Лобные доли представляются горлышком бутылки, точкой схождения влияний повреждений, которые могут находиться практически в любом месте мозга3. Это не покажется удивительным, если обратиться к военной аналогии. Ранение лидера сорвет действия многих подразделений на поле боя, порождая отдаленные эффекты. Равным образом, функции лидерства будут нарушены, если перерезать линии коммуникации между фронтом и лидером.
Повреждение лобных долей порождает широкие вторичные эффекты во всем мозге. В то же самое время, повреждение где-либо в мозге запускает вторичные эффекты, нарушающие функции лобных долей. Это уникальное свойство отражает роль лобных долей как «нервного центра» нервной системы с особенно богатой сетью связей, идущих и к другим мозговым структурам, и от них.
Эта уникальная чувствительность лобных долей к заболеванию мозга может быть продемонстрирована многими путями. Шведские ученые Аса Лилия и Йярл Рисберг изучали паттерны нарушения регионального мозгового кровотока (rCBF), вызванного опухолями мозга4. К их удивлению, они обнаружили, что кровоток особенно нарушен в лобных долях, независимо от локализации опухоли. Это было справедливо даже если сама опухоль находилась настолько далеко от лобных долей, насколько это возможно в пределах черепа, так сказать.
Ученые Психиатрического института штата Нью-Йорк изучали паттерны местного кровотока у пациентов, страдающих депрессией5. Нарушение кровотока было более всего выражено в лобных долях, несмотря на тот факт, что серотонин (основной нейротрансмиттер, дефицит которого предполагается ответственным за депрессию) представлен в мозге повсеместно, без особого преобладания в лобных долях. В Швеции Рисберг изучал временные эффекты электрошоковой терапии (ECT) на местный мозговой кровоток6. Снова наибольшие нарушения были найдены в лобных долях, хотя электроды, через которые напряжение доставлялось в мозг, были приложены к височным долям.
В другом исследовании, проведенном в Психиатрическом институте штата Нью-Йорк, здоровым добровольцам давался скополамин, химическое вещество, нарушающее функции ацетилхолина, одного из основных нейротрансмиттеров мозга7. Скополамин давался для экспериментальной имитации расстройства памяти при болезни Альцгеймера. Эксперимент базировался на посылке, что холинергическая трансмиссия в особенности затронута при болезни Альцгеймера. Снова наибольшие нарушения местного мозгового кровотока наблюдались в лобных долях — несмотря на тот факт, что в отличие от некоторых других нейротрансмиттеров, ацетилхолин не является исключительно преобладающим в лобных долях.
Работая в Центре старения и деменции Нью-Йоркского университета, мои коллеги и я показали, что работа лобных долей нарушается на очень ранней стадии деменции типа Альцгеймера8. Это выражается в неспособности принимать решения в неопределенных ситуациях. Учитывая, что большинство ситуаций реальной жизни являются неопределенными, утрата этой способности чревата особенно катастрофическими последствиями.
Но когнитивные изменения наступают также и при нормальном старении. Люди шестидесяти и семидесяти лет нередко замечают, что их память не столь остра как раньше. Но большинство людей не понимают, что так называемые «возрастные» изменения затрагивают функции лобных долей в той же степени, в какой они затрагивают память.
В заключение скажем, что лобные доли более уязвимы и вовлечены в более широкий круг мозговых расстройств — расстройств, относящихся к развитию центральной нервной системы, расстройств нейропсихиатрических, нейрогериатрических и так далее, — чем любая другая часть мозга. Лобные доли имеют исключительно низкий «функциональный порог разрушения». Много лет тому назад это привело меня к заключению, что дисфункция лобной доли является при мозговом заболевании тем же, чем жар при бактериальной инфекции. Оба симптома являются высоко предсказуемыми и часто неспецифическими9. Хьюлингс Джексон понимал это очень хорошо, когда ввел закон «эволюции и диссолюции»10. Согласно этому закону, филогенетически самые молодые мозговые структуры наиболее уязвимы при мозговых заболеваниях. Но я убежден, что уникальная уязвимость лобных долей является той ценой, которую они платят за исключительное богатство их связей. Эффект «суммирования шумов», накопления дефектных сигналов, который вероятно имеет место в префронтальной коре вследствие диффузного повреждения мозга, может быть продемонстрирован вычислительными методами. Мы создали математическую демонстрацию этого эффекта в сотрудничестве с Еленой Артемьевой в Московском университете в конце 1960-х годов, используя в качестве модели параллельные ненадежные автоматы Джона фон Неймана. Клиническим следствием этого заключения является то, что дисфункция лобной доли не всегда свидетельствует о прямом поражении лобных долей. Фактически, в большинстве случаев механизм, вероятно, иной. Чаще всего это отдаленный эффект диффузного, распространенного или удаленного поражения.
Рассмотрим последовательность событий, которая требуется для любого целенаправленного поведения. Во-первых, поведение должно быть инициировано. Во-вторых, должна быть определена задача, сформулирована цель действия. В-третьих, в соответствии с целью должен быть выкован план действий. В-четвертых, в должной временной последовательности должны быть выбраны средства, с помощью которых план может быть выполнен. В-пятых, разнообразные шаги плана должны быть реализованы в соответствующем порядке, с плавным переходом от одного шага к другому. Наконец, должно быть произведено сравнение между задачей и результатом действия. Соответствует ли результат задаче? Является ли он «выполненной миссией» или «провалившейся миссией»? Если «провалившейся», то насколько и в каком именно аспекте задачи? Вкратце, это функции управляющего, ответственного за работу организации. Это также функции лобных долей. Именно поэтому функции лобных долей часто называются «управляющими функциями».
Важность управляющих функций лучше всего можно оценить путем анализа их дезинтеграции вследствие повреждения мозга. Пациент с поврежденными лобными долями сохраняет, по крайней мере до некоторой степени, способность выполнять большинство когнитивных навыков, каждый по отдельности11. Базовые способности, такие как чтение, письмо, простые вычисления, словесное выражение и движения, остаются в значительной степени незатронутыми. Обманчивым образом, пациент будет хорошо выполнять психологические тесты, измеряющие эти функции в изоляции одна от другой. Однако любая синтетическая активность, требующая координации многих когнитивных навыков в связный, целенаправленный процесс, будет серьезно ослаблена.
Но даже беглый обзор нейроанатомии лобных долей позволяет предположить их огромную сложность. Это, в свою очередь, предполагает функциональное разнообразие каждой отдельной части. И действительно, повреждение различных частей лобных долей порождает определенные, клинически весьма различные синдромы. Наиболее распространенные из них — дорзолатеральный и орбитофронтальный синдромы12.
В ранней неврологической литературе дорзолатеральный синдром был известен как «псевдодепрессия». Термин намекает на сходство некоторых пациентов с болезнью лобных долей с пациентами, страдающими депрессией. При обоих заболеваниях присутствует крайняя инерция и неспособность инициировать поведение, иногда в высокой степени. Пациент с тяжелым дорзолатеральным лобным синдромом будет пассивно лежать в кровати, без еды, питья или удовлетворения какой-либо другой потребности. Он не будет с готовностью откликаться на любую попытку вовлечь его в какую-нибудь активность. Он будет выглядеть примерно как пациент с тяжелой депрессией. Но на этом сходство заканчивается. У пациента, страдающего депрессией, — печальное настроение и чувство всепроникающего страдания, а у пациента с дорзолатеральным лобным синдромом наблюдаются плоский аффект и чувство безразличия. Пациент с дорзолатеральным лобным повреждением ни счастлив, ни печален; в некотором смысле, у него нет настроения. Неважно, что происходит с пациентом — хорошее или плохое, — это состояние безразличия будет преобладать.
Безразличие пациентов с дорзолатеральным лобным синдромом иногда доходит до такой крайней степени, что ограничивает их реакцию на боль. Большинство людей слышали о фронтальной лоботомии, нейрохирургической процедуре, разрывающей связи между лобными долями и остальной частью мозга13. Введенная в 1935 году португальским врачом Эгасом Моницем14, фронтальная лоботомия процветала в США в 1940-е и 1950-е годы и с тех пор была дискредитирована и большей частью отвергнута. К счастью или к несчастью, она использовалась чаще всего для лечения психозов. Но она также использовалась для лечения непереносимых болей, редкого заболевания крайнего страдания, не поддающегося медикаментозному лечению.
Фронтальная лоботомия, или родственная ей процедура, называемая «цингулотомией» (перерезка поясной извилины), «вылечивала» таких пациентов, постоянно или временно, от субъективного ощущения страдания, но не от физического ощущения боли15. Странным образом, они продолжали сообщать о своем ощущении боли словами, практически идентичными тем, которые использовались до операции. Но то, что некогда было источником непереносимого страдания, теперь встречалось с крайним безразличием. Боль пациентов больше не беспокоила, несмотря на ее продолжающееся присутствие.
Роберт Яконо, нейрохирург из южной Калифорнии, рассказал мне о пациентке, страдавшей от мучительных и изнуряющих ректальных болей, с депрессией, нарушениями сна и морфинной зависимостью. В результате цингулотомии пациентка больше не обращалась с жалобами на боль, хотя продолжала жаловаться на боль, если ее об этом спрашивали. Впервые за многие месяцы она выглядела успокоившейся. Семья была поражена изменением в ее личности — от крайней требовательности до безразличной послушности. В течение следующих нескольких недель у пациентки заметно улучшился сон и она высказывала значительно меньше спонтанных жалоб. Она также стала крайне внушаемой16.