Пару лет назад нейробиолог Эдриан Оуэн, тогда работавший в Кембриджском университете (Великобритания), и его коллеги из Льежского университета (Бельгия) впервые в истории смогли пообщаться с человеком, пребывающим в вегетативном состоянии.


Эдриан Оуэн (фото John Hryniuk).

Пациент под номером 23 попал в автомобильную катастрофу в возрасте 24 лет и ко времени проведения эксперимента уже пять лет вёл «растительный» образ жизни. Учёные поместили его в устройство функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и начали задавать вопросы.

Исследователи убеждены, что получали ответы. Изменение притока крови к определённым частям мозга пациента подтвердило, что человек находится в сознании и способен общаться.

Вегетативное состояние обычно наблюдается у людей, вышедших из комы. Некоторые части мозга начинают функционировать более или менее нормально: например, человек может скрежетать зубами, гримасничать, беспорядочно двигать глазами. Они спят и бодрствуют. Но никаких признаков сознания такие пациенты не демонстрируют, и общепринятая точка зрения гласит, что у них повреждены части мозга, необходимые для познания, восприятия, памяти и мышления. Зачастую эти изменения считаются необратимыми.

Результаты исследования г-на Оуэна произвели фурор. Многие согласились с тем, что такие пациенты могут в действительности находиться по крайней мере в состоянии минимального сознания. Университет Западного Онтарио (Канада) сразу же переманил учёного, выделив ему $19,5 млн на создание более надёжного, дешёвого, точного портативного метода общения с пациентами, пребывающими в вегетативном состоянии, — таковых в мире сотни тысяч. В случае успеха люди получат возможность не только выразить эмоции, но и подсказать врачу, как проводить реабилитацию.

Работа г-на Оуэна уходит корнями в конец 1990-х, когда его попросили написать обзор клинического применения технологий нейровизуализации. Учёный обнаружил, что сканирование мозга используется лишь для подтверждения результатов исследований, посвящённых картированию мозга.

Он и его коллеги получили шанс исправить ситуацию в 1997 году. 26-летняя Кейт Бейнбридж находилась в коме в результате инфекции. Несколько месяцев спустя после того, как организм пациентки очистили от вирусов, кома сменилась вегетативным состоянием. Ранее с помощью позитронно-эмиссионной томографии г-н Оуэн показал, что у здоровых людей при виде знакомого лица активируется так называемый веретоновидный лицевой участок мозга. Исследователи продемонстрировали г-же Бейнбридж фотографии знакомых людей, и её мозг засиял, словно рождественская ёлка. Тем самым было доказано, что пациентка находится не в вегетативном, а в минимальном состоянии сознания. За этим экспериментом последовала реабилитация, и в 2010 году г-жа Бейнбридж уже смогла поблагодарить г-на Оуэна лично.

Вскоре после этого учёный перешёл с визуальных тестов на слуховые — поднялся вверх по когнитивной лестнице. Дело в том, что с этой ступеньки было рукой подать до распознавания речи. Г-н Оуэн предлагал здоровым людям неоднозначные фразы, и свидетельством того, что они улавливали различные значения, становилось увеличение активности мозга. Тот же эффект зарегистрировали в мозге 30-летнего мужчины, перенёсшего инсульт. Но не все были убеждены, что эти признаки указывают на понимание и пребывание в сознании. Тогда г-н Оуэн придумал другой эксперимент.

В июне 2006 года он поместил в томограф 23-летнюю женщину в вегетативном состоянии. Специалист попросил её представить себе, как она играет в теннис и ходит по комнатам своего дома. У здоровых людей, находящихся в сознании, при этом неизменно активируется дополнительная моторная область моторной коры, а при мысли о передвижении по дому включается ещё и извилина гиппокампа, расположенная прямо в центре мозга. Женщина, которая не общалась с внешним миром в течение пяти месяцев после дорожно-транспортного происшествия, продемонстрировала поразительно схожую модель активации мозга.

Но и это не убедило коллег. Ряд исследователей счёл это не признаком сознания, а чем-то непроизвольным вроде коленного рефлекса. Психолог Дэниэл Гринберг из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) заявил, что бессознательная активность мозга была вызвана приказом, содержавшимся в просьбе г-на Оуэна.

Пришлось продолжить. Вместе с невропатологом Стивеном Лорисом из Льежского университета г-н Оуэн показал, что из 54 пациентов, находившихся в вегетативном или минимально сознательном состоянии, пятеро отреагировали аналогичным образом. Четверо из них пребывали в вегетативном состоянии.

Затем исследователи усложнили задачу: представьте себе игру в теннис, если вы хотите ответить «да», и прогулку по дому — в случае «нет». После этого пациенту номер 23 были заданы вопросы, ответов на которые лаборанты не знали. Вашего отца зовут Томас? Нет. Вашего отца зовут Александр? Да. Есть ли у вас братья? Да. Есть ли у вас сёстры? Нет.

Эксперимент был не из лёгких. Пациент должен был концентрировать внимание в течение 30 секунд, потом столько же отдыхать. Затем тот же вопрос повторялся снова и снова.

Пациент ответил правильно на пять из шести вопросов. В ответ на шестой не было зарегистрировано никакого чёткого сигнала.

Специалист по нейровизуализации Рассел Полдрак из Техасского университета в Остине (США) считает г-на Оуэна гением. А, скажем, клинический нейрофизиолог Парашкев Начев из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) критикует работу коллеги, напоминая, что в некоторых случаях (например, во время эпилептических припадков определённого типа) пациенты реагируют, не приходя в сознание.

Г-н Оуэн согласен, что сознание — штука посложнее выключателя. Это не просто «вкл.» или «выкл.». Наличие реакции в тех или иных областях мозга ещё не означает присутствия сознания. Но он уверен, что в его экспериментах активировалось достаточно большое количество областей, чтобы квалифицировать реакцию как сознательную. Например, необходимо активировать долговременную память, чтобы представить себе игру в теннис, и в то же время кратковременную, чтобы не забыть заданный вопрос и условия ответа.

В любом случае грань настолько тонкая, что с одинаковым успехом можно утверждать и то и другое.

Получив канадские гранты, г-н Оуэн попытался повторить результаты фМРТ с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), но ей не хватило разрешающей способности. Тогда пациентам были предложены задачи попроще — например, представить себе, как они шевелят пальцами ног. Повторяющиеся сигналы дают безошибочную картину.

ЭЭГ была выбрана в связи с тем, что этот метод дёшев, относительно портативен и быстр (миллисекундная задержка в сравнении с 8 с — у фМРТ), то есть исследовательская группа успевает задать 200 вопросов за 30 минут. Достаточно получить 175–190 одинаковых ответов на один и тот же вопрос, чтобы результаты не выглядели случайными.

Теперь г-н Оуэн планирует обследовать за год до 25 человек в вегетативном состоянии. У него появился специально оборудованный джип, на котором можно наведываться домой к пациентам.

Предстоит выявить признаки работы других систем — например, отвечающих за запах и вкус. Скажем, пациент представляет себе, как сосёт лимон, что может привести к изменению pH-уровня в полости рта и соответствующему сигналу мозга. Эксперименты на здоровых людях уже позволили выявить, что происходит в мозге при распознавании шутки; вскоре то же самое ожидает пациентов.

Г-н Оуэн планирует также разобраться в том, насколько глубок интеллект «людей-растений». Он вспоминает знаменитый пример Жана-Доминика Боби, написавшего целую книгу, подмигивая одним глазом («Скафандр и бабочка»).

В целом, по оценке г-на Оуэна, до 20% людей в вегетативном состоянии в действительности способны общаться. Конечно, нет никакой гарантии, что новая технология поможет им вернуться к нормальной жизни, но...

Подготовлено по материалам Nature News.