Мозг и сознание - страница 34
Методы установления непосредственного контакта с мозгом
До глубинных структур центральной нервной системы можно легко добраться через естественные входы — органы чувств. Например, световое раздражение быстро проходит от сетчатки глаза по зрительным проводящим путям к зрительным областям коры, расположенным в затылочной доле. Возможно ли исследовать активность определенных кортикальных нейронов во время процесса символического восприятия? Можно ли вызвать аналогичные ощущения при прямом раздражении соответствующих нейронов? Можем ли мы воздействовать на сознание индивидуума, минуя обычный сенсорный путь? Можно ли научиться искусственно управлять функциями мозга? Эти и подобные им вопросы привлекали внимание многих исследователей, но мозг хорошо защищен оболочками, спинномозговой жидкостыо, костями черепа и наружными покровами головы — тем мощным щитом, который долгое время скрывал тайны психических функций от любознательности ученых.
Вживление (имплантация) электродов в мозг животных
Начиная с прошлого столетия многие ученые исследовали мозг сначала у животных, а с недавнего времени и у больных людей в целях диагностики и лечения. При этом приходилось производить трепанацию черепа, а поскольку эта операция весьма болезненна, то прибегали к анестезии. Наркоз снимал боль, но одновременно подавлял некоторые из наиболее важных функций нервной системы. Вполне естественно, что эмоции, сознание и спонтанная поведенческая деятельность в состоянии глубокого наркоза исчезали, и потому многие годы специалисты изучали спящих пациентов, а деятельность бодрствующего мозга во всей своей сложности совершенно ускользала из их поля зрения. Учебники по физиологии мозга были посвящены описанию проводящих путей, синапсов, рефлексов, поз и движений; считалось, что изучение психических функций и поведения к физиологии не относится.
Качественный скачок в методологии, который позволил приступить к изучению мозга животных в состоянии нормальной активности, произошел в 30-х годах нашего века, когда Гесс [106] разработал метод вживления очень тонких проволочных электродов в мозг кошек, находящихся под наркозом. После того как действие наркоза кончается, можно производить электрическое раздражение мозга этих свободно передвигающихся здоровых животных, присоединив к вживленным электродам длинные провода. В начале пятидесятых годов техника имплантации была усовершенствована [47, 49]; удалось уменьшить размеры электродов при одновременном увеличении числа контактов электрода с мозгом, а также соблюдать асептику при вживлении. Благодаря применению микроманипуляторов и совершенной системы анатомических координат стало возможно вводить электроды точно в заранее выбранные участки мозга, что позволило вживлять электроды в одни и те же структуры мозга у разных подопытных животных. Использование биологически инертных материалов, таких, как золото, платина или нержавеющая сталь с тефлоновой изоляцией, дает возможность оставлять электроды в мозгу в течение сколь угодно долгого времени. На фиг. 1 представлено схематическое изображение семиконтактного электрода, вживленного в мозг, а на фиг. 2 — рентгенограмма черепа обезьяны после имплантации. Через маленькое трепанационное отверстие электрод вводят в мозг на нужную глубину и фиксируют к краям костного отверстия зубоврачебным цементом (фиг. 1, Л); затем верхнюю часть электрода сгибают над поверхностью кости и снова фиксируют к ней на небольшом расстоянии от трепанационного отверстия, а концевую клемму укрепляют на коже головы (фиг. 1, Б). Каждое отверстие клеммы соответствует определенной точке в глубине мозга; для того чтобы добраться до этой точки, достаточно подключить источник тока, что так же просто сделать, как включить вилку любого электрического прибора в розетку. Этой методикой пользовались для электрического раздражения мозга у тысяч животных во многих лабораториях мира, и уже накоплен большой опыт, показавший ее эффективность, точность и безопасность; таким образом, предсказания скептиков о том, что введение металла в мозг будет технически трудной, опасной для подопытного животного манипуляцией и резко нарушит нормальные функции мозга, не оправдались.