Текст книги "Наталья Бехтерева. Какой мы ее знали"
Автор книги: Святослав Медведев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 14 страниц) [доступный отрывок для чтения: 6 страниц]
Возвращаясь на сорок лет назад, хочу отметить, что уже в те годы в отделе нейрофизиологии человека использовались многообразные функциональные пробы, примерно такие же, какие сейчас используются в исследованиях ПЭТ. Одна из них – проба Бине на оперативную память. Больному предъявляли несколько цифр, которые он должен был повторить через несколько десятков секунд. Рассматривая вместе с В. Б. Гречиным вызванные реакции концентрации кислорода в ткани мозга в ответ на выполнение тестов на краткосрочную память, Наталья Петровна заметила, что некоторые области мозга реагировали изменениями метаболизма только при ошибочном выполнении тестов. С легкой руки Натальи Петровны эти области мозга были названы детекторами ошибок (Бехтерева, Гречин, 1968). Валентин Борисович провел серию изящных исследований по воздействию фармакологических агентов на детекторы ошибок и готовился к написанию докторской диссертации. Ранняя смерть в возрасте сорока лет не позволила ему довершить этот труд своей жизни. К сожалению, многие из этих работ так и остались неопубликованными.
Через несколько лет Наталья Петровна вернулась к этой теме. Тогда в качестве показателя жизнедеятельности мозга была выбрана импульсная активность нейронов, а в качестве теста – предъявление стимулов на пороге опознания. Надо сказать, что в семидесятых – восьмидесятых годах ученые возлагали большие надежды на возможность прижизненной регистрации импульсной активности нейронов мозга. Язык нейронов – это спайк (иногда его называют импульсом или потенциалом действия), который передает информацию от нейрона к другим клеткам мозга. С помощью специальных усилителей можно было регистрировать эту активность нейронов не только в экспериментах на животных, но и в исследованиях на больных с вживленными электродами. Это была уникальная возможность подсмотреть, как работают клетки мозга при функциональных нагрузках. В те годы мной был разработан психологический тест, который позволил исследовать механизмы осознанного восприятия.
Тест состоял из предъявления зрительных стимулов на пороге опознания. Экспозицию предъявления стимулов выбирали настолько короткой, что примерно в половине случаев больному не удавалось опознать стимулы. Сравнивая активность нейронов при опознании и неопознании стимулов, можно было судить о нейронных коррелятах осознанного восприятия.
Оказалось, что в некоторых случаях больные совершали ошибки, то есть называли стимулы неправильно. Нас заинтересовал вопрос: что же отличает эти случаи ошибок от случаев правильного опознания?
К нашему удивлению, в базальных ганглиях были обнаружены нейроны, которые реагировали перед тем, как человек совершал ошибку и неправильно называл стимул. Важно отметить, что во многих случаях больные, у которых регистрировалась импульсная активность нейронов, даже не осознавали свои ошибки, то есть мозг «детектировал» ошибку лучше, чем это делал сам человек. Однако наиболее неожиданным и интригующим был факт обнаружения этих нейронов не в корковых образованиях (как это можно было бы ожидать, исходя из представлений о лидирующей роли коры в мыслительных процессах), а в подкорковых структурах мозга, в частности, в базальных ганглиях.
Это было вдвойне странным, поскольку в те годы было принято считать, что основная функция базальных ганглиев заключалась в контроле движений. Возникал вопрос: если это действительно так, то почему нейроны базальных ганглиев реагируют на ошибочное действие, которое еще не осуществлено и которое впоследствии даже не будет осознано человеком? Тогда это так и осталось загадкой. Сейчас мы знаем, что базальные ганглии участвуют не только в обеспечении движений, а вовлечены в сенсорные и когнитивные функции, причем одна из функций базальных ганглий – селекция действий. Под действиями в данном контексте я подразумеваю не только просто движения, но и сенсорно-когнитивные действия, например, принятие решения о смысловой значимости стимула.
Работы по детекции ошибок того периода были представлены в двух публикациях: одна из них появилась в Докладах Академии наук СССР, другая – в международном журнале «International Journal of Psychophysiology». Интересно, что последняя работа была признана одной из лучших за 1985 год. На публикации этих работ завершился очередной период исследований детекции ошибок.
Только спустя почти двадцать лет в зарубежных исследованиях с регистрацией когнитивных вызванных потенциалов и функциональной магниторезонансной томографии были получены данные, указывающие на существование системы детекции ошибок в могу человека. В этих исследованиях, в частности, было показано, что после совершения человеком ошибки определенная область коры головного мозга, называемая передней поясной извилиной, начинает подавать сигналы об ошибке. Следует, однако, заметить, что эти данные, полученные одновременно в нескольких лабораториях мира, в определенной степени отличались от работ Натальи Петровны, не повторяя, а дополняя полученные ею данные. Действительно, корреляты ошибок в этих работах были обнаружены после совершения ошибок. Рассматривая все эти данные с единой точки зрения, можно предположить, что в мозгу существуют как нейроны-детерминаторы ошибок, которые активны перед совершением ошибки, так и собственно нейроны-детекторы ошибок, которые активируются, когда человек, сравнивая планируемое действие с реальным, осознает, что совершил ошибку.
Начиная с 2004 года мы в нашей лаборатории совместно с другими центрами в Европе решили создать нормативную базу данных для параметров ЭЭГ и вызванных когнитивных потенциалов мозга. Это был новый виток спирали, начатый Натальей Петровной в шестидесятых годах. Дело в том, что Наталья Петровна начинала свою научную карьеру как электроэнцефалографист, то есть как специалист в области ЭЭГ. В шестидесятые годы в связи с появлением надежных усилителей потенциалов ЭЭГ стала рутинной методикой, позволяющей оценить функциональное состояние мозга человека. Практически во всех неврологических клиниках стали устанавливать электроэнцефалографы. Однако единственной надежной методикой анализа ЭЭГ в те годы был визуальный осмотр записи электроэнцефалограммы на бумаге. Электроэнцефалографисты проводили долгие часы, рассматривая многометровые «простыни» – бумажные записи ЭЭГ. Человеческий глаз – надежный прибор, он позволял выявить такие патологические паттерны, как дельта волны, спайки, спайки-медленные волны и другие. Однако он не позволял компрессировать эти данные в виде спектров, функций когерентности и уж не как не мог уловить в шумообразных флюктуациях воспроизводимые потенциалы, связанные с событиями. Поэтому использование ЭЭГ в те годы ограничивалось в основном областью эпилепсии, при которой в ЭЭГ больных можно было обнаружить биологические маркеры эпилепсии, такие как комплексы спайк-медленная волна. До сих пор в некоторых учебниках можно найти такое однобокое представление об ЭЭГ.
Именно поэтому, из-за ограниченности методики ЭЭГ, в семидесятых – восьмидесятых годах Наталья Петровна основное внимание уделяла импульсной активности нейронов. Вспоминаю беседу с ней на конгрессе Международной Организации по Психофизиологии в Праге в 1986 году. Тогда в нашей группе (В. А. Пономарев, А. В. Севостьянов, М. А. Кузнецов и автор этой статьи) наряду с импульсной активностью нейронов и сверхмедленной активностью мозга мы решили регистрировать электросубкортикограмму, то есть потенциалы мозга в диапазоне ЭЭГ (0.1–70 Гц). Когда я сообщил об этом Наталье Петровне, она сказала мне, что я могу заниматься всем, чем хочу, но сама она не верит в то, что этот параметр может дать больше, чем импульсная активность нейронов.
Вскоре после этого разговора мы стали регистрировать локальные вызванные потенциалы мозга и довольно быстро убедились, что внутримозговые потенциалы мозга отражают отдельный мир, совершенно отличный от того, который отображается в потенциалах, регистрируемых с поверхности головы. Важно подчеркнуть, что по своей способности описывать локальные явления мозга внутримозговая электроэнцефалограмма приближалась к детальному описанию, даваемому с помощью методики регистрации импульсной активности нейронов.
Это открытие мгновенно оценил известный финский психолог Ристо Наатанен, с которым в девяностые годы мы начали серию исследований интересного феномена мозга – негативности рассогласования. Этот феномен он впервые открыл в 1978 году, когда сравнил когнитивные вызванные потенциалы в так называемом ODDBALL тесте. В этом тесте испытуемый слышал равномерную последовательность звуковых тонов (типа метронома), которая иногда прерывалась предъявлением тона, несколько отличного от стандартного. Сравнивая ответы мозга на стандартные и девиантные (отличающиеся) тоны, он обнаружил, что девиантные тоны генерируют добавочную волну, которую он назвал негативностью рассогласования (mismatch negativity).
Надо сказать, судьба этого открытия оказалась более удачной, чем открытий, сделанных Натальей Петровной. На протяжении последних десятилетий были опубликованы тысячи статей, посвященных негативности рассогласования, это явление сейчас используется в клинике для предсказания выхода из комы больных, а также для ранней диагностики глухоты. Сам Ристо Наатанен осознавал эту несправедливость и всегда с большим уважением относился к Наталье Петровне, называя ее самым выдающимся физиологом нашего столетия. Именно с его представления Наталья Петровна была избрана почетным членом Академии наук Финляндии.
Используя внутримозговые электроды в совместных исследованиях с финскими коллегами, нам удалось не только локализовать источник генерации негативности рассогласования, но и вскрыть механизмы этого явления. Тогда мы использовали цифровую ЭЭГ и компьютерный метод усреднения. Это был шаг вперед по сравнению с шестидесятыми годами, когда когнитивные вызванные потенциалы получались простым наложением (суперпозицией) записей ЭЭГ друг на друга.
Напомню, что психологи и нейрофизиологи уже в семидесятых – восьмидесятых годах стали выделять последовательные стадии переработки информации. Так, в экспериментах на кошках и обезьянах были выделены стадия активации вентрального зрительного пути, отвечающая на вопрос «Что?» (то есть – что значит то или иное зрительное изображение), и стадия активации дорзального зрительного пути, отвечающая на вопросы «Где?» и «Как?» (то есть – где в пространстве находится данное зрительное изображение и как можно этим предметом манипулировать).
Но как разложить когнитивные вызванные потенциалы, регистрируемые с поверхности головы, на компоненты, отражающие эти различные стадии переработки информации, было неясно. В восьмидесятых годах мы попытались использовать факторный анализ и метод главных компонент. Однако ограничения, накладываемые этими методами, были нефизиологичными, поскольку вряд ли можно было предположить, что искомые волны будут ортогональны, как этого требовал, например, метод главных компонент.
И только в конце девяностых годов появились физиологически ориентированные методы обработки данных, совершившие революцию в электрофизиологии мозга. Сейчас мы являемся свидетелями ренессанса в электрофизиологии мозга. Существует, по меньшей мере, четыре причины этого возрождения электроэнцефалографии.
Первая причина связана с недавним появлением новых методов анализа ЭЭГ, таких как техника пространственной фильтрации при коррекции артефактов, анализ независимых компонент когнитивных ВП, электромагнитная томография и некоторые другие методы.
Вторая причина заключается в относительной дешевизне современных электроэнцефалографов. Действительно, в наши дни приборы для регистрации ЭЭГ стоят от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов США, что совсем недорого по сравнению с многомиллионной стоимостью оборудования для МРТ и ПЭТ.
Третья причина – значительный рост наших познаний о механизмах генерации волн спонтанной ЭЭГ и функционального значения компонентов когнитивных вызванных потенциалов.
И наконец, четвертая причина – высокое временное разрешение сигналов ЭЭГ и когнитивных вызванных потенциалов мозга. Такое высокое временное разрешение принципиально не может быть достигнуто другими техниками нейрокартирования. Действительно, методы ЭЭГ и когнитивных вызванных потенциалов обеспечивают временное разрешение сигналов в несколько миллисекунд, в то время как методы позитронно-эмиссионной томографии и магниторезонансной томографии дают временное разрешение, не превышающее 6 секунд.
Иначе говоря, мы вступили на новый виток спирали развития науки о мозге. Говоря о феномене детекции ошибок, на этом витке мы смогли получить данные, позволившие объединить в единую, стройную систему результаты, получаемые в исследованиях Натальи Петровны о детерминаторах ошибок в подкорковых структурах мозга, и результаты, полученные в исследованиях магниторезонансной томографии о детекторах ошибок. К сожалению, эти данные были опубликованы уже после смерти Натальи Петровны.
Ниже я коротко опишу эти данные, поскольку я уверен, что сама Наталья Петровна захотела бы этого. Надо отметить, что среди многочисленных тестов, используемых в нашей лаборатории для изучения мозга, есть так называемый математический тест. В этом тесте испытуемые должны совершать различные математические операции над регулярно предъявляемыми цифрами. Поскольку этот сложный тест требует предельной концентрации внимания, испытуемые довольно часто совершают в нем ошибки. Сравнивая вызванные потенциалы мозга при правильных и ошибочных выполнениях теста, мы подтвердили данные, полученные в других лабораториях. Действительно, совершение ошибки сопровождалось генерацией негативной волны, называемой негативностью, связанной с ошибкой, или просто негативностью ошибки. За этой волной следовала позитивная волна. Негативность ошибки наблюдалась после неправильного выполнения функциональной пробы спустя всего лишь 100 мс после нажатия кнопки (необходимого для определения правильности выполнения теста) и характеризовалась лобно-центральной топографией. Эти данные полностью соответствуют данным, полученным многочисленными зарубежными исследователями.
Однако, обладая современными методами обработки данных и уникальной возможностью работы с огромным числом (около тысячи) испытуемых, мы пошли дальше. Мы применили метод независимых компонент к этой огромной совокупности данных. Нам впервые удалось разложить волну ошибки на три независимых компонента.
Механизм детекции и детерминации ошибок
А – исследования конца 1960-х годов. Суперпозиция вызванных изменений напряжения кислорода в тесте на оперативную память. Регистрация с помощью вживленных электродов. Справа – типичный «детектор» ошибки в хвостатом ядре мозга (из книги: Бехтерева Н. П. Нейрофизиологические аспекты мыслительной деятельности. Л.: Наука, 1971);Б – исследования начала XXI века. Независимые компоненты когнитивных вызванных потенциалов мозга при тесте на математические операции. Регистрация с помощью накожных электродов. Слева – топография компонента, справа – электромагнитная томография низкого разрешения, в центре – временная динамика компонента при правильном и ошибочном выполнении теста (из книги: Kropotov J. D. Quantitative EEG, event related potentials and neurotherapy – Academic Press, Elsevier: 2009).
Как видно из рисунка, негативность ошибки в действительности состоит из трех независимых компонентов, один из которых генерируется в дорсальной (когнитивной) части передней поясной извилины, а другой генерируется нейронами в задней части поясной извилины. Третий компонент генерируется в премоторной области коры за несколько сотен миллисекунд до совершения ошибки. Он локализован в части коры, которая является корковым выходом базальных ганглиев. Как видим, круг замкнулся: детерминаторы ошибок, обнаруженные Натальей Петровной в базальных ганглиях, отражаются в компонентах вызванных потенциалов, генерируемых в премоторной коре, в то время как детекторы ошибок, свидетельствующие о совершенной ошибке и вносящие вклад в негативность ошибки, локализованы в поясной извилине.
Мы не будем здесь подробно останавливаться на теории, которая может быть основана на этих данных. Для нас важно то, что феномен детекции ошибок, впервые открытый Натальей Петровной, показал существование в мозгу специальной системы, в которой ожидаемые действия сравниваются с реальными действиями и в которой полученный сигнал рассогласования используется для последующей коррекции поведения.
Как известно, нет ничего более практичного хорошей теории. Поэтому разработанная Натальей Петровной теория и факт наличия нейронов-детекторов ошибок в поясной извилине позволили подвести нейрофизиологическую основу для применения стереотактической цингулотомии при навязчивых состояниях. Современная цингулотомия – это стереотактическая операция, при которой осуществляется криодеструкция небольшой зоны поясной извилины. Предполагается, что нейроны-детекторы ошибок гиперактивированы у больных с навязчивыми состояниями. Активность этих нейронов заставляет таких больных вновь и вновь корректировать свои действия, которые, по сути, не являются ошибочными, Например, гиперактивность нейронов поясной извилины активирует двигательные нейроны мозга, заставляя больного навязчиво мыть руки до крови, несмотря на то что руки идеально чистые.
В Институте мозга человека выпонены десятки таких стереотактических операций на больных с навязчивыми состояниями, в результате больные смогли вернуться к нормальной жизни. Успехи этих операций позволили ученикам Н. П. Бехтеревой применить цингулотомию для коррекции навязчивых состояний у больных с героиновой зависимостью. Авторы этой методики – Святослав Всеволодович Медведев, Андрей Дмитриевич Аничков и Юрий Израилевич Поляков – ученики Натальи Петровны.
В последние годы феномен детекции ошибок был одной из любимых тем Натальи Петровны. На своем 80-летнем юбилее она выступила с докладом на эту тему в Санкт-Петербургском научном центре. Председательствовал лауреат Нобелевской премии по физике академик Жорес Алферов. Доклад как всегда был сделан блестяще. И нужно было видеть, как горели глаза у этой, уже немолодой, женщины! Об этих глазах нужно сказать отдельно.Впервые я встретился с Натальей Петровной в начале 1972 года, когда после окончания физического факультета Ленинградского государственного университета был принят в аспирантуру. Экзамен мне пришлось сдавать самой Наталье Петровне, причем на английском языке. Потом она стала говорить о проблеме изучения психики с помощью физиологических методов. Я и сейчас помню, каким энтузиазмом горели у нее тогда глаза. Эти глаза производили двойственное впечатление. С одной стороны, это были голубые глаза восторженной, романтически настроенной девушки, которая верит, и верит безоглядно, а с другой стороны, это были бездонные синие глаза умудренного опытом мыслителя, знающего значительно больше, чем все окружающие, и делавшего над собой усилия убедить в своей правоте этих других.
Когнитивные функции базальных ганглиев
Поступив в 1972 году в аспирантуру к Наталье Петровне, я стал читать книги по физиологии мозга и был несколько обескуражен почерпнутой информацией. Дело в том, что клинические наблюдения, доступные к тому времени, однозначно указывали, что базальные ганглии вовлечены в контроль движений. Нарушения этих подкорковых областей мозга были отмечены при болезни Паркинсона (связанной, прежде всего, с ограничением двигательной активности) и при болезни Гантингтона (связанной с появлением непроизвольных движений). Таким образом, классическая концепция о двигательной функции базальных ганглиев была доминирующей в 1960– 1970-х годах. Базальные ганглии назывались тогда элементами экстрапирамидной системы, поскольку отмечались два типа двигательных нарушений: синдром нарушения пирамидного тракта, характеризующийся параличом и спастичностью, и так называемый экстрапирамидный синдром, характеризующийся непроизвольными движениями, мышечной ригидностью и неподвижностью без паралича. Для лечения болезни Паркинсона использовалось лекарство леводопа – предшественник медиатора дофамина, модулирующего переработку информации в базальных ганглиях. В тех случаях, когда лекарства не помогали, использовались стереотаксические операции по разрушению определенных областей в тех же базальных ганглиях.
Мне как начинающему нейрофизиологу было трудно увязать эти данные с основной темой наших исследований – поиском мозговых коррелят мыслительной деятельности при исследовании показателей жизнедеятельности мозга, регистрируемых с электродов, вживляемых в базальные ганглии и таламус. Но Наталья Петровна очень доходчиво мне все объяснила. Во-первых, при нарушении базальных ганглиев страдают не только движения, но и когнитивные функции. Вовторых, мысль, по выражению Сеченова, – это неосуществленное движение. В-третьих, уже первые исследования, проводимые в отделе нейрофизиологии человека, показали, что базальные ганглии вовлечены не только в движения, но и в более сложные функции.
Так, в конце шестидесятых годов Наталья Петровна впервые предложила своему ученику А. С. Трохачеву начать регистрацию активности нейронов с вживленных электродов. Свою книгу об этом параметре он посвятил своему учителю Н. П. Бехтеревой.
Наталья Петровна любила повторять, что ученый, как и хороший артист, должен ставить перед собой сверхзадачу, такую, например, как расшифровка кода мыслительной деятельности. Отстаивая эту позицию, она не всегда находила понимание даже в созданном ею отделе нейрофизиологии человека. Ставя задачу исследования когнитивных функций базальных ганглиев, она поначалу предложила эту тему своему ближайшему сотруднику Владимиру Васильевичу Усову – человеку с инженерным образованием, который, казалось бы, был лишен условностей физиологической науки.
Однако Владимир Васильевич оказался не в состоянии найти правильное решение задачи. Вместо решения сверхзадачи он предложил выбрать более простую задачу, такую как управление движением, а уже потом приступить к более сложной задаче. Таким образом, решение проблемы отодвигалось на неопределенное (и достаточно большое) время.
Да, Наталья Петровна любила ставить большие задачи, она была архитектором. Именно поэтому она настойчиво искала людей, которые могли бы помочь ей в решении намечаемых ею грандиозных проблем. Она обладала большим талантом в нахождении нужных людей. Таким человеком на тот период оказался Павел Владимирович Бундзен – молодой кандидат биологических наук, работавший тогда в отделе экологической физиологии и занимавшийся проблемами адаптации человека в условиях Антарктиды.
По совету Натальи Петровны Павел Владимирович начал подбирать себе группу из исследователей с различным образованием и различными качествами. Это были В. Н. Малышев, художественно-одаренный и романтически настроенный биолог, П. Д. Перепелкин, способный инженер, который с самого начала был настроен на поиск компьютерных возможностей решения проблемы, и Ю. Л. Гоголицын, физик-теоретик, только что окончивший Ленинградский государственный университет и мечтавший решить проблему кода мыслительной деятельности. (Напомню, что в раскрытии генетического кода в 1960-х годах ключевую роль сыграл английский физик Френсис Крик.) Несколькими годами позже к этой группе подключился и я, автор этой статьи.
Уже в те годы были ясно, что вскрыть код мыслительной деятельности без адекватных методов обработки данных невозможно. Точно так же, как и невозможно было решать эту задачу без современных компьютеров, позволяющих переработать огромное количество информации, получаемой в длительных нейрофизиологических исследованиях. Группа начинала работать на компьютере «Минск-32». Тогда компьютеры назывались электронно-цифровыми вычислительными машинами (ЭЦВМ). ЭЦВМ «Минск-32» занимала в Институте экспериментальной медицины бо льшую часть первого этажа здания на Кировском проспекте, как раз под помещениями, где тогда находился отдел нейрофизиологии человека, возглавляемый Натальей Петровной. Числовые данные вводились на перфолентах. Это отнимало много времени, поэтому работали мы в ночное время. Приходили в машинный зал в 6 часов вечера и уходили в 9 часов утра. Нехватка вычислительных ресурсов с лихвой покрывалась энтузиазмом людей, работавших с Натальей Петровной над проблемой мозгового кода мыслительной активности.
Надо сказать, в те годы не все складывалось гладко. Наталье Петровне приходилось решать не только суперсложные научные проблемы, но и преодолевать инертность мышления в научных кругах. В лучшем случае эта инертность выражалось в непонимании или в нежелании понять, в худшем – сопровождалась активной конфронтацией. Так, я вспоминанию спор, начатый В. Мещеряковым о возможных кодах в импульсной активности нейронов. Он написал статью, в которой критиковал исследования Н. П. Бехтеревой. Мы вынуждены были написать ответную статью, в которой сформулировали свои представления и привели огромное количество собственных исследований и исследований на обезьянах, подтверждающих наши представления.
В месте с тем все мы ощущали ограниченность избранного нами подхода. Мы нуждались в методах, с одной стороны, используемых в экспериментах на животных, а с другой стороны, позволяющих вычислять статистическую значимость обнаруженного события на одном отдельном испытуемом.
Вместе с Ю. Л. Гоголицным мы пытались найти адекватное решение этой нетривиальной задачи. Перерыли огромное количество литературы, доступной в то время. Интернета тогда еще не было, поэтому информацию приходилось добывать по крупицам из копий научных статей, отксерокопированных в зарубежных командировках, из научных журналов в Публичной библиотеке и Библиотеке Академии наук. Наталья Петровна всегда привозила из зарубежных поездок свежие научные статьи и книги, которые мы, не избалованные информацией, с жадностью проглатывали. Помогали и многочисленные зарубежные конференции, устраиваемые Натальей Петровной, и посещения зарубежных ученых, которых приглашала Наталья Петровна и которые с удовольствием приезжали посмотреть на диковинные исследования, проводимые в Советском Союзе.
Среди ученых, посетивших отдел, были такие известные специалисты, как Грэй Уолтер и Джон Грузелье из Англии, Росс Эшби, Джони Ойжеман, Эрик Халгрен, Карл Прибрам и Рой Джон из США, Давид Ингвар и Виден из Швеции, Вольф Кайдел и Эдуард Дэвид из Германии, Лайтинен и Ристо Наатанен из Финляндии и многие, многие другие.
Вспоминаю приезд Роя Джона. Авиакомпания «Пан Америкен» потеряла его багаж, и Наталье Петровне пришлось на свои деньги купить ему теплые вещи, поскольку была зима и температура опустилась ниже 20 градусов мороза. В те годы Рой Джон пытался понять механизмы извлечения из памяти в экспериментах на кошках. Он изучал так называемые перистимульные гистограммы, которые получались накоплением реакций нейронов на сенсорные стимулы в течение длительного времени при повторении одних и тех же условий эксперимента. Эксперимент заключался в выработке условных реакций у кошек в ответ на зрительные стимулы. Хотя Рой Джон слыл коммунистом и активно принимал участие в создании Центра нейронаук в Гаване, его статьи печатались в самых престижных журналах, а его методология нейрометрики была восторженно встречена мировой научной общественностью. Для того чтобы наши работы можно было сравнивать с аналогичными исследованиями на животных, мы решили применить нейрометрику в наших исследованиях.
Результаты не заставили себя ждать: мы стали беспрепятственно публиковать наши данные за рубежом. Интересно, что одно из научных издательств решило даже перевести написанную Натальей Петровной со своими учениками книгу на английский язык. Увы, материальные сложности, возникшие с перестройкой, не позволили завершить этот труд.
В 1980 году Наталье Петровне удалось достать фонды для покупки французского миникомпьютера «Плиримат-С». Это был огромный шаг вперед, поскольку бо́льшую часть получения и обработки данных эта машина могла взять на себя. Необходимо было только создать такую компьютерную систему ввода и обработки данных. Эту задачу нужно было решать с нуля, поскольку до нас подобные задачи никем не решались, и соответствующие компьютерные программы, естественно, не могли быть поставлены вместе с «железом». Через год эту задачу выполнили математик С. В. Пахомов, физик Ю. Л. Гоголицын и автор этой статьи. Здесь сказалось гениальное предвидение Натальи Петровны, которая опиралась в решении проблемы нейронного кода мышления прежде всего на представителей точных специальностей, справедливо считая, что любую сверхзадачу можно решить только совместными усилиями специалистов из различных областей науки.
Новая методология потребовала и новых психологических тестов. Надо отметить, что Наталья Петровна уделяла тестам особое внимание. Умно составить тест, с ее точки зрения, было половиной решения задачи. Именно для этих целей в нашу группу был приглашен психолог В. Б. Нечаев. Вместе с Ю. Л. Гоголицыным они заложили основы нейролингвистики – набор психологических тестов и методов обработки данных для ответа на вопрос о механизмах переработки речевых сигналов в мозгу человека.
Другим направлением стало исследование нейрофизиологических механизмов зрительного опознания. Наталья Петровна понимала, что без опоры на эксперименты на животных эту задачу не решить. Она способствовала контактам с Институтом физиологии человека и, в частности, с руководителем лаборатории физиологии зрения Вадимом Давидовичем Глезером. В 1985 году Глезер опубликовал свою монографию «Зрение и мышление».
Для решения задачи о механизмах зрительного опознания мною был предложена идея предъявлять стимулы с помощью специального светодиодного устройства, управляемого компьютером. Это позволило предъявлять стимулы на очень короткие экспозиции, такие, что примерно в половине случаев стимулы не опознавались (хотя и воспринимались) испытуемыми. Подбор экспозиции осуществлялся индивидуально для каждого больного с вживленными электродами.
В приведенных выше тестах мы увидели, что наряду с нейронами, реагирующими на движения или на мысли о движении, в базальных ганглиях встречалось достаточно большое число нейронов, которые реагировали на внешние сенсорные стимулы. Стало ясно, что эти нейроны отражают в своей вызванной активности внешние события, такие как предъявления зрительных и слуховых сигналов. Нам также удалось показать, что если ранние компоненты вызванной активности таких нейронов кодировали физические свойства стимулов, то поздние компоненты отражали их смысловые характеристики. Например, в ряде нейронов эти поздние ответы наблюдались только в случаях, когда больной опознавал зрительный стимул, предъявляемый на пороге опознания. Отсутствие поздних реакций нейронов на стимулы, которые воспринимались испытуемыми («Я что-то видел»), но не идентифицировались («Не могу сказать, что»), свидетельствовали о том, что эти реакции кодировали смысловые характеристики стимулов.
