сторон мозга, словно параллельные ломтики бекона. Обе полосы устроены одинаковым образом, то есть в каждой из них есть зоны руки, ноги, губ и так далее. И в моторной, и в соматосенсорной коре содержится «карта тела», где каждая часть тела имеет свою территорию.
В некоторых случаях эта карта читается просто, но не всегда. К примеру, как и в вашем теле, зона кисти расположена рядом с зоной предплечья, которая расположена рядом с зоной плеча, и так далее. Но в других местах топография оказывается искаженной. В частности, территория пальцев и ладони граничит с территорией лица, хотя сама рука не граничит с лицом. Точно так же территория щиколоток и ступней граничит с паховой областью.
Внутренние карты тела содержат и другие парадоксальные элементы. Оказывается, что функционирование крупных частей тела не нуждается в больших участках серого вещества. К примеру, ноги не требуют сложных инструкций для прыжков или пинков, и они не очень чувствительны к прикосновениям. В результате эти большие части тела управляются крошечными (размером с Люксембург) территориями на картах движения и осязания. Между тем губы, язык и пальцы совершают сложные движения, такие как произнесение звуков и работа с инструментами, поэтому они нуждаются больших нейронных территориях (размером с Сибирь).
Иными словами, некоторые части тела на наших внутренних картах представлены в увеличенном масштабе. Это объясняет, почему солдаты с ампутированными конечностями чувствовали отсутствующие пальцы лучше, чем пропавшие кисти, а отсутствующие кисти – лучше, чем удаленные предплечья: наш мозг уделяет больше внимания сложным моторным структурам.
* * *Памятуя об этом, давайте рассмотрим, что происходит при ампутации руки. Во-первых, огромная территория на карте мозга внезапно погружается во тьму. Это все равно, что смотреть на США из космоса глубокой ночью, со всеми огнями и световыми линиями городских агломераций, и вдруг увидеть, как в Чикаго и окрестностях гаснет свет. Но важный момент заключается в том, что это место не остается пустым. Благодаря пластичности мозга соседние области могут колонизировать территорию пропавшей руки и воспользоваться ее нейронами для своих целей. При ампутации руки обычно происходит расширение территории лица, которая постоянно нуждается в ресурсах.
Это вторжение происходит быстро, иногда за несколько дней, и преодолевает большие расстояния по нейронным меркам – до пары сантиметров. По этой причине ученые подозревают, что такая колонизация не подразумевает обычное развитие нейронных отростков, которые вытягиваются и «захватывают» вражескую территорию. Вместо этого колонизатор, по всей вероятности, активирует уже существующие цепи, которые находились в латентном состоянии.
Опять-таки, в мозге существуют миллиарды нейронных цепей, тянущихся во всевозможных направлениях, и некоторые из них начинаются на территории лица и распространяются на соседнюю территорию руки. Большая часть сигналов в этих цепях не имеет отношения к руке, поэтому они заглушаются. Но когда территория руки прекращает активную деятельность, она утрачивает способность к сопротивлению. Соседние участки щек и губ не встречают противодействия и могут расширить свою территорию.
Но как свидетельствует исторический опыт колониальных держав, оккупация территории отличается от ее ассимиляции. Нейронных связей руки слишком много для их полного перепрограммирования, и бывшая территория руки сохраняет остатки своей идентичности. В результате новые контуры для лица перекрываются со старыми контурами для руки и смешиваются с ними, поэтому они могут срабатывать одновременно.
Что все это означает в большем масштабе – на уровне восприятия? Для некоторых инвалидов это значит, что прикосновение к лицу или движение лицевых мышц может пробудить ощущения в отсутствующей руке. К примеру, если человек поглаживает щеку, он может ощущать прикосновение к фантомному большому пальцу. Если он свистит или жует резинку, у него дергается фантомный указательный палец. Если он выдавливает прыщик на подбородке, то ощущает давление на фантомный мизинец. Даже у людей, которые осознанно не регистрируют эти двойные ощущения, сигналы в мозге перемешиваются. В целом можно сказать, что лицевые ощущения постоянно обращаются к ментальному образу руки и пробуждают фантомную конечность.
Что все это означает в большем масштабе – на уровне восприятия? Для некоторых инвалидов это значит, что прикосновение к лицу или движение лицевых мышц может пробудить ощущения в отсутствующей руке. К примеру, если человек поглаживает щеку, он может ощущать прикосновение к фантомному большому пальцу. Если он свистит или жует резинку, у него дергается фантомный указательный палец. Если он выдавливает прыщик на подбородке, то ощущает давление на фантомный мизинец. Даже у людей, которые осознанно не регистрируют эти двойные ощущения, сигналы в мозге перемешиваются. В целом можно сказать, что лицевые ощущения постоянно обращаются к ментальному образу руки и пробуждают фантомную конечность.
Сходным образом, поскольку ступни и область гениталий граничат друг с другом на внутренней анатомической карте, когда исчезает нижняя часть ноги, ее место могут занять гениталии. Действительно, некоторые инвалиды с ампутированными ступнями наиболее явственно ощущают свою фантомную конечность во время секса. Некоторые даже сообщают, что ощущение оргазма доходит до несуществующих пальцев ног. Подобно звуку большого камертона, это расширение территории оргазма дает им пропорционально большее удовольствие (31).
Ученые приобрели другие важные знания о фантомных конечностях благодаря серии простых и наглядных экспериментов, проведенных В. С. Рамачандраном, неврологом из Южной Калифорнии. Рамачандран работал с пациентом под инициалами Д. С., который потерял левую руку после аварии на мотоцикле и с тех пор испытывал жестокие фантомные судороги. Для его лечения Рамачандран взял картонную коробку с открытым верхом и поместил внутри зеркало. Зеркало делило коробку на две половины, левую и правую. Рамачандран проделал отверстие в коробке по обе стороны от зеркала и предложил Д. С. сунуть руку в правое отделение. (При этом Д. С. также представлял, как сует фантомную руку в левое отделение.) Фокус состоял в том, что отражающая поверхность зеркала была повернута в правую сторону. Поэтому когда Д. С. сунул руку в отверстие и посмотрел вниз, то показалось, что у него две целых руки.
Рамачандран попросил Д. С. закрыть глаза и симметрично двигать руками взад-вперед, словно дирижер филармонического оркестра. Сначала ничего не произошло; фантом оставался застывшим. Потом Д. С. открыл глаза и повторил движение, глядя в зеркало. В этот момент оркестр начал играть. По мере того как руки двигались взад-вперед, его фантомные пальцы распрямились впервые за десять лет. Судороги прекратились, а напряженные запястья расслабились. «Боже мой! – воскликнул он и пустился в пляс. – Моя рука снова заработала!»
За следующие несколько лет многие инвалиды разделили с ним эту радость в кабинете Рамачандрана. Зеркальная коробка работала безотказно. Но именно возможность видеть утраченную конечность в движении «размораживала» фантом в сознании людей. Действительно, значительная часть вычислительной мощности нашего мозга посвящена зрению, и мы инстинктивно доверяем зрению прежде, чем остальным чувствам. Увидеть – значит поверить. Поэтому, когда наши глаза видят движущуюся конечность, мозг верит, что она может двигаться.
На основе этого и других открытий такие специалисты, как Рамачандран, нашли общее объяснение, почему существуют фантомы и почему они часто ассоциируются с болью. Поскольку мозг имеет запрограммированный мысленный образ нашего тела, он ожидает, что постоянно будет видеть все четыре конечности. Именно поэтому люди, родившиеся без рук или ног, могут чувствовать фантомные конечности.
Более того, реальность фантомов укрепляется по мере того, как мозг получает иллюзорные сигналы от воспаленного обрубка и особенно от других своих территорий, колонизирующих опустевший нейронный ландшафт. Все это заставляет мозг верить, что рука или нога по-прежнему существует. Поэтому он посылает сигналы в фантомные конечности, и безрукий человек хватается за свою шляпу в ветреную погоду.
Это объясняет ощущение наличия конечности. Боль и паралич возникают по другим причинам. Если конечность была парализована до ампутации, после нее фатом тоже обычно остается парализованным. Но даже люди, которые сначала могут «шевелить» фантомами, впоследствии часто утрачивают эту способность. Как вы помните, когда мозг отдает команду о движении, он дожидается сенсорной обратной связи, подтверждающей, что движение произошло. Несуществующая рука не может обеспечить такую связь. Поэтому со временем у большинства людей мозг приходит к выводу, что фантом находится в парализованном состоянии.
Боль может перейти на фантомную конечность точно так же, как паралич, если перед ампутацией человек испытывал боли и судороги. Но моторные команды также могут раздражать мозг. Поскольку ампутированная конечность не реагирует на них, то мозг, который не терпит неподчинения, начинает усиливать их: если команда «сожми руку» остается без ответа, поступает команда «сожми сильнее», потом «сожми изо всех сил».
Это причиняет боль по двум причинам. Во-первых, болевые сигналы сообщают организму о неполадке. Из-за расхождения между моторной командой и сенсорной обратной связью легко понять, в чем заключается неполадка. Во-вторых, жесткие команды в прошлом обычно ассоциировались с болью; к примеру, ваш мозг помнит, что, если сильно стиснуть кулак, ногти врежутся в ладонь. В конце концов нейронные контуры, отвечающие за стискивание кулака и ощущение боли, замыкаются друг на друге. В результате каждый раз, когда мозг пытается разбудить фантомную конечность сильным сжатием, болевые сенсоры мгновенно активируются.
Но зеркальная коробка разрубает этот нейронный гордиев узел. Она разрешает противоречие между моторной и сенсорной системой, и поскольку мозг в буквальном смысле видит, как выполняются его команды, он может прекратить режим их усиления. Внезапно наступает спокойствие, и боль отступает. Точнее говоря, сначала облегчение продолжается лишь несколько часов, до следующего фантомного приступа. Кроме того, не все получают облегчение от зеркальной терапии. Но у тех, кто видит прогресс и продолжает упражнения с зеркальной коробкой, со временем наступает значительное улучшение благодаря перестройке их внутренней анатомической карты.
Во многих случаях боль практически исчезает. (Вы можете рассматривать это как антитезу выражения «нейроны, срабатывающие вместе, соединяются друг с другом». Здесь нейроны, которые не срабатывают вместе, не могут соединиться.) Иногда исчезает даже сама фантомная конечность. После нескольких недель занятий с зеркальной коробкой первый пациент Рамачандрана почувствовал, как его фантомная левая рука сантиметр за сантиметром укорачивается и «втягивается» в плечо. В конце концов осталось лишь воспоминание о пережитых ощущениях. Рамачандран назвал это первой успешной ампутацией фантомной конечности.
* * *После публикации своего главного труда о фантомных конечностях в 1872 году, Сайлас Вейр Митчелл совершил такую блестящую карьеру, что один почитатель объявил его «самым разносторонним американцем после Бенджамина Франклина». Он занимался новаторскими исследованиями в области сонного паралича, травматического шока и объектной слепоты. Он также продолжил исследование змеиных ядов, совершил некоторые… гм… личные эксперименты с галлюциногенами, такими как мескалин, и, наконец, изобрел метод лечения покоем для психологических расстройств. Это стало продолжением его давнего интереса к возвращению ветеранов гражданской войны в США к нормальной жизни.
Для мужчин метод лечения покоем, по Митчеллу, заключался в нескольких неделях ухода за крупным рогатым скотом и сна под открытым небом на равнинах Дакоты или дальше на западе. В 1878 году Митчелл прописал такое лечение своему другу Уолту Уитмену после того, как у поэта начались приступы головокружения, рвоты и головной боли. Художник Томас Икинс тоже прошел курс «западного лечения». Считается, что этот режим избавил молодого Тедди Рузвельта от женственного голоса и пижонских манер в 1880-х годах. (До того Теодора Рузвельта считали слабым и сравнивали его с Оскаром Уайльдом.)
Для женщин, особенно «истеричек», Митчелл рекомендовал другой вид лечения покоем. Он включал от шести до двенадцати недель постельного режима в темной комнате наряду с массажем, электростимуляцией мышц, нездоровым меню из жирных блюд и полным уединением (без друзей, любовников, писем или книг). Нетрудно представить, что одухотворенные женщины противились такому обращению.
После рождения своей дочери и паники из-за ее здоровья после родов Митчелл фактически приказал писательнице Шарлоте Перкинс Гилман оставаться в постели и прекратить любые занятия. «Ведите домашний образ жизни, – распорядился он. – Больше никогда не прикасайтесь к перу, кисти или карандашу». В ответ она сочинила классический феминистский роман «Желтые обои» о женщине, доведенной до безумия таким лечением. (Вирджиния Вулф дала Митчеллу сходную оценку в своей новелле «Миссис Даллоуэй».)