Обезьяны сослужили последнюю службу

История обезьян Силвер‑Спринга и нейропластичности не закончилась в 1980‑х годах, а имела свое продолжение. Прошло много лет с тех пор как обезьян Тауба забрали из лаборатории, прежде чем неврологи начали в полной мере понимать значение сделанных им открытий.

Вновь возникший интерес к работе Тауба и самим обезьянам повлек за собой проведение одного из наиболее важных экспериментов, касающихся нейропластичности.

В ходе своих экспериментов Мерцених доказал, что при прерывании доступа входящей сенсорной информации от пальца изменения карты мозга охватывают, как правило, область коры головного мозга размером от 1 до 2 мм. Ученые считали, что такой объем пластических изменений можно объяснить ростом отдельных нейронных ветвей. В случае повреждения нейроны мозга могут «выбрасывать» небольшие отростки, или ветви, чтобы установить связь с другими нейронами. Если один из нейронов умирает или прекращает получать входящую информацию, ветви соседнего нейрона способны вырасти на 1–2 мм для компенсации его отсутствия.

Однако если именно таков механизм пластического изменения, то это означает, что оно ограничено несколькими нейронами, расположенными рядом с местом повреждения. Таким образом, пластические изменения могут происходить между близлежащими секторами мозга, но не между теми, которые отдалены друг от друга.

У Джона Кааса, коллеги Мерцениха из Университета Вандербилта, работал студент по имени Тим Понс, которого очень интересовал вопрос ограничения области изменений 1–2 миллиметрами. Действительно ли это верхний предел пластического изменения? Или Мерцених наблюдал такой объем изменений из‑за применяемого им метода, который в ряде ключевых экспериментов предполагал перерезание только одного нерва?

Понс задумался над тем, что может произойти в мозге, если будут перерезаны все нервы кисти. Затронут ли изменения область, превышающую 2 мм? И можно ли будет наблюдать изменения между секторами?

В поиске ответов на эти вопросы могли помочь обезьяны Силвер‑Спринга, потому что только у этих животных входящая сенсорная информация не поступала в карты мозга в течение 12 лет. По иронии судьбы, многолетнее вмешательство РЕТА сделало этих обезьян невероятно ценными для научного сообщества. Если в природе существовало животное с масштабной реорганизацией коры головного мозга, которую можно было картировать, то это была одна из тех обезьян.

Однако было непонятно, кому принадлежат приматы, хотя они и находились на попечении NIH. Институт время от времени заявлял, что обезьяны ему не принадлежат – слишком уж много щекотливых вопросов было с ними связано, – и не решался проводить с ними эксперименты, потому что животные все еще оставались в центре внимания РЕТА, которая продолжала кампанию по их освобождению. Однако к тому времени представители научного сообщества, включая NIH, уже были сыты по горло охотой за ведьмами, организованной этой группой. В 1987 году РЕТА обратилась в Верховный суд по поводу опеки над животными, но суд отказал ей в рассмотрении дела.

Тем временем обезьяны старели, их здоровье ухудшалось, а одна из них, по имени Пол, значительно потеряла в весе. Организация РЕТА начала оказывать на NIH давление с тем, чтобы к Полу применили эвтаназию (умерщвление из милосердия), и обратилась в суд за ордером на ее проведение. К декабрю 1989 года еще одна обезьяна, Билли, почувствовала себя плохо и оказалась на грани смерти.

Мортимер Мишкин, глава Общества нейронаук и руководитель лаборатории нейропсихологии Института психического здоровья NIH, много лет назад контролировал первый эксперимент Тауба с использованием деафферентации, который ниспроверг рефлексологическую теорию Шеррингтона. Мишкин защищал Тауба во время скандала с обезьянами Силвер‑Спринга и был одним из немногих, кто выступил против лишения его гранта NIH. Мишкин встретился с Понсом и, побеседовав с ним, согласился с тем, что, учитывая неотвратимость эвтаназии, с обезьянами можно провести последний эксперимент.

Это было смелое решение, так как члены Конгресса официально заявляли о том, что одобряют деятельность РЕТА. Ученые прекрасно понимали, что РЕТА может прийти в бешенство, поэтому они решили не привлекать к проведению эксперимента правительство, а воспользоваться частным финансированием.

Эксперимент заключался в том, чтобы непосредственно перед применением эвтаназии дать Билли наркоз и провести микроэлектродный анализ проекционных зон его руки в мозге. Поскольку ученые и хирурги находились под сильным давлением, они выполнили эту работу за четыре часа. Они удалили часть черепа обезьяны, ввели электроды в 124 разные точки сенсорной области коры, отвечающей за деафферентированную руку, а затем воздействовали на эту руку. Как и предполагалось, рука не посылала никаких электрических импульсов на электроды.

Затем Понс воздействовал на лицо обезьяны, руководствуясь тем, что карта мозга для лица расположена рядом с картой для руки. К его удивлению, при прикосновении к лицу обезьяны началась активация нейронов не только в карте лица, но и в карте деафферентированной руки животного – что свидетельствовало о том, что проекционные зоны лица захватили карту руки.

Еще больше ученых удивил тогда масштаб реорганизации. Самореорганизация для обработки сенсорной информации, поступающей от лица, охватила четырнадцать миллиметров карты «руки» – и это был самый большой объем реорганизации, когда‑либо зафиксированный при картировании.

Билли сделали смертельную инъекцию. Шесть месяцев спустя ученые повторили эксперимент на трех других обезьянах и получили точно такие же результаты.

Проведенный Понсом эксперимент послужил важным стимулом для дальнейшей работы Тауба, который стал соавтором появившейся впоследствии статьи, посвященный данному исследованию. Он и другие специалисты в области нейропластичности, возлагали теперь большие надежды на реорганизацию мозга даже у тех людей, которые получили обширные повреждения. Эксперимент показал, что реакция мозга на какие‑либо повреждения может выражаться не только в росте новых нейронных ветвей внутри их собственного маленького сектора, но и в реорганизации, происходящей на стыке очень больших секторов.

* * *

Как и многие специалисты по нейропластичности, Тауб участвует в многочисленных совместных экспериментах. У него есть компьютерная версия курса терапии «принудительным использованием» для людей, не имеющих возможности приехать к нему в клинику, которая называется «AutoCITE» (Automated Cl Therapy) и дает многообещающие результаты. На сегодняшний день терапия по методу Тауба проходит оценку специалистов по всей территории Соединенных Штатов. Тауб, кроме того, принимает участие в работе группы, занимающейся разработкой аппарата для оказания помощи людям, которые полностью парализованы в результате бокового амиотрофического склероза – заболевания, которым страдает Стивен Хокинг.

Тауб занимается проблемой лечения тиннитуса, или звона в ушах, который может быть вызван пластическими изменениями в слуховой области коры. Он также хочет выяснить, нельзя ли с помощью терапии «принудительным использованием» добиться полного восстановления двигательных функций у пациентов, перенесших инсульт. Сегодня продолжительность лечения таких пациентов составляет всего две недели; он же хочет знать, что может произойти после года использования терапии.

Однако, возможно, самый важный вклад Тауба заключается в том, что его подход к решению проблем, связанных с повреждением головного мозга и нарушением функционирования нервной системы, применяется к очень большому числу заболеваний. Даже такая не связанная с неврологией болезнь, как артрит, может привести к усвоенному неиспользованию , потому что после обострения пациенты нередко перестают пользоваться конечностью или суставом. Терапия «принудительным использованием» в силах помочь им восстановить двигательные функции.

В медицине существует немного столь ужасных заболеваний, как инсульт, при которых часть мозга умирает. Однако Тауб доказал, что даже в этом случае, при условии сохранения соседних живых тканей, обладающих пластичностью, есть надежда на излечение. Мало кому из ученых удалось получить такое количество практических знаний от своих экспериментальных животных, как Эдварду Таубу. Как это ни парадоксально, но во всей истории с обезьянами Силвер‑Спринга единственный случай причинения бессмысленного физического вреда животным произошел тогда, когда, находясь в руках РЕТА, обезьяны таинственным образом исчезли. Именно предполагаемое путешествие во Флориду и обратно длиною в две тысячи миль вызывало у обезьян физические расстройства и сильное возбуждение.

Благодаря работе Эдварда Тауба изо дня в день происходит преображение людей, большинство из которых перенесли инсульт в тот момент своей жизни, когда все только начинается. Каждый раз, когда они заново учатся двигать своим парализованным телом и говорить, они возвращают к жизни не только самих себя, но и блистательную карьеру Эдварда Тауба.