Войны мозга. Научные споры вокруг разума и сознания

Борегар Марио

На втором этапе эксперимента Джо Камия просил Баха и других участников войти в альфа-состояние, когда звонок прозвенит один раз, и не входить в альфа-состояние, когда звонок раздастся дважды. Довольно много участников смогли входить в альфа-состояние и оставаться в нем по желанию. С этого знаменательного эксперимента, который продемонстрировал, что мозговыми волнами можно произвольно управлять, начался нейрофидбек как научное направление.

Нейрофидбек получил широкую известность десятилетие спустя, когда статья об этом удивительном открытии была опубликованав популярном журнале Psychology Today. В этой статье Камия упоминал: некоторые участники эксперимента сообщали, что при выходе из альфа-состояния чувствовали себя свежими и бодрыми, а другие, по их словам, испытывали ощущение безмятежности, покоя или прилива творческой энергии [79] .

79

Robbins, Symphony in the Brain.

Нейробиолог

из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Барри Стермен стал еще одним первопроходцем в сфере нейрофидбека. В 1965 году он исследовал мозговую активность во время внутреннего торможения – процесса, при котором условный рефлекс тормозится ввиду недостатка подкрепления. В одном из экспериментов в его лаборатории участвовало тридцать кошек. Посаженные в клетки и лишенные пищи, эти кошки приучились нажимать лапой рычаг, чтобы получить награду – порцию куриного бульона или молока. Электроды ЭЭГ были размещены на сенсорно-двигательной коре мозга каждой кошки – в той части мозга, которая участвует в сенсорных функциях, в контроле и осуществлении движений.

Как только кошки привыкли нажимать рычаг, чтобы получить награду, процесс выработки условного рефлекса видоизменили. Теперь кошкам приходилось ждать, пока не прекратится звук, и лишь потом нажимать рычаг, чтобы получить награду. Кошки научились сидеть совершенно тихо, но внимательно слушать в ожидании, когда звук прекратится. Барри Стермен выяснил, что на ЭЭГ неизвестный ритмический сигнал в диапазоне 12–16 Гц сопровождал эту моторную неподвижность. Этот новый сигнал ЭЭГ он назвал сенсомоторным ритмом (или СМР). Естественно, Стермен задумался, можно ли приучить кошку вызывать СМР. В течение примерно года его ассистенты по часу в день три-четыре раза в неделю тренировали десять кошек. И действительно, кошки научились вызывать СМР.

Вскоре после этого командование ВВС США обратилось к Стермену с предложением протестировать негативное влияние монометилгидразина на когнитивные функции. Известно, что этот компонент ракетного топлива способен вызывать эпилептические припадки; считалось, что он действует и на рабочих, занятых в производстве этого вещества, и даже на астронавтов. Стермен принял предложение ВВС и ввел это вещество пятидесяти кошкам. По прошествии часа у большинства кошек начались судороги. Но у троих припадка так и не случилось. Стермен выяснил, что эти три кошки участвовали в его предыдущем эксперименте и научились вызывать СМР. Он выдвинул предположение, что после тренинга СМР двигательная кора головного мозга этих кошек стала лучше сопротивляться медленным тета-волнам, причастным к стимуляции судорог.

Следующим шагом Стермена было выяснение, есть ли СМР у человека. ЭЭГ, проведенная у пациентов с удаленной из-за рака частью черепа, подтвердила существование этого ритма у людей, и Стермен решил проверить правильность идеи, согласно которой люди обладали способностью вызывать СМР.

Он поручил своему лаборанту Сиду Россу сконструировать аппарат для нейрофидбека – простое электронное устройство с двумя лампочками, красной и зеленой, – и в 1972 году использовал этот прибор в работе с первым участником-человеком, двадцатитрехлетней Мэри Фэрбенкс. С восьмилетнего возраста она страдала острыми большими эпилептическими припадками, которые повторялись не реже двух раз в месяц. Стермен выяснил, что когда Фэрбенкс вызывала СМР и подавляла низкочастотные волны, способствующие припадкам, на аппарате загоралась зеленая лампочка. Когда Фэрбенкс находилась за пределами диапазона СМР или была не в состоянии блокировать медленные волны, включалась красная. Стермен просил Фэрбенкс следить за тем, чтобы зеленая лампочка горела как можно чаще, а красная – как можно реже. Участница эксперимента тренировалась по часу в день два раза в неделю на протяжении трех месяцев. К концу тренинга ее припадки практически полностью прекратились.

Стермен написал научную статью об эксперименте с участием Мэри [80] . В 1976 году он получил грант Национального института неврологических расстройств и инсульта при Национальных институтах здравоохранения (NIH) на проведение пробного исследования, направленного на демонстрацию эффективности протокола обучения СМР. Исследование было разработано на основе модели А-В-А.

Восемь пациентов с эпилепсией в течение трех месяцев тренировались усиливать волны СМР и препятствовать низкочастотным волнам. Как и ожидалось, количество припадков заметно снизилось. (Это была первая А-часть

исследования.) По прошествии трех месяцев протокол изменили: пациентов – которым не объясняли, чем они занимаются, – учили увеличивать низкочастотные волны и снижать СМР. Неудивительно, что эпилептические припадки у них участились (В-часть исследования). Три месяца спустя протокол опять поменяли. Теперь, как и на первом этапе исследования, пациенты должны были снижать частоту припадков, усиливая СМР. И опять частота возникновения судорог существенно снизилась. (Это вторая А-часть.) Эти впечатляющие результаты были опубликованы в журнале Epilepsia в 1978 году [81] . Несколько лет спустя, благодаря еще одному гранту NIH, Стермен смог воспроизвести свои результаты, на этот раз при участии 24 пациентов.

80

M. B. Sterman, L. R. Macdonald and R. K. Stone, “Biofeedback Training of the Sensorimotor Electroencephalogram Rhythm in Man: Effects on Epilepsy,” Epilepsia 15 (1974): 395–416.

81

M. B. Sterman and L. R. Macdonald, “Effects of Central Cortical EEG Feedback Training on Incidence of Poorly Controlled Seizures,” Epilepsia 19 (1978): 207-22.

С 70-х годов ХХ века новаторские эксперименты Стермена были повторены в нескольких других лабораториях. За последнее десятилетие были проведены два независимых метаанализа с целью оценки влияния тренинга СМР на эпилепсию. В целом эти метаанализы охватывали 87 исследований. Их результаты показали, что протокол СМР приводит к значительному снижению частоты припадков у примерно 80 % больных эпилепсией, прошедших тренинг нейрофидбека такого типа, причем эффект сохраняется, даже когда противосудорожные препараты не действуют [82] .

82

M. B. Sterman, “Biofeedback in the Treatment of Epilepsy,” Cleveland Clinic Journal of Medicine 77 (2010): S60-S67.

* * *

Исследования показали, что у примерно 5 % детей наблюдается синдром дефицита внимания (СДВ) и синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) [83] , – проблемы развития, распространенные в детском возрасте. Дети с такими нарушениями невнимательны, импульсивны, а в случае СДВГ – гиперактивны. Им трудно усидеть на месте и надолго сосредоточиться на чем-то одном. СДВ и СДВГ негативно сказываются на академической успеваемости и приводят к повышению риска антисоциальных расстройств и наркомании во взрослом возрасте [84] .

83

Russell A. Barkley, Attention Deficit Hyperactivity Disorder: A Handbook for Diagnosis and Treatment (New York: Guildford, 1996).

84

S. Mannuzza et al., “Educational and Occupational Outcome of Hyperactive Boys Grown Up,” Journal of the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry 36 (1997): 1222-27.

У детей с СДВГ замечено обилие тета-волн в лобной доле – части головного мозга, которая играет важную роль в организации поведения и управлении эмоциями. Некоторые ученые считают, что этот избыток медленных волн препятствует эффективной коммуникации лобной доли с другими структурами головного мозга.

К 1972 году Джоэл Лабар, исследователь-психолог из Университета Теннесси в Ноксвилле, изучал СДВ и СДВГ уже несколько лет. Когда ему попалась первая опубликованная Барри Стерменом статья о тренинге нейрофидбека для пациентов с эпилепсией, он сразу понял, что эти результаты применимы и в работе с людьми, страдающими СДВ и СДВГ. В 1976 году Лабар переехал в Лос-Анджелес, чтобы в течение года вести работу совместно со Стерменом.

В предварительном исследовании Лабар применил протокол Стермена к четырем детям, у которых был диагностирован СДВГ. Как и Стермен, Лабар использовал модель А-В-А. Детей тренировали, пока психологические тесты не показали исчезновение у них симптомов. Затем начиналась обратная тренировка, пока тесты не начали показывать, что симптомы вернулись. И наконец детей снова стали тренировать, как вначале, пока тесты и ЭЭГ не подтверждали отсутствие симптомов. Протокол работал превосходно, предположения Лабара подтвердились.