Хотя многие исследователи уже в то время задумывались о том, что участки человеческого мозга могут распределять между собой обязанности примерно так же, как участки собачьего мозга, доказательств в пользу этого предположения было слишком мало.
Получить такие доказательства и создать запоминающийся образ, который помог сделать карту мозга частью нашей культуры, смогли только ученые XX века.
Как придумали кортикального гомункулуса
В переводе с латыни слово «гомункулус» означает «крохотный человечек» [81]. Алхимики XVI века считали, что крошка-гомункул сидит в глубинах нашего мозга и управляет телом, словно гигантским роботом. Лучшего образа для отображения моторной коры, которая управляет нашими движениями, и сенсорной коры, отвечающей за восприятие и ощущения, не придумаешь!
Но прежде чем гомункулус мог перекочевать со страниц алхимических трактатов в серьезные научные статьи, нужно было получить достаточно доказательств, что такое явление, как зональность мозга, действительно существует и имеет отношение не только к животному, но и к человеческому мозгу.
Хотя первые шаги в этом направлении исследователи сделали еще в середине прошлого века, недостающий фрагмент ответа на вопрос о том, как мозг заставляет людей двигаться и воспринимать мир, удалось получить только в XXI веке.
Корбиниан Бродман, регионы головного мозга и моторная кора
Корбиниан Бродман родился в 1868 году в Лиггерсдорфе – деревушке на юге Германии [82]. Он был сыном служанки по имени Софи Бенклер и богатого землевладельца Йозефа Бродмана. Отец женился на матери и признал Корбиниана собственным сыном, только когда тому исполнилось 18 лет. Даже имя мальчику придумали не родители, а сельский священник.
В юности Бродман не блистал особыми талантами. Школьный учитель из начальной школы в Лиггерсдорфе так и записал в классной книге: «Хотя у Бродмана были слабые способности, он пошел в среднюю школу». Впрочем, это не помешало юноше получить неплохое медицинское образование: во время учебы он даже послушал лекцию нобелевского лауреата Вильгельма Конрада Рентгена – изобретателя рентгеновского аппарата. Устройством же головного мозга Бродман увлекся только после того, как сдал выпускной экзамен и получил разрешение работать врачом.
В 1896 году Бродман подхватил дифтерию и по тогдашнему обычаю отправился лечиться на курорт Александерсбад в Еловых горах. Там он не только выздоровел, но и познакомился с неврологом Оскаром Фогтом, который предложил молодому доктору – раз уж он все равно тут – поработать в психиатрическом отделении Александерсбада. Именно Фогт заразил Бродмана страстью к психиатрии и гипнозу.
В то время Александерсбад был самым модным курортом Германии. Туда приезжали поправить здоровье и подлечить нервы в том числе и члены богатейшей оружейной династии Крупп. Со временем друг и работодатель Бродмана Оскар Фогт стал лечащим врачом «пушечного короля» Альфреда Круппа, который с удовольствием спонсировал его исследования. На эти деньги Фогт и Бродман основали Нейробиологическую лабораторию Берлинского университета и получили карт-бланш на самые невероятные эксперименты, которые только могли прийти им в голову.
В берлинской нейробиологической лаборатории Бродман с 1901 по 1920 год исследовал гипноз, астроциты – клетки-«няньки», которые кормят и обслуживают нейроны, связь кровотока с активностью мозга и многое-многое другое. Но славу ему принесли работы по цитоархитектонике мозга – так называется научное направление, изучающее расположение и связи нейронов в головном мозге.
Это направление было новаторским. В то время почти никто цитоархитектоникой не занимался. Чтобы изучать расположение клеток мозга, Бродману пришлось самостоятельно сконструировать подходящий микроскоп, научиться делать тончайшие срезы мозга, окрашивать их и фотографировать результаты. Микрофотографии Бродмана до сих пор удивляют качеством и детальностью. Ими вполне можно иллюстрировать и современный учебник.
Во времена Бродмана большинство исследователей считали, что функции мозга четко закреплены за конкретными участками коры. Но Бродман предполагал, что нейроны образуют пусть сложную и разветвленную, но все-таки единую сеть. Он считал, что мозг добивается выполнения очень сложных задач, активируя разные участки нейронной сети в различных комбинациях. Теперь мы точно знаем, что нейросети существуют – Бродман был прав.
Бродман исследовал не только человеческий мозг. В процессе исследований он изготовил срезы головного мозга 64 видов позвоночных животных и тщательно их описал. В итоге у него накопилось множество данных, позволивших увидеть в расположении клеток мозга закономерности, общие для животных и людей.
Сопоставив эти данные, Бродман выявил и описал различия в участках складчатой поверхности мозга, которые мы сегодня знаем под именами моторной, префронтальной, зрительной и обонятельной коры. На основании этих чисто анатомических данных он и создал первую в истории карту коры головного мозга, но какие функции выполняли ее участки, которые анатомически отличались друг от друга, он не знал.
Как и многие амбициозные исследователи, Бродман не хотел ограничиваться только анатомическим описанием участков коры. Он мечтал разобраться, за что они отвечают и какими функциями управляют. К сожалению, для изучения функций головного мозга в то время было мало технических возможностей.
Тем не менее у Бродмана уже имелись данные нескольких исследований по электрической стимуляции разных участков головного мозга животных, подтверждавшие, что чисто анатомические участки, которые ему удалось обнаружить, действительно выполняют различные задачи.
Например, Бродман описал центральную область номер 4 коры головного мозга, которая делит мозг на переднюю и заднюю половинки, словно дуга от наушников или ободок. Сегодня ее называют зоной Бродмана.
Из исследований по электрической стимуляции мозга у обезьян уже было известно, что воздействие на зону Бродмана провоцирует движения тела у животных [83].
Тогда Бродман сделал следующий шаг – сопоставил строение области 4 у людей и обезьян. Он пришел к выводу, что, хоть у людей область 4 меньше и устроена немного иначе, она так похожа на обезьянью, что, скорее всего, тоже отвечает за движение.
Этот факт
