При утрате руки или ноги ранее связанные с ними зоны коры головного мозга никуда не деваются. Просто клетки, получавшие сигналы от ампутированной конечности, утрачивают исходные функции и начинают принимать сигналы от других частей тела. Видимо, поэтому некоторые люди испытывают ощущения в фантомной руке, когда кто-нибудь прикасается к их губам (области коры, отвечающие за обработку сигналов от рук и от губ, обычно расположены рядом).
Нередко утраченная конечность у людей начинает болеть. Согласно одной гипотезе, в такой фантомной боли виновата уже упомянутая способность нервных клеток образовывать новые нервные связи. Клетки, ранее воспринимавшие боль в конечности, получают сигналы из новых источников, возбуждаются и порождают неприятные ощущения. Другая же гипотеза гласит, что нервные клетки могут активироваться спонтанно. Например, клетки спинного мозга кошек, отвечающие за передачу сигналов от конечностей в головной мозг, способны возбуждаться, даже если все нервы, которые подходят к спинному мозгу от периферии тела, перерезаны.
Нейрофизиолог Вилейанур Рамачандран, автор книги Фантомы мозга (Phantoms in the Brain), предложил собственное объяснение фантомной боли. Мозг по-прежнему посылает сигналы мышцам утраченной конечности по нисходящим нервным путям и ожидает ответных сигналов. Не получая обратной связи, он может решить, что нечто постороннее мешает мышцам сокращаться, придавливает конечность. Стремясь избежать повреждения несуществующей конечности, мозг посылает все новые сигналы (увы, с тем же отрицательным результатом). Поскольку он безуспешно пытается пошевелить конечностью снова и снова, неприятное ощущение сдавленности с каждым разом усиливается, вплоть до возникновения боли.
Оказывается, мозг можно обмануть и заставить поверить, что конечность в порядке. Для лечения фантомной боли у людей с ампутированной рукой Рамачандран разработал специальный зеркальный ящик. Человек помещает в него здоровую руку и видит ее отражение на том самом месте, где находилась бы вторая рука, до ампутации. Его просят сжимать руку, глядя в ящик. При этом человек испытывает иллюзию, будто у него две руки, с которыми все в порядке, и боль, как правило, проходит. Впрочем, стоит оговориться: проведено еще достаточно мало аккуратных исследований, так что рано делать окончательные выводы об эффективности этой процедуры.
Позже ученые придумали еще один способ лечить фантомную боль с помощью виртуальной реальности. Людей обучали управлять компьютерной моделью утраченной части тела, используя мышцы, оставшиеся на месте ампутации. Оказалось, это тоже уменьшает боль.
Рамачандран описал эксперимент, демонстрирующий, что своеобразные фантомные конечности могут появиться и у здорового человека<48>. Перед испытуемым кладут муляж руки, а его собственную руку прячут за перегородкой. Экспериментатор несколько раз одновременно прикасается к руке добровольца и к муляжу. Через некоторое время испытуемый заявляет, что чувствует прикосновения к искусственной руке, как будто та стала частью его тела. Если же теперь внезапно ударить по муляжу большим резиновым молотком, реакция пациента будет весьма эмоциональной.
В подобных экспериментах эмоциональная реакция обычно регистрируется полиграфом (его часто называют детектором лжи). Когда человек испытывает сильные эмоции, у него меняются различные физиологические параметры. В частности, усиливается потоотделение. Кожа увлажняется и ее электрическое сопротивление падает (току становится проще через нее проходить), что и фиксируется прибором.
В контрольной группе испытуемых к их рукам и к муляжам прикасаются не одновременно. В таких условиях иллюзии у людей не возникает, и они реагируют спокойней, если с муляжом что-то происходит. Самый первый подобный эксперимент (правда, без молотка) провели психологи Мэтью Ботвиник и Джонатан Коэн: восемь из десяти добровольцев ощутили, будто резиновая рука, которую поглаживали одновременно с их собственной рукой, часть их тела.
В 2015 году в журнале Scientific Reports вышла статья, авторам которой удалось развить эти идеи и создать иллюзию целого фантомного тела. В одном из экспериментов на добровольцев надевали очки виртуальной реальности и просили смотреть вниз, словно разглядывая свой живот. При этом испытуемые видели вместо собственного тела пустоту. Экспериментаторы кисточкой много раз дотрагивались до тел добровольцев, а те одновременно видели в свои очки, как кисточка прикасается к пустому месту. Когда затем к невидимому телу в виртуальной реальности подносили не кисточку, а нож, то, как и в экспериментах с резиновой рукой, волнение испытуемых усиливалось. Иллюзия фантомного тела не возникала, если реальные и виртуальные прикосновения не совпадали по времени.
Похожие эксперименты проводились и на животных. В 2016 году в Journal of Neuroscience вышла статья, авторы которой описали иллюзию фантомного хвоста у мышей. Ученые помещали грызуна в специальную камеру, ограничивающую передвижения, и клали чуть сбоку кусок резинового хвоста. Один экспериментатор некоторое время легко прикасался к мышиному хвосту и к муляжу одновременно или неодновременно, а затем его коллега, ничего не знавший об условиях эксперимента (ослепленный), просто по сигналу резко сжимал резиновый хвост. Грызуны реагировали сильнее, если до этого к их настоящему хвосту и к искусственному прикасались строго в одно и то же время.
Результаты исследований синдрома фантомной конечности и сонного паралича указывают на интересную особенность нашего мышления. Мозг собирает картину окружающего нас мира буквально по крупицам: с учетом предыдущего опыта и накопленных знаний он обобщает огромное количество разрозненной информации, которая поступает к нему от всех органов чувств. Иногда, когда мы сталкиваемся с непривычным для нас набором ощущений, это стремление мозга к обобщению порождает иллюзии.
Я очень рекомендую посмотреть серию Тело и душа телесериала Доктор Хаус. На ее примере можно наглядно показать, как наука объясняет паранормальные явления. Медицинская загадка в этой серии так сильно меня заинтересовала, что во время просмотра я держал открытыми десяток вкладок с разными научными статьями и медицинскими веб-сайтами. Мне хотелось самому найти ключ к разгадке.
Сначала зрителям показывают мальчика-азиата восьми лет, которому снится, что его душит страшная карга. Как вы уже догадались, у ребенка проблемы с дыханием, а кошмары с удушьем их следствие. Но мальчику не хватает воздуха даже после пробуждения и его госпитализируют. Вскоре выясняется, что дед ребенка верит, будто душу его внука похитил демон. Тем временем врачи обнаруживают в доме странные запахи, которые приводят их в комнату с отрубленной головой свиньи и расставленными повсюду религиозно-мистическими атрибутами. Мать ребенка сообщает, что магический ритуал дело рук деда.
Команда доктора Хауса узнает, что отцу мальчика тоже снились кошмары, а потом он сошел с ума и избил до смерти своего начальника, за что угодил в тюрьму. Дед не желает верить, что его сын сумасшедший и не способен контролировать агрессию, а потому настаивает на версии с похищением души как у сына, так и у внука. Ритуал с головой свиньи, по поверьям, возвращает душу в тело.
Пазл в моей голове начинает складываться. Если отца мальчика донимали похожие сны, значит, стоит рассмотреть версию о генетическом заболевании, которое может приводить к проблемам с дыханием. Среди наследственных респираторных заболеваний достаточно распространен муковисцидоз, при котором нарушается работа и желудочно-кишечного тракта. Правда, есть одна неувязка: муковисцидоз, как правило, диагностируют вскоре после рождения Зато, когда зрителям сообщают, что мальчик мучается запорами, у меня возникает стойкое ощущение, что догадка моя хороша. Я ликовал, когда врачи в сериале озвучили мою гипотезу. Однако генетический анализ показал, что муковисцидоза у мальчика нет.
В поисках новых зацепок я вспомнил знаменитую фразу Чехова: Нельзя ставить на сцене заряженное ружье, если никто не имеет в виду выстрелить из него. Отец ребенка избил человека до смерти. Может, его агрессия тоже симптом? И я бросился искать медицинские статьи о генах, мутации в которых способны (при определенных условиях) сделать человека более предрасположенным к агрессии. В итоге я нашел ряд подходящих публикаций, где упоминается моноаминоксидаза А. У людей этот фермент участвует в расщеплении норадреналина, адреналина, серотонина и дофамина молекул, играющих важную роль в регуляции нашего поведения.
В 1993 году в журнале Science вышла статья, авторы которой исследовали большую родственную группу людей. Пятеро мужчин из группы страдали синдромом, при котором возникают частые перепады настроения и аномальное поведение, например импульсивная агрессия, влечение к поджогам, попытки изнасилования. У всех пятерых оказалась снижена ферментативная активность моноаминоксидазы А. Нашлась у них и генетическая мутация, которая приводит к серьезному дефекту этого фермента.
В 2002 году в том же журнале вышла другая работа: ее авторы подтвердили связь между активностью моноаминоксидазы А и поведением. Взрослые, с которыми плохо обращались в детстве, с большей вероятностью проявляли антисоциальное поведение, если активность моноаминоксидазы у них была низкой. Есть и другие работы, подтверждающие данную связь, в том числе и экспериментальные на грызунах. Мыши с испорченным геном моноаминоксидазы А становятся агрессивнее.
Однако может ли дефект моноаминоксидазы А быть связан с проблемами дыхания? Мне не удалось найти доказательств такой связи у людей, но мутантные мыши с дефицитом моноаминоксидазы А имеют нестабильный дыхательный ритм. У них нарушены два основных механизма регуляции дыхания: учащение дыхания при нехватке кислорода и прекращение вдоха в ответ на сигнал о чрезмерном растяжении легких.
Почему же проблемы с дыханием возникли у мальчика не сразу? Пока я размышлял над этим вопросом, в серии показали, как дед настаивает на продолжении мистических ритуалов, дабы вырвать душу внука из лап страшного демона. При этом происходит несколько необъяснимых (мистических) событий: мальчик парит в воздухе, говорит на языках предков. Некоторые участники драмы, в том числе мать ребенка и даже кое-кто из врачей, склоняются к паранормальному объяснению происходящего. Но доктору Хаусу, как и мне, очевидно, что дед еще и фокусник, а мальчик, запуганный страшными сказками, его невольный ассистент.
Я заподозрил, что магические ритуалы зрителям показывают не просто так, а в болезни внука отчасти виновен дед. Не подсыпал ли он ребенку какое-нибудь вещество, подавляющее моноаминоксидазу А и усугубляющее симптомы болезни? Это согласуется с тем, что страшные сны снятся мальчику уже долго, а вот серьезные проблемы со здоровьем начались совсем недавно (возможно, с тех пор, как дед затеял ритуальную борьбу с кошмарами). Я стал изучать известные ингибиторы моноаминоксидазы А. Оказалось, что они присутствуют в ряде трав. В гармале обыкновенной, которая растет в Центральной Азии (а дед как раз по происхождению xмонг и вполне мог подсунуть ребенку травы с родины предков), содержатся некоторые алкалоиды, служащие блокаторами моноаминоксидазы А. Далее выясняется, что гармалу некоторые народы традиционно используют для защиты от сглаза и джиннов (тех самых, что навещают людей в кошмарах).
Еще один симптом мальчика, который я пока не упомянул, тахикардия, болезненное учащенное сердцебиение. В медицинской литературе известны примеры, когда отравление гармалой приводило к такому нарушению работы сердца. Другие симптомы отравления включают галлюцинации, что тоже подходит к нашему случаю. Токсикологические исследования на мышах подтверждают, что в результате отравления гармалой возникают тахикардия и нарушения дыхания.
У меня появляется надежда, что головоломку я разгадал. Итак, у ребенка и у его отца умеренный дефицит моноаминоксидазы А. Это объясняет проблемы с дыханием и страшные сны, а также агрессивное поведение отца мальчика. Отсутствие у ребенка агрессии связано либо с тем, что этот симптом еще не успел проявиться, либо с тем, что мальчик рос в более благоприятных условиях (недаром, наверное, зрителям говорят о его отличных оценках). Все-таки личность формируют как наследственность, так и среда. А проблемы с дыханием усугубились из-за народной медицины деда, что привело и к тахикардии.
Ребенку лучше не становится. Его мать утрачивает веру в медицину, а мальчика прямо в клинике начинают лечить магическими ритуалами. Доктор Хаус отказывается дальше работать с пациентом, ведь, если он его вылечит, заслугу припишут старому шаману. Тем не менее врач сообщает ассистентам свой окончательный диагноз: открытый артериальный проток. Это врожденный порок сердца, который иногда действительно вызывает проблемы с дыханием, но не объясняет многие другие симптомы. Во время очередного ритуала ребенку становится еще хуже (что согласуется с моей гипотезой), и одна из помощниц доктора Хауса, вопреки его указанию, начинает лечить мальчика в соответствии с диагнозом открытый артериальный проток.
Увы, моя версия не совпала с мнением сценаристов: лечение ребенку помогает, то есть доктор Хаус оказывается прав. Как и следовало ожидать, когда мальчику становится лучше, счастливая мать отдает все почести деду. Солидарен с нею и один из врачей он допускает, что случилось чудо.
Вероятно, человеку, жаждущему чего-то волшебного, неоднозначная концовка, которая допускала бы вмешательство потусторонних сил, понравилась бы больше. Но посмотрите, какой захватывающей бывает попытка проанализировать историю рационально! Умение пользоваться научными источниками позволяет совсем по-иному взглянуть на мир и связать воедино куда больше фактов. Наука может показаться скучной, но только на первый взгляд.
Глава 2. Инферналы живые мертвецы
Жизнь это околосмертный опыт.
В 1882 году французский невролог Жюль Котар описал так называемый бред отрицания, сегодня известный как синдром Котара. Обычно пациент считает, что умер, его сердце не бьется или отсутствует, а органы сгнили или разрушены. Одна девушка утверждала, что мертва и пахнет гниющей рыбой, и поэтому просила отвезти ее в морг, к таким же покойникам. Другая верила, что умерла от гриппа и попала в рай, хотя на самом деле находилась в лондонском госпитале. Один мужчина оказался в больнице с повреждением мозга после аварии на мотоцикле. После выписки мать повезла его в Южную Африку. Он думал, что умер и попал в ад: по его мнению, эта версия подтверждалась жарой. Свою кончину пациент связывал с сепсисом (заражением крови), угрожавшим ему на ранних этапах выздоровления, а также со СПИДом, о чьей-то смерти от которого он прочитал в газете. Несчастный полагал, что душа матери проводит ему экскурсию по загробному миру.
В книге Беглое знакомство с человеческим сознанием (A Brief Tour of Human Consciousness) Вилейанур Рамачандран объясняет, что при синдроме Котара человеку очень сложно избавиться от бредовых идей. Больной сохраняет способность к рациональным суждениям, но искажает любые неудобные факты так, чтобы они согласовывались с его заблуждениями. Например, пациент согласен с утверждением, что у мертвых людей кровь не идет. Но если уколоть его иголкой, он удивится и решит, что у трупов все-таки идет кровь, вместо того чтобы отказаться от своего заблуждения и прийти к выводу, что он таки живой, пишет ученый.
Однажды нейробиологи работали с мужчиной, который пытался покончить с собой. Я пришел доказать, что мертв, заявил он, придя к своему лечащему врачу несколько месяцев спустя. Пациент считал, что не нуждается в еде и сне и обречен на некое подобие существования с мертвым мозгом в живом теле. Он признавал, что способность видеть, слышать, думать, запоминать и общаться с другими людьми свидетельствует о наличии у него разума: он не мог объяснить, как это возможно при мертвом мозге, но был уверен, что в его случае все именно так. Результаты томографического исследования показали существенно сниженную или, наоборот, повышенную активность в нескольких отделах мозга этого мужчины по сравнению со здоровыми людьми того же возраста и пола. Сниженная активность, в частности, наблюдалась в определенных участках коры мозга, считающихся важными для нормального функционирования сознания.