Магия мозга и лабиринты жизни - Бехтерева Наталья Петровна - Страница 23

На сегодня одной из оптимальных техник для суждения о том, что происходит в мозге, является ПЭТ. Сущность ее метода состоит в чрезвычайно высокоэффективном слежении за распределением в мозге исчезающе малого (порядка 1010 атомов) количества радиоактивного изотопа, внедренного в биологически значимое вещество, метаболизм которого предполагается исследовать. Таким веществом может быть 18-фтордезоксиглюкоза – в этом случае изучаются закономерности потребления энергии, Н215O-вода – здесь исследуется локальная скорость мозгового кровотока и т.п. Динамика распределения радиофармпрепарата в зависимости от вида выполняемой деятельности отражает тот или иной вид включения различных областей мозга в ее обеспечение. Пространственная разрешающая способность метода – у нас пока около 6 мм (предел – около 2 мм), временна?я для глюкозы – около 40 минут, для мозгового кровотока – 40 секунд. Исследования проводились на ПЭТ-камере производства Scanditronix AB (Швеция) PC 2048-15В.

На срезах-сканах последовательно открывается весь мозг, видны его более или менее активные зоны, неактивные и сверхактивные. Эти последние или отражают болезнь, или, если речь идет именно о сверхактивности, активацию этих зон заданной деятельностью.

На основе возможностей ПЭТ вполне реально, при применении различных функциональных проб, построение функциональных макрокарт всего мозга. Элементы макрокарт такого рода широко публикуются не только в научной литературе, но и в центральных американских газетах. Это действительно еще один прорыв – возможность увидеть в пространстве всего мозга области, имеющие значение для обеспечения речи, счета, опознания слов и соответственно речевой памяти и многого, многого другого. И может быть, не имей мы многолетнего «нейрофизиологического разговора» с мозгом, мы были бы более чем счастливы в результате этих чужих находок. Мы и сейчас радуемся им и глубже понимаем то, что видим теперь сами на основе прошлого опыта.

Уже в самом начале нашей работы на ПЭТ по изучению данной проблемы мы увидели, что при выполнении добровольцами тестов на восприятие и произнесение слов не у всех высвечивались обе классические зоны – Брока и Вернике. Даже эти, казалось бы, весьма «жесткие» зоны могли выдавать «сюрпризы». Так, у здорового добровольца X на ПЭТ-сканах в условиях вполне соответствующих тестов активировалась зона Брока, а у здорового добровольца Y – зона Вернике. В первом случае молчала зона Вернике, во втором – Брока. И хотя анатомически здесь не все концы с концами абсолютно сходятся, можно заподозрить, что и эти зоны могут объединять в себе и контроль восприятия, и контроль речевого ответа, и, по-видимому, как сейчас проясняется, не только это. Однако здоровый доброволец Z вполне уложился в схему учебника, равно как и ряд других.

Дальнейшие наши и многочисленные зарубежные исследования с помощью неинвазивной техники действительно показали принципы и частности мозгового обеспечения самых разных аспектов речевой функции.

В материалах 2-й Международной конференции по функциональному картированию мозга человека (Бостон, 1996) в большом числе работ представлены данные о современном состоянии вопроса о мозговом картировании подавляющего большинства высших функций человека. Изменения при психологических тестах наблюдались преимущественно в левом полушарии и также преимущественно в области височной коры. В зависимости от характера тестов вовлекались и многие другие отделы коры не только левого, но и правого полушария, различные структуры подкорки и мозжечка. Накопление базисных данных и общий уровень исследований позволяют сейчас проводить уже детализацию функциональных свойств различных зон мозга. Это в большой мере определяется конструированием соответствующих психологических тестов и повышением разрешающей возможности метода.

В исследованиях, проводимых у нас в Институте мозга человека РАН (С.-Петербург)[26], при зрительном предъявлении связного текста и задании последующего пересказа его мы наблюдали множественность зон активации и в левом, и в правом полушариях. Зарегистрирована преимущественная активация левого полушария: первичная слуховая кора, верхняя височная извилина – слуховая ассоциативная кора (поля Бродмана 22 и 38), зона Вернике – височная доля с угловой и надкраевой извилинами (поля Бродмана 22, 39, 41, 42), первичная моторная кора и соматосенсорная кора (прецентральная и постцентральные извилины) (поля Бродмана 1, 3, 4), лимбическая кора: задние отделы цингулы (поле Бродмана 23), инсула. В правом полушарии нет активации угловой и надкраевой извилин, есть активация в переднем отделе цингулы (поле Бродмана 24). Из подкорковых структур активированы таламус справа и амигдала слева.

Детализация в рамках этой проблемы опубликована нашим сотрудником В.А. Воробьевым с соавторами[27] из того же Института мозга человека. Исследования были специально нацелены на изучение мозгового обеспечения орфографических и синтаксических аспектов речи. Показано, что медиальная экстрастриарная кора (главным образом, слева) вовлекается в произвольную и непроизвольную обработку орфографической структуры (при зрительном предъявлении слов). Задние отделы левой височной коры (зона Вернике) наиболее вероятно принимают участие в произвольной обработке семантики и менее вероятно – в обработке синтаксической структуры. В соответствии с нашими предыдущими данными, нижняя часть фронтальной коры действует как связующее звено между системами произвольного и непроизвольного семантического анализа. Предложена гипотеза, что синтез семантической и синтаксической информации происходит на основе взаимодействия активности передней части верхней височной и нижней лобной зон левого полушария, с возможным дополнительным участием передневерхней височной зоны правого полушария. Что же касается нижней части фронтальной коры, то одни из первых данных о ее связи с семантикой относятся к 1988 г. М. Познер опубликовал результаты своих исследований[28], которые позволили выявить в лобной доле (приблизительно в области поля 46 по Бродману) «центр семантики». Эта зона реагировала на пробы, задачей которых было опознание смысла. Однако из 10 испытуемых лишь у 7 обнаружилась активация этой зоны. Трое решали те же задачи при иной организации мозга. У нас эта зона первоначально обнаружилась в нейрофизиологических исследованиях. Некоторые ее свойства нами описаны[29] и будут приведены в этой главе позднее.

Более широкое, чем представлялось ранее, распространение в коре зон, обеспечивающих обработку языковой функции, готовых или потенциально готовых участвовать в этом процессе, было показано Д. Бавелье (D. Bavelier)[30], что также полностью подтвердило наши более ранние работы, проведенные с помощью инвазивной техники. Обнаружение такого распределения указанных выше зон в данной работе оказалось возможным с помощью ФМРТ 4 тесла. Использование новейшей техники позволило проследить динамику изменений в мозге при психологическом тестировании.

Каждый, кто варьировал психологические задания, описывал соотносимые прежде всего с этими изменениями перестройки мозговой структурной организации системы обеспечения деятельности. Очень иллюстративно это положение рассматривается в работах М. Познера, Я. Абдуллаева, В. Шарлот и др.[31] У нас в Институте мозга человека в работах по изменению направленности внимания с помощью ПЭТ[32] показано, что этот фактор может оказывать поразительное влияние на пространственную организацию зон активации при одинаковых психологических пробах. Показано, что при полной идентичности предъявляемых стимулов направленность внимания на восприятие слуховых или зрительных стимулов радикально меняет паттерн возбуждения мозговых структур. При зрительной направленности внимания возбуждение преимущественно сконцентрировано в экстрастриарной коре, а при внимании к слуховым стимулам возбуждены височные области, фронтальная кора, инсула, поясная извилина, чечевицеобразное и хвостатое ядра. Показана асимметрия активации некоторых структур в зависимости от «правой» или «левой» направленности внимания.