К шлему ЭЭГ прикреплено сто двадцать восемь электродов, каждый из них крепится к лоскутку резиновой сетки. От каждого электрода отходит провод, все они сгруппированы и подключены к устройству, похожему на усилитель, небольшому металлическому кубу. Усилитель подключен к самому современному ноутбуку, который только можно купить в обычном магазине.
ЭЭГ работает совсем иначе, чем фМРТ. Когда нейроны активизируются, или «загораются», они излучают электрическую активность – крошечные колебания напряжения, которые можно обнаружить на коже головы. Как правило, измерить электрическую активность одного нейрона невозможно, разве что имплантировать электроды непосредственно в мозг (что требует весьма дорогостоящей и рискованной нейрохирургической операции). Нейроны срабатывают пучками, и общее изменение напряжения, производимое группой нейронов, можно зафиксировать даже вне черепа. Крошечный сигнал должен быть проведен через усилитель, чтобы стать более различимым, но тем не менее обнаружить его вполне возможно.
Когда мы говорим, что часть мозга становится «активной» (например, когда во время мысленной игры в теннис премоторная кора на мониторе загорается), то имеем в виду, что множество нейронов на определенном участке «вспыхивают» сильнее, чем до того, как вы представили игру в теннис. Это приводит к изменению электрической активности, и мы можем его обнаружить с помощью электродов ЭЭГ. Конечно, конструкция неидеальна из-за обратной задачи – то есть электрический сигнал, поступающий на электрод на голове, может исходить из любой комбинации различных нейронов. Нейроны, расположенные непосредственно под электродом, вполне могут срабатывать, однако другие, находящиеся дальше, также могут присовокупить свою энергию к этому сигналу. Количество и комбинации нейронов практически бесконечны, а это означает, что связать сигнал ЭЭГ с точным местоположением в мозге невозможно. Мы предприняли некоторые попытки улучшить конструкцию. Полезно было бы сочетать ЭЭГ с фМРТ, например, наряду с некоторыми новыми статистическими методами, которые сейчас у нас в разработке, однако ЭЭГ по-прежнему сталкивается с обратной задачей.
ЭЭГ к тому же обладает ограниченными возможностями, так как все электроды прикреплены к коже головы, то есть бо́льшая часть мозговой деятельности, которую можно обнаружить, происходит вблизи поверхности мозга. У нас нет шансов уловить активность нейронов в области парагиппокампа, например, который участвует в механизмах консолидации памяти. Он находится в глубине мозга, слишком далеко от поверхности.
Дамиан вытащил из миски сетку ЭЭГ, с которой капала вода, и пояснил:
– Обычно хороший сигнал держится от получаса до сорока пяти минут, пока губки не высохнут.
Он аккуратно прикрепил сетку на голову Леонарда. Вода потекла по лицу пациента, а Дамиан осторожно сдвигал сетку, стараясь надеть ее как можно плотнее и удобнее.
– Дома ему хорошо, я знаю, – сказала Уинифред. – Он раскрывает пальцы, разжимает кулаки. Чувствует ли он что-то? Мне кажется, контакт есть. Ему делают массаж. Но если Леонард не хочет, чтобы до него дотрагивались, то будет хмуриться и морщить лоб. Если с ним общаться днем, найти ему занятие, к вечеру он устает и спит всю ночь, до утра.
И снова меня поразило, с каким спокойствием Уинифред приписывала Леонарду мысли, чувства, отношение к происходящему. Она, безусловно, чувствовала то, о чем говорила, а вот что ощущал Леонард? Исследуя серую зону, мы поняли, что сознание вовсе не обязательно единая и неделимая сущность. Его нельзя просто включить или выключить. Там нет черного и белого. Зато есть множество оттенков серого цвета.
– Вот что, дружище, сейчас я вставлю эти наушники тебе в уши, – сказал Дамиан.
– Надо поработать с твоим разумом! – воскликнула Уинифред.
Дамиан подключил усилитель, открыл ноутбук и запустил программу, заметив при этом:
– Нам придется посидеть тихо, чтобы не отвлекать Леонарда.
В комнате все замолчали и внимательно посмотрели на Леонарда. Особый способ визуализации мозга, который мы получаем с помощью нашего ЭЭДжипа, стал возможным благодаря резкому увеличению скорости вычислений, развитию компьютерного оборудования. Мы можем анализировать огромные объемы данных в режиме реального времени, задавая вопросы и интерпретируя ответы, пока пациент сидит «под сетью». Система ЭЭГ стала гораздо более совершенна по сравнению с прошлыми аппаратами того же направления. Когда в 1997 году мы сканировали Кейт, нам пришлось самим написать бо́льшую часть компьютерного кода для анализа данных. И это было нелегко. У программного обеспечения MATLAB не имелось симпатичного интерфейса, как, скажем, у программы MS Word. Без соответствующей подготовки в области компьютерных вычислений разобраться в ней не было никакой возможности. Мы работали без инструкций и руководств, без систем помощи и подсказок – мы импровизировали. Сегодня многое изменилось. Программное обеспечение для анализа данных ЭЭГ, конечно, не купить в обычном магазине, однако оно доступно научному сообществу, и его члены часто обмениваются кодом.
Леонард сидел тихо, слушая звуки, которые мы запускали ему в наушники. Мы не могли слышать того, что, предположительно, слышал Леонард, хотя и не знали наверняка, слышит ли он что-нибудь вообще. Нам оставалось подождать и взглянуть на данные. В наушники Леонарду «набулькивали» слова и словосочетания, тщательно подобранные Дамианом. Слова звучали парами. Некоторые пары были явно связаны друг с другом, например «стол» и «стул», другие, например «собака» и «кресло», оказались рядом случайно. В научных кругах те, кто знаком с ЭЭГ, называют это N400. Когда слова представлены парами, второе слово в паре создает больший электрический разряд в вашем мозге, если оно никак не связано с первым. Почему – не совсем ясно, хотя мы думаем, что это как-то связано с психологическим феноменом под названием «прайминг» – то есть процесс фиксирования установки. Процесс фиксирования установки связан с ожиданием: когда вы слышите слово «стол», ваш мозг ожидает, что следующим словом может быть «стул», поскольку «стол» и «стул» часто звучат вместе. Точно так же, когда вы слышите слово «собака», то ожидаете сразу же услышать и слово «кошка». В некотором смысле мозг «удивляется» больше, когда после слова «собака» слышит «стул», чем когда за словом «стол» следует «стул», и эта неожиданность регистрируется как заметное изменение активности мозга. Тот факт, что одно и то же слово может вызывать различную мозговую деятельность, в зависимости от слова, которое стояло до него, должен означать, что наш мозг обрабатывает информацию о связи между словами, то есть наш мозг должен понимать, что «стол» и «стул» связаны более тесно, чем «собака» и «стул». Мозг обрабатывает смысл. Нечто похожее происходит, когда мы слышим фразу вроде: «Человек поехал на работу на картофелине». Эти слова приводят к большему изменению электрической активности, чем: «Человек поехал на работу на машине». Какова сила неожиданного финала!
За окном проехал автомобиль. В комнате стояла тишина. Почти мистическая. Леонард, казалось, то засыпает, то просыпается. В его наушниках звучала странная «поэма» Дамиана:
В дополнение к нескольким сотням пар родственных и не связанных друг с другом слов мы проиграли Леонарду тот же сигнал коррелированного шума, что использовали и для тестирования Дебби более пятнадцати лет назад. Короткие всплески тщательно контролируемого шума, подобно статике от старого радио, которая проскакивает между радиостанциями, когда вы поворачиваете циферблат. Оценивая, была ли электрическая активность разной для родственных и несвязанных пар слов и производили ли слова изменения, отличающиеся от сигнально-коррелированного шума, мы надеялись выяснить, на что способен мозг Леонарда. В сущности, похоже на то, как мы исследовали Дебби, только на сей раз мы использовали оборудование раз в шестьдесят дешевле и проводили эксперимент в гостиной Леонарда.
Тестирование с помощью ЭЭГ заняло довольно много времени, но вот наконец мы закончили. Дамиан осторожно просунул пальцы под сетку по обе стороны головы Леонарда и потянул, снимая «шапочку». Тот не шелохнулся. Он вообще почти не двигался в течение исследования. Это было очень важно: чем меньше движения, тем больше вероятность того, что мы получим хорошие, чистые данные из мозга Леонарда.
Дамиан упаковал оборудование, и мы все вместе, включая Уинифред, вышли к нашему ЭЭДжипу. Я заметил припаркованный на подъездной дорожке серый «Форд Мустанг». Такой автомобиль совсем не вязался с характером Уинифред, и я спросил ее, чья это машина.
– Любимая машина Леонарда. Я иногда катаю его на ней. И вижу, что ему это очень нравится!
ebooksa