Загадка фантомных конечностей

Термин «фантомная конечность» был впервые предложен американским врачом Сайласом Митчеллом, который ухаживал за ранеными во время битвы при Геттисберге и очень заинтересовался эпидемией появления фантомов. У солдат времен Гражданской войны (В США 1861-1865 гг.), раненых в руку или ногу, часто развивалась гангрена, а в эпоху, когда антибиотики еще не были изобретены, единственным способом спасения жизни солдата была ампутация конечности до того, как гангрена распространится выше.

Вскоре после операции солдаты, перенесшие ампутацию, начинают сообщать, что их конечности вернулись, чтобы мучить их. Сначала Митчел назвал эти ощущения «сенсорными призраками», а затем начал использовать название «фантомных конечности».

Такие «конечности» нередко отличаются большой «живостью». Пациенты, потерявшие руку, иногда чувствуют, как жестикулируют ею во время разговора, машут друзьям в знак приветствия или автоматически тянуться к звонящему телефону.

Раньше некоторые врачи считали, что фантом представляет собой продукт защитного мышления: отрицания тягостной для человека потери конечности. Однако большинство врачей предполагало, что причина появления фантома заключается в том, что при движении происходит стимуляция или раздражение нервных окончаний на культе – той части конечности, которая осталась после ампутации. Некоторые врачи пытались справиться с фантомом с помощью последовательных ампутаций, когда конечность и нервы удаляли все выше и выше, в надежде, что фантом исчезнет. Но после каждой операции он появлялся снова.

Тайна возникновения фантомов интересовала Рамачандра еще во время обучения в медицинской школе. Затем в 1991 году он прочитал работу Тима Понса и Эдварда Тауба о последних операциях, проведенных на обезьянах Силвер-Спринга. Как вы помните, Понс картировал мозг обезьян, у которых после деафферентации прекратился доступ всей входящей сенсорной информации от рук к мозгу, и выяснил, что карта мозга для деафферентированной руки, вместо того чтобы «зачахнуть», сохранила свою активность и начала обрабатывать информацию поступающую от лица, - что было ожидаемо, поскольку еще Уайлер Пенфилд выяснил, что карта кисти и лица располагаются по соседству.

Рамачандран сразу же подумал, что нейропластичность может объяснить появление фантомных конечностей, ведь между случаем с обезьянами Тауба и пациентами с фантомными руками было определенное сходство. И у тех, и у других карты мозга были лишены стимулов, поступающих от конечностей. Рамачандран задумался: не могли ли карты лица людей с ампутированными конечностями захватить карты отсутствующих рук, тогда при прикосновении к лицу такого человека он чувствовал бы свою ампутированную руку? И где обезьяны Тауба ощущали прикосновение, когда кто-то дотрагивался до их лица – на лице или в «деафферентированной» руке?

 

ИСТОРИЯ ТОМА СОРЕНСОНА

Тому Соренсону (имя вымышленное) было всего 17 лет, когда он потерял руку в автомобильной катастрофе. Его подбросило в воздух, он посмотрел назад и увидел свою оторванную от тела руку, которая все еще хваталась за подушку сиденья. То, что осталось от руки, пришлось ампутировать прямо над локтем.

Примерно через четыре недели он начал чувствовать фантомную конечность, она выполняла многое из того, что делала раньше. Она рефлекторно вытягивалась, чтобы предотвратить падение или шлепнуть младшего брата. У Тома были и другие симптомы, один из которых очень его раздражал. Он чувствовал зуд в фантомной кисти, которую, естественно, не мог почесать.

Рамачандран узнал об ампутации Тома от коллег и попросил разрешения поработать с ним. Желая проверить свою теорию о том, что причиной возникновения фантомных конечностей является реорганизация карт мозга, он завязал Тому глаза. Затем начал прикасаться ватной палочкой к разным точкам верхней части тела Тома, спрашивая: что вы он чувствует. Когда Рамачандран добрался до щеки Тома, тот сказал, что ощущает прикосновение не только на щеке, но и в фантомной руке.

Когда Рамачандран дотронулся до верхней губы Тома, он почувствовал прикосновение там и еще в указательном пальце фантома. Рамачандран выяснил: если дотрагиваться до иных частей лица Тома, у него возникают ощущения в других частях фантомной руки. Рамачандран капнул теплой водой на щеку Тома, и тот почувствовал, как капля стекает по щеке и по фантомной конечности. Затем оказалось, что Том, наконец, может унять свой непереносимый зуд, так долго отравлявший ему жизнь, - просто почесав щеку.

Добившись успеха с ватной палочкой. Рамачандран обратился к высоким технологиям, воспользовавшись сканером мозга под названием магнитоэнцефаллограф. Во время картирования руки и кисти Тома сканирование подтвердило, что карта его отсутствующей кисти теперь используется для обработки лицевых ощущений. Проекционные зоны его кисти и лица слились.

 

Мозговая камасутра

Сделанное Рамачандраном открытие первоначально вызвало обширную полемику среди клиницистов клинических неврологов, сомневающихся в пластичности карт мозга. Сегодня эти данные признаны всеми без исключения. Результаты сканирования мозга, проведенного группой немецких специалистов, работавших с Таубом, также подтвердили связь между масштабом пластических изменений и уровнем фантомной боли, испытываемой людьми.

Рамачандран предполагает, что одна из причин захвата карт заключается в том, что мозг «пускает ростки» новых связей. В случае потери части тела его выжившая карта с мозга «жаждет» входящей стимуляции и высвобождает факторы роста нервов, которые побуждают нейроны из соседних карт направлять к ним маленькие отростки.

Обычно эти маленькие отростки устанавливают связи с похожими нервами: нервы, реагирующие на прикосновение, связываются с нервами такого же типа. Однако наша кожа передает не только прикосновения; у нее есть рецепторы, распознающие температуру, вибрацию, а также боль. У каждого из этих рецепторов свои собственные нервные волокна, идущие к мозгу, со своими собственными проекционными зонами, некоторые из которых находятся очень близко друг к другу.

Иногда травмы из-за близости нервов прикосновения, температуры и боли могут возникать ошибки, связанные с перекрещиванием взаимосвязей. Поэтому Рамачандран задумался над тем, не может ли человек, в случае перекрещивания взаимосвязей, при прикосновении чувствовать боль или тепло (нежное прикосновение к лицу ощутить как боль в фантомной руке)?

Еще одна причина непредсказуемости фантомов связана с такими свойствами пластичности, как динамизм и изменчивость: ведь даже при нормальных условиях карты лица совершают небольшие «передвижения» по мозгу. А карты фантома передвигаются, потому что получаемая ими входящая информация претерпела радикальные изменения. Рамачандран и другие ученые – в числе которых был Тауб и его коллеги – доказали с помощью неоднократного сканирования карт мозга, что контуры фантомов и их карт постоянно меняются. Он думает, что одна из причин, по которой у людей возникает фантомная боль, заключается в том, что при ампутации конечности ее карта не только сокращается, но также дезорганизуется и перестает нормально работать.

Не все фантомы вызывают боль. После того как Рамачандран опубликовал работы, посвященные своим открытиям, к нему стали обращаться люди с ампутированными конечностями. Несколько человек, перенесших ампутацию ноги, сообщили, смущаясь от стыда, что, занимаясь сексом, они нередко испытывают оргазм в фантомной ноге и стопе. Один мужчина признался, что из-за того, что его нога и стопа гораздо больше гениталий, испытываемый им оргазм в фантоме был «намного сильнее», чем обычно. Хотя в прежние времена от таких пациентов, скорее всего, отмахнулись бы как от людей, страдающих излишне богатым воображением, Рамачандран утверждает, что с точки зрения неврологии их заявления полны смысла. Из карт мозга, составленных Пенфилдом, видно, что зона гениталий расположена рядом с зоной стопы*, а поскольку карта стопы больше не получает входящей информации, вполне вероятно, что ее захватывает карта гениталий, поэтому когда гениталии испытывают удовольствие, то же самое происходит в фантомной стопе.

Рамачандран задумался: не может ли свойственное некоторым людям эротическое пристрастие к стопам отчасти быть вызвано близостью проекционных зон стоп и гениталий в мозге. Это позволяет объяснить и другие эротические загадки.

Один итальянский врач, доктор Сальваторе Аглиоти, сообщал порой женщины, перенесшие мастэктомию. Чувствуют сексуальное возбуждение, когда им стимулируют уши, ключицы и грудину. (На карте мозга зоны этих частей тела располагаются рядом с сосками). Наконец, известно, что некоторые мужчины с карциномой пениса, в результате которой была проведена его ампутация, чувствуют не только фантомный пенис, но и фантомные эрекции.

УСВОЕННЫЙ ПАРАЛИЧ

Исследуя все большее количество людей с ампутированными конечностями, Рамачандран обнаружил, что примерно половина из них испытывали неприятные ощущения в фантоме. Например, им казалось, что фантомная конечность застыла в определенном положении, висит как парализованная или закованная в гипс. Другие чувствовали, что постоянно носят с собой мертвый груз. Со временем у них закреплялись не только образы парализованных конечностей, но иногда и первоначальная невыносимая боль от потери конечности.

Если у солдат в руках взрывалась граната, у него могла возникнуть фантомная боль, бесконечно повторяющая мучительный момент взрыва. Рамачандран познакомился с женщиной, которой ампутировали отмороженный большой палец, и ее фантом «зафиксировал» нестерпимую боль от обморожения. Людей мучают фантомные воспоминания о гангрене, вросших ногтях, нарывах и порезах, которые были на ампутированной конечности, в особенности, если эта боль присутствовала на момент операции. Причем они переживали эти мучения не как неясные воспоминания» о боли, а как существующие в настоящем. Иногда пациент может не чувствовать боли десятилетиями, а потом какое-нибудь событие, например укол иголки, реактивирует эту боль спустя месяцы или годы.

Когда Рамачандран проанализировал истории людей с фантомными руками, зафиксированными в болезненном положении, он обнаружил, что перед ампутацией все они в течение нескольких месяцев носили на руке повязку или гипс. Похоже, карты их мозга «зарегистрировали» раз и навсегда то фиксированное положение руки, в котором она находилась непосредственно перед ампутацией. Он начал подозревать, что именно тот факт, что рука не существует, способствует сохранению ощущения паралича.

Обычно, когда двигательный командный центр в мозге посылает приказ двинуть рукой, мозг получает обратную связь от различных органов чувств, подтверждающую, что приказ выполнен. Однако мозг человека, потерявшего конечность, никогда не получает подтверждения, что рука двинулась, поскольку не существует ни руки, ни двигательных сенсоров, способных предоставить обратную связь. Таким образом, у мозга «создается впечатление», что рука зафиксирована. Поскольку до этого рука в течение нескольких месяцев находилась в гипсе или повязке, карта мозга сформировала представление о руке как о неподвижной. После ампутации руки от нее не поступает никакой входящей информации, способной изменить карту мозга, поэтому представление о конечности как о неподвижной со временем закрепляется – ситуация похожа на усвоенный паралич, который Тауб обнаружил у пациентов, перенесших инсульт.

Рамачандран пришел к убеждению, что отсутствие обратной связи обусловливает не только фиксированный фантом, но и фантомную боль. Двигательный центр мозга посылает мышцам кисти руки команду на сжатие, но не получая никакой обратной связи, подтверждающей движение руки, усиливает команду, словно хочет сказать: «Сжимайся! Ты сжимаешься недостаточно хорошо! Сжимайся как можно сильнее!». Тогда пациенты чувствуют, как их ногти врезаются в ладонь. Воображаемое сжимание вызывает боль из-за того, что в памяти максимальное сжатие и боль связаны между собой.

Затем Рамачандран решил найти ответ на самый дерзкий вопрос: нельзя ли «отучить» человека от фантомного паралича и боли. Тот же вопрос задают себе психиатры, психологи и психоаналитики: как можно изменить состояние, которое имеет психическую, а не материальную основу? Работа Рамачандрана начала стирать границы между неврологией и психиатрией, реальностью и иллюзией.

 

Клин клином

У Рамачандрана возникла смелая идея бороться с одной иллюзией с помощью другой иллюзии. Что, если ему удастся послать ложные сигналы в мозг, заставляющие его почувствовать, будто несуществующая конечность двигается?

Поиск ответа на этот вопрос привел к созданию зеркального ящика, целью которого был обмануть мозг пациента. Рамачандран задумал «показать мозгу» зеркальное изображение здоровой руки, чтобы заставить поверить в то, что ампутированная рука «воскресла».

Зеркальный ящик, напоминающий большую коробку для торта без крышки, разделен на два отделения, расположенных слева и справа. В передней стенке ящика сделаны два отверстия. Если у пациента ампутирована левая рука, он просовывает здоровую руку через отверстие в правое отделение. Затем ему предлагают представить, как он просовывает фантомную руку в левое отделение.

Разделительная стенка между двумя отделениями – это вертикальное зеркало, отражающая поверхность которого направлена в сторону здоровой руки. Поскольку на ящике отсутствует крышка, немного отклонившись вправо, пациент может увидеть зеркальное изображение своей здоровой правой руки, которая выглядит как его левая до ампутации. Когда он двигает правой рукой вперед и назад, кажется, что его воскресшая левая рука тоже двигается, накладываясь на его фантом. Рамачандран надеялся, что в мозге пациента создастся впечатление, будто фантомная рука двигается.

В поисках добровольцев для проверки действия зеркального ящика Рамачандран разместил загадочные объявления в местных газетах, которые гласили: «Требуются люди с ампутированными конечностями». На объявление откликнулся Филип Мартинес.

 

Эксперимент с Филипом

За десять лет до этого Филипа сбросило с мотоцикла, двигающегося с большой скоростью. В результате этой автокатастрофы ему оторвало все нервы, идущие от левой руки к спинному мозгу. Его рука все еще оставалась на месте, но его поврежденные нервы не могли посылать сигналы в спинной и головной мозг. Рука Филипа стала не просто бесполезной: она превратилась в неподвижный груз, который приходилось все время фиксировать с помощью поддерживающей повязки. В конце концов, он принял решение ампутировать руку. Однако у него осталась ужасная фантомная боль в фантомном локте. Кроме того, у него было ощущение, что фантомная рука парализована, и ему казалось, что если ему каким-нибудь образом удастся ею пошевелить, боль уменьшится. Безысходность этого положения настолько его угнетала, что он начал думать о самоубийстве.

Когда Филип поместил здоровую руку в зеркальный ящик, он не только «увидел», как двигается его «фантом», но и впервые ощутил это движение. Пораженный и переполняемый радостью, Филип сказал, что чувствует, что его фантомная рука «снова подключена»

Тем не менее, как только он переставал смотреть на зеркальное изображение или закрывал глаза, фантом застывал. Рамачандран предложил Филипу взять зеркальный ящик домой и поэкспериментировать с ним в надежде, что ему удастся «отучиться» от паралича, стимулируя процесс пластического изменения, которое перепрограммирует карту мозга. Филип использовал ящик по десять минут в день, но эффект по-прежнему сохранялся только тогда, когда Филип смотрел на зеркальное отображение своей здоровой руки.

Затем спустя четыре недели Рамачандрану позвонил возбужденный Филип. Его фантомная рука не только обрела подвижность, но и исчезла – он ее не чувствовал даже тогда, когда не использовал зеркальный ящик. Вместе с ней исчез фантомный локоть и связанная с ним мучительная боль. Остались только фантомные пальцы, не вызывающие болезненных ощущений.

В.С.Рамачандран, специалист по неврологии иллюзий, стал первым врачом, которому удалось провести, казалось бы, невероятную операцию – успешную ампутацию фантомной конечности.

 

ОБРАЗ ТЕЛА

Рамачандран применял свой ящик для лечения других пациентов, и примерно половина из них избавились от фантомной боли, «разморозили» свои фантомы и начали их контролировать. Другие ученые также обнаружили улучшение состояния у пациентов, которые тренировались с зеркальным ящиком. Функциональная магнитно-резонансная томография мозга показывает, что по мере выздоровления этих пациентов происходит увеличение двигательных карт, соответствующих их фантомам, сенсорные карты тоже возвращаются к норме.

По-видимому, зеркальный ящик снимает боль, меняя восприятие пациентом образа собственного тела. Это удивительное открытие, потому что оно проливает свет на то, как работает наше сознание, и то, как мы чувствуем боль.

Между болью и образом тела существует тесная связь. Мы всегда чувствуем боль, проецируя ее на тело. Потянув спину, вы говорите: «Моя спина меня убивает!», а не «Моя система боли меня убивает!». Но пример фантомов свидетельствует, что нам не нужна определенная часть тела или даже специальные рецепторы, чтобы почувствовать боль. Нам нужен только образ тела, создаваемый картами нашего мозга. Люди со здоровыми конечностями обычно этого не понимают, потому, что у них телесные образы конечностей проецируются на реальные конечности, исключая возможность отделить образ тела от него самого. «Ваше собственное тело аналогично фантому, - говорит Рамачандран, такой фантом ваш мозг создает исключительно ради удобства».

В наши дни специалистам достаточно часто приходится сталкиваться с искаженными образами тела, которые служат ярким свидетельством существования различия между телесным образом и самим телом. Страдающие нервной анорексией девушки, находясь на грани истощения, ощущают свои тела как толстые. (Анорексия – патологическое стремление похудеть, причем аноректик продолжает сильно ограничивать себя в еде даже тогда, когда достигает крайнего истощения. Страдающий анорексией не видит этого истощения, воспринимая свое тело как чересчур полное.) Люди с искаженным и телесными образами (расстройство, называемое «дисморфофобия») воспринимают какие-то (абсолютно нормальные) части своего тела как дефективные. Они думают, что у них уши, нос, губы, грудь, пенис, вагина или бедра слишком большие или слишком маленькие или просто «не такие, как надо», и невероятно стыдятся их. Мэрилин Монро считала, что у ее тела есть множество недостатков. Страдающие дисморфофобией часто прибегают к помощи пластической хирургии, но даже после операции чувствуют себя безобразными. На самом деле они нуждаются в «нейропластической хирургии», которая поможет им изменить образ тела.

Успех, достигнутый Рамачандраном при лечении фантомов, навел его на мысль о возможности существования способов, позволяющих исправить искаженный телесный образ. Чтобы лучше понять, что он подразумевает под образом тела, я спросил: не может ли он продемонстрировать различие между этим психическим конструктом и физическим телом.

Он достал фальшивую резиновую руку, похожую на те, которые продают в сувенирных магазинах, затем посадил меня за стол. Фальшивую руку он положил передо мной в паре сантиметров от края стола так, чтобы ее пальцы были параллельно краю. Он попросил меня положить мою руку на стол параллельно фальшивой руке, но уже на расстоянии 10 см от края. Моя рука и фальшивка были идеально выровнены и направлены в одну сторону. Между фальшивой рукой и моей собственной он установил картонный экран, чтобы я мог видеть только фальшивую руку.

Затем он резко ударил по фальшивой руке, которая была мне видна, и одновременно ударил мою руку, спрятанную за экраном. Ударяя по большому пальцу фальшивой руки, он бил и по моему большому пальцу. Трижды ударяя по мизинцу фальшивой руки, он в том же самом ритме ударял три раза по моему мизинцу. Дотрагиваясь до среднего пальца резиновой руки, он трогал мой средний палец.

Через несколько минут мне начало казаться, что я воспринимаю ощущение удара, исходящее от резиновой руки. Поддельная рука стала частью образа моего тела! Эта иллюзия действует по тому же принципу, который заставляет нас думать, что куклы чревовещателей, мультипликационные персонажи или киноактеры в фильмах действительно говорят, потому что их губы двигаются синхронно со звуком.

Затем Рамачандран продемонстрировал мне еще более простой прием. Он попросил меня положить правую руку под стол. После этого он начал стучать по крышке стола одной рукой, а другой – по моей руке, которая находилась под столом и была мне не видна, выполняя эти движения в идентичном ритме. Через несколько минут я почувствовал, что телесный образ моей руки слился со столешницей (как бы фантастически это не звучало), и мне стало казаться, что ощущение удара исходит от стола. Рамачандран создал иллюзию, в которой образ моего тела расширился настолько, что включил в себя предмет мебели!

Во время эксперимента Рамачандран, кроме того, измерял кожно-гальваническую реакцию на руке, что позволяет оценить стрессовые реакции. (Кожно-гальваническая реакция, или КГР – регистрируемая на поверхности кожи разница потенциалов между двумя точками. КГР возникает при любой сильной эмоциональной реакции.) Оказалось, что при ударе молотком по столу (когда образ тела человека уже включает в себя стол) стрессовая реакция испытуемого достигает максимальной высоты, словно Рамачандран бьет молотком по его реальной руке.

 

БОЛЬ – ЭТО ЗАКЛЮЧЕНИЕ МОЗГА