Мозг и сознание - страница 37

Двусторонняя радиосвязь с мозгом

В наши дни электроника достигла очень высокого развития и двусторонняя радиосвязь с автомобилями, самолетами и космическими кораблями стала повседневным явлением. Заметное отставание в развитии аналогичных способов связи с глубинными структурами мозга отражает уже упомянутую дисгармонию в развитии техники и в изучении фундаментальных механизмов человеческой психики и умении воздействовать на них.

Фиг. 5. Обезьяна, в мозг которой вживлено 28 электродов; на голове животного укреплено двухканальное устройство для телеметрической передачи, а вокруг шеи — трехканальный радиостимулятор. Животное научилось нажимать на рычаг для того, чтобы получать пищу. При помощи такого метода функции мозга можно изучать на расстоянии, не нарушая естественного поведения животного.

В настоящее время этот разрыв постепенно ликвидируется и, как показано на фиг. 4 и 5, стало возможно вводить животным и людям миниатюрные приспособления — «стимосиверы»^>1 для передачи и приема радиосигналов, направленных к мозгу и от него. Микроминиатюризация электронной аппаратуры позволяет регулировать по радио все параметры раздражения трех различных точек мозга, а также осуществлять телеметрическую регистрацию биотоков по трем каналам. Животным стимосиверы укрепляют на коже головы, так что каждого члена колонии можно изучать, не нарушая естественных взаимоотношений между животными. При этом можно искусственно вызывать или подавлять такие поведенческие реакции, как агрессив­ность. Больным людям стимосиверы прикрепляют к голове при помощи повязки. Это дает возможность производить электрическое раздражение мозга и регулировать интрацеребральные процессы, не мешая людям вести обычную жизнь.

Применение стимосиверов — многообещающий метод для исследования, диагностики и терапии заболевании мозга у человека. Предварительные данные о применении стимосиверов для больных, страдающих эпилептическими припадками, с локализацией очага в височной доле (фиг. 4) продемонстрировали следующие преимущества этого метода по сравнению с другими методами исследования мозга [60]: 1) стимосивер легко подключается к клеммам, выведенным на кожу головы больного; 2) естественное индивидуальное и социальное поведение больных не нарушается; 3) больной находится под непрерывным врачебным наблюдением, раздражение и регистрацию можно производить днем и ночью; 4) проведение исследований не нарушает обычного общения больных друг с другом в условиях клиники и не' вызывает у них чувства тревоги или напряжения; 5) у сильно возбудимых больных можно производить исследование мозга вне стен лаборатории; 6) поскольку соединительные провода отсутствуют, то нет опасности смещения электродов при неадекватном поведении; 7) раздражение мозга для лечебных целей производится в случае необходимости в течение сколь угодно долгого времени.

Можно надеяться, что в недалеком будущем стимосиверы станут существенным звеном в системе человек—вычислительная машина—человек с обратной связью между нейронами и аппаратурой, что создаст новые возможности для медицинской регуляции нейрофизиологических Функций. Например, можно себе представить, как локализованная патологическая электрическая активность, свидетельствующая о близости эпилептического припадка, будет воспринята вживленными электродами, телеметрически передана в расположенную на расстоянии лабораторию, записана на пленку и проанализирована вычислительной машиной, способной распознать аномальные электрические потенциалы. При обнаружении таких потенциалов включится передатчик радиосигналов, которые через стимосивер больного вызовут электрическое раздражение определенной области мозга, способной осуществить торможение, и таким образом предотвратят возникновение эпилептических судорог.

Подобные мечты могут стать реальностью. Об этом свидетельствуют следующие эксперименты, проводившиеся нами совместно с Джонстоном, Уоллесом и Бредли и завершенные в июне 1969 г. В то время как шимпанзе Падди (фиг. 3) вела обычную жизнь в своей клетке, укрепленный на ее голове стимосивер телеметрически передавал электрическую активность ее правого и левого миндалевидных ядер в соседнюю комнату, где эти сигналы принимались, записывались на пленку и автоматически анализировались на включенной в систему вычислительной машине. Эта машина была обучена распознавать определенные типы волн — так называемые вспышки веретен, — которые в норме возникали в обоих миндалевидных ядрах по нескольку раз в минуту и продолжались около 1 секунды. Вычислительная машина была обучена также включать передатчик, и как только появлялись веретена, в мозг Падди посылались радиосигналы, которые раздражали определенный участок ретикулярной формации; возбуждение в этой точке подавляло вспышки веретен. Таким путем возникновение определенного типа ЭЭГ в одной структуре мозга вызывало электрическое раздражение другой структуры, а весь процесс расшифровки информации и подачи сигналов осуществлялся вычислительной машиной.