Смерть замечательных людей: ломик в голове и начало нейронаук
Сто семьдесят лет назад в США разыгралась трагедия, результат которой стал классическим в истории нейронаук. Тогда жизнь и смерть рядового человека позволили впервые по-новому взглянуть на возможности человеческого мозга. Некоторые считают эту дату ключевой для старта развития современной нейробилогии. История жизни и смерти Финеаса Гейджа стала одной из 30 глав вышедшей три дня назад книги «Смерть замечательных людей», которую написали создатели этого блога, Алексей Паевский и Анна Хоружая. Мы советуем всем заказать эту книжку прямо на сайте издательства «Пятый Рим». А максимально дополненную главу про Гейджа публикуем сейчас.
Итак, перед вами - рядовой дагерротип, фотография на стеклянной пластинке, сделанная в 1850-х годах. Человек средних лет, со слепой левой глазницей и шрамом на челюсти, держит в руке железный лом. Казалось бы, какое отношение эта картинка имеет к нейронаукам? Все очень просто: это портрет Финеаса Гейджа, одного из самых известных нейропациентов, так называемый «американский случай с ломиком».
Anamnesis vitae
Финеас Гейдж был никому не известным рабочим, простым строителем железной дороги. Мы даже не знаем дня его рождения - только год (называют дату 9 июля, но она неточна): 1823-й. Знаем, что он был первым из пяти детей Джесси Итона Гейджа и Энн Трасселл Гейдж, в девичестве Свитленд. Мы знаем, что Гейдж был человеком прекрасного здоровья, сильным, с необычайно развитой мускулатурой, ростом 168 сантиметров и весом 68 килограммов.
13 сентября 1848 года он уже в статусе бригадира (некоторые называют его прорабом) занимался взрывными
работами, прокладывая сквозь горы железную дорогу из Рутленда в Берлингтон на участке, расположенном на юге города Кавендиш, штат Вермонт. В полпятого вечера Финеас готовил очередной взрыв и услышал голоса людей за спиной. Он повернулся через правое плечо и открыл рот, чтобы сказать: «Что ж вы тут делаете? [вырезано цензурой]» - как в этот момент внезапно раздался взрыв, и в голову Гейджу прилетел железный ломик диаметром 3,2 сантиметра, длиной 1,1 метра и весом в 6 килограммов.
Тот самый ломик, которым он утрамбовывал заряды в отверстия (опять же, некоторые источники утверждают, что взрыв произошел от искры, высеченной ломиком). Тот самый ломик, с которым он будет фотографироваться, и который потом, работая в Чили, будет просить своего родственника забрать как памятную вещь из анатомического музея.
Записка Гейджа от 26 августа 1854 года с просьбой забрать ломик
Железный прут пронзил голову снизу вверх, от угла нижней челюсти, прошел за левым глазом рабочего и вышел вверху, пробив лобную кость. Ломик позже нашли в 30 метрах от Гейджа - настолько силен был взрыв. Инструмент, «измазанный кровью и мозгом», подобрал один из его рабочих.
Как ни странно, Гейдж не просто выжил, но и пришел в себя через пару минут. Более того, он даже мог ходить.
Его посадили в упряжку и отвезли за три четверти мили в пансионат, где жили рабочие. Когда приехал доктор, местный эскулап Джон Харлоу, пациент сказал: «Здесь достаточно работы для вас» - и вытошнил примерно полчашки своего мозга на пол.
Джон Харлоу
Сам Харлоу говорил, что он только перевязал раны, а исцелил Гейджа Бог. Однако на самом деле врач оказал квалифицированную помощь: он очистил рану Гейджа, вынул мелкие осколки костей, удалил несколько крупных фрагментов черепа, которые были не до конца выбиты ломиком, закрыл рану влажным компрессом. Хирургическое лечение Харлоу отверг, дабы иметь доступ к ране и обрабатывать ее.
Через несколько дней на открытом мозге Гейджа развилась грибковая инфекция, и он впал в полукоматозное состояние. Семья уже купила гроб , однако Гейдж не оправдал их ожиданий и решил пойти на поправку. Через две недели после травмы Харлоу удалил из абсцесса под кожей Гейджа около 8 унций гноя (примерно 250 миллилитров). Если бы этот гной попал в мозг, гроб бы все-таки пригодился. Тем
не менее через два месяца Гейдж вернулся к жизни, залечив и рану, и инфекцию, в нее занесенную. Дневник Харлоу свидетельствует: 18 ноября Гейдж спокойно мог гулять около своего дома и не испытывал боли в голове.
Прижизненный слепок с головы Гейджа, показывающий нарушения в глазнице и заросшую дыру в черепе.
На 1 января 1849 года наш герой уже вел нормальный образ жизни. Впрочем, некоторая слабость оставалась и через год после лечения, полноценное физическое восстановление наступило через четыре года. В год травмы вышло и подробное описание клинического случая Гейджа, сделанное его лечащим врачом, доктором Джоном Харлоу. Статья в бостонском медицинском и хирургическом журнале получила название Passage of an Iron Rod through the Head («Прохождение железного ломика сквозь голову»). Сейчас этот
исторический документ, написанный 27 ноября 1848 года, доступен онлайн.
Сам же Финеас продолжал обычную жизнь. Вот только… как говорили друзья, «это был уже не Гейдж». Он стал агрессивен, склонен к депрессиям, импульсивен, капризен и глуп. Правда, есть мнение, что изменения были временными, если говорить точнее - перемежающимися, возвращающимися.
Его сестра и мать впоследствии сообщали журналистам, что хотя Гейдж и страдал от амнезии, но не настолько, чтобы это мог заметить человек, не знающий его близко. Они также ничего не упоминали о вспыльчивости и неконтролируемом поведении. Но родственники часто обеляют своих близких.
Тем не менее в любом случае человек с проткнутым мозгом прожил еще 12 лет. Он работал кучером дилижанса в США, какое-то время даже сумел поработать в Чили на такой же работе. Кстати, в это время о нем тоже сохранились свидетельские показания - и никаких проблем с импульсивностью вроде бы не было. Врач, знавший Гейджа по Чили, писал, что он «все еще занимается вождением [дилижанса] и демонстрирует отличное здоровье без проблем в ментальной сфере». Судя по всему, нейропластичность и социальная адаптация сделали свое дело - и Финеас Гейдж сумел вернуться к нормальной жизни.
Увы - не очень надолго.
Anamnesis morbi
В феврале 1860 года у вернувшегося в США Гейджа начались эпилептические припадки, и в итоге 21 мая того же года после суточной серии припадков Гейдж скончался. Кровопускание, проведенное экстренно вызванным врачом, не помогло. В 1866 году Харлоу, потерявший Гейджа из вида, узнал о его смерти и договорился с семьей об эксгумации черепа в медицинских и научных целях. Уже тогда череп Финеаса Гейджа привел к мини-революции в понимании работы мозга человека.
Череп Гейджа и тот-самый-ломик
Дело в том, что, по тогдашним представлениям, после повреждения лобных долей мозга Гейдж должен был утратить свои высшие человеческие качества и перестать контролировать животные инстинкты (возможно, именно этими представлениями была вызвана преувеличенная оценка изменений личности Гейджа).
Однако способность мозга восстанавливать свои функции опровергала тогдашние теории. Этот случай стал на полторы сотни лет хит-парадом всех медицинских диковинок и странностей. Загадку Гейджа
смогли разгадать в 2012 году исследователи под руководством Джона Ван Хорна (John Van Horn) из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Они провели компьютерную томографию черепа Гейджа, который хранится в Варреновском анатомическом музее Гарвардской медицинской школы. Результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS One.
Трактограмма Гейджа
Сравнив результаты компьютерной томограммы черепа Гейджа с диффузной тензорной трактографией (один из вариантов МРТ, который определяет, как соединяются различные области мозга проводящими путями белого вещества) 110 25-36 летних мужчин-правшей с приблизительно схожим объемом мозга, неврологи смогли понять, какие области мозга превратил в кашу ломик и вытошнил под ноги своему врачу молодой строитель.
Гейдж утратил около четырех процентов коры головного мозга и одиннадцать процентов белого вещества, лом фактически провел ему лейкотомию (или, говоря более привычным термином, лоботомию), поскольку сама кора была повреждена лишь в области лобной доли левого полушария, но одновременно нарушились связи с левой височной и правой лобной долями, а также с лимбической системой, которая «отвечает»
Ну и в заключение рассказа о случае Финеаса Гейджа - послесловие. Взгляните на это полотно.
Портрет Грегора Бачи
Перед вами картина, созданная в XVI веке в Венгрии, ее до сих пор можно увидеть в замке Амбрас эрцгерцога Фердинанда II в австрийском Инсбруке. Собственно говоря, большой любитель искусств Фердинанд и включил портрет в свою роскошную коллекцию. На нем изображен венгерский
дворянин Грегор Бачи, который получил, в общем, типичную для рыцарских турниров травму: копье по нисходящей траектории вошло в правую глазницу и вышло через шею. Что же удивительного в этом? А то, что Грегор Бачи после этой травмы, судя по всему, выжил. Именно этим и объясняется и создание самой картины, и наличие аналогичной гравюры XVI века.
Возможно ли это? Вполне возможно. В 2010 году журнал Lancet описал случай, когда рабочий упал со строительных лесов при работах под потолком храма с высоты 14 метров и «наделся» на прут железной арматуры, который прошел параллельно плоскости Франкфорта (воображаемая плоскость,
проходящая через нижний край глазной орбиты и верхний край мочки уха).
Иллюстрация клинического случая из Lancet
Тем не менее пациент выжил, прошел через две операции - удаление металлического прута и, собственно, устранение черепно-мозговой травмы, косметическую хирургию, после чего некоторое время страдал головными болями и умеренной диплопией (двоением в глазах), но через пять лет после травмы был полностью здоров (за вычетом потерянного глаза). Что еще раз говорит о пластичности мозга и способности человека к выживанию.
Ну и напоследок хотим адресовать вас к нашей книжке «Смерть замечательных людей», в которой собрано много интересных клинических случаев, некоторые которые имели критическое значение для развития нейронаук.
Итак, перед вами - рядовой дагерротип, фотография на стеклянной пластинке, сделанная в 1850-х годах. Человек средних лет, со слепой левой глазницей и шрамом на челюсти, держит в руке железный лом. Казалось бы, какое отношение эта картинка имеет к нейронаукам? Все очень просто: это портрет Финеаса Гейджа, одного из самых известных нейропациентов, так называемый «американский случай с ломиком».
Anamnesis vitae
Финеас Гейдж был никому не известным рабочим, простым строителем железной дороги. Мы даже не знаем дня его рождения - только год (называют дату 9 июля, но она неточна): 1823-й. Знаем, что он был первым из пяти детей Джесси Итона Гейджа и Энн Трасселл Гейдж, в девичестве Свитленд. Мы знаем, что Гейдж был человеком прекрасного здоровья, сильным, с необычайно развитой мускулатурой, ростом 168 сантиметров и весом 68 килограммов.
13 сентября 1848 года он уже в статусе бригадира (некоторые называют его прорабом) занимался взрывными
работами, прокладывая сквозь горы железную дорогу из Рутленда в Берлингтон на участке, расположенном на юге города Кавендиш, штат Вермонт. В полпятого вечера Финеас готовил очередной взрыв и услышал голоса людей за спиной. Он повернулся через правое плечо и открыл рот, чтобы сказать: «Что ж вы тут делаете? [вырезано цензурой]» - как в этот момент внезапно раздался взрыв, и в голову Гейджу прилетел железный ломик диаметром 3,2 сантиметра, длиной 1,1 метра и весом в 6 килограммов.
Тот самый ломик, которым он утрамбовывал заряды в отверстия (опять же, некоторые источники утверждают, что взрыв произошел от искры, высеченной ломиком). Тот самый ломик, с которым он будет фотографироваться, и который потом, работая в Чили, будет просить своего родственника забрать как памятную вещь из анатомического музея.
Записка Гейджа от 26 августа 1854 года с просьбой забрать ломик
Железный прут пронзил голову снизу вверх, от угла нижней челюсти, прошел за левым глазом рабочего и вышел вверху, пробив лобную кость. Ломик позже нашли в 30 метрах от Гейджа - настолько силен был взрыв. Инструмент, «измазанный кровью и мозгом», подобрал один из его рабочих.
Как ни странно, Гейдж не просто выжил, но и пришел в себя через пару минут. Более того, он даже мог ходить.
Его посадили в упряжку и отвезли за три четверти мили в пансионат, где жили рабочие. Когда приехал доктор, местный эскулап Джон Харлоу, пациент сказал: «Здесь достаточно работы для вас» - и вытошнил примерно полчашки своего мозга на пол.
Джон Харлоу
Сам Харлоу говорил, что он только перевязал раны, а исцелил Гейджа Бог. Однако на самом деле врач оказал квалифицированную помощь: он очистил рану Гейджа, вынул мелкие осколки костей, удалил несколько крупных фрагментов черепа, которые были не до конца выбиты ломиком, закрыл рану влажным компрессом. Хирургическое лечение Харлоу отверг, дабы иметь доступ к ране и обрабатывать ее.
Через несколько дней на открытом мозге Гейджа развилась грибковая инфекция, и он впал в полукоматозное состояние. Семья уже купила гроб , однако Гейдж не оправдал их ожиданий и решил пойти на поправку. Через две недели после травмы Харлоу удалил из абсцесса под кожей Гейджа около 8 унций гноя (примерно 250 миллилитров). Если бы этот гной попал в мозг, гроб бы все-таки пригодился. Тем
не менее через два месяца Гейдж вернулся к жизни, залечив и рану, и инфекцию, в нее занесенную. Дневник Харлоу свидетельствует: 18 ноября Гейдж спокойно мог гулять около своего дома и не испытывал боли в голове.
Прижизненный слепок с головы Гейджа, показывающий нарушения в глазнице и заросшую дыру в черепе.
На 1 января 1849 года наш герой уже вел нормальный образ жизни. Впрочем, некоторая слабость оставалась и через год после лечения, полноценное физическое восстановление наступило через четыре года. В год травмы вышло и подробное описание клинического случая Гейджа, сделанное его лечащим врачом, доктором Джоном Харлоу. Статья в бостонском медицинском и хирургическом журнале получила название Passage of an Iron Rod through the Head («Прохождение железного ломика сквозь голову»). Сейчас этот
исторический документ, написанный 27 ноября 1848 года, доступен онлайн.
Сам же Финеас продолжал обычную жизнь. Вот только… как говорили друзья, «это был уже не Гейдж». Он стал агрессивен, склонен к депрессиям, импульсивен, капризен и глуп. Правда, есть мнение, что изменения были временными, если говорить точнее - перемежающимися, возвращающимися.
Его сестра и мать впоследствии сообщали журналистам, что хотя Гейдж и страдал от амнезии, но не настолько, чтобы это мог заметить человек, не знающий его близко. Они также ничего не упоминали о вспыльчивости и неконтролируемом поведении. Но родственники часто обеляют своих близких.
Тем не менее в любом случае человек с проткнутым мозгом прожил еще 12 лет. Он работал кучером дилижанса в США, какое-то время даже сумел поработать в Чили на такой же работе. Кстати, в это время о нем тоже сохранились свидетельские показания - и никаких проблем с импульсивностью вроде бы не было. Врач, знавший Гейджа по Чили, писал, что он «все еще занимается вождением [дилижанса] и демонстрирует отличное здоровье без проблем в ментальной сфере». Судя по всему, нейропластичность и социальная адаптация сделали свое дело - и Финеас Гейдж сумел вернуться к нормальной жизни.
Увы - не очень надолго.
Anamnesis morbi
В феврале 1860 года у вернувшегося в США Гейджа начались эпилептические припадки, и в итоге 21 мая того же года после суточной серии припадков Гейдж скончался. Кровопускание, проведенное экстренно вызванным врачом, не помогло. В 1866 году Харлоу, потерявший Гейджа из вида, узнал о его смерти и договорился с семьей об эксгумации черепа в медицинских и научных целях. Уже тогда череп Финеаса Гейджа привел к мини-революции в понимании работы мозга человека.
Череп Гейджа и тот-самый-ломик
Дело в том, что, по тогдашним представлениям, после повреждения лобных долей мозга Гейдж должен был утратить свои высшие человеческие качества и перестать контролировать животные инстинкты (возможно, именно этими представлениями была вызвана преувеличенная оценка изменений личности Гейджа).
Однако способность мозга восстанавливать свои функции опровергала тогдашние теории. Этот случай стал на полторы сотни лет хит-парадом всех медицинских диковинок и странностей. Загадку Гейджа
смогли разгадать в 2012 году исследователи под руководством Джона Ван Хорна (John Van Horn) из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Они провели компьютерную томографию черепа Гейджа, который хранится в Варреновском анатомическом музее Гарвардской медицинской школы. Результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS One.
Трактограмма Гейджа
Сравнив результаты компьютерной томограммы черепа Гейджа с диффузной тензорной трактографией (один из вариантов МРТ, который определяет, как соединяются различные области мозга проводящими путями белого вещества) 110 25-36 летних мужчин-правшей с приблизительно схожим объемом мозга, неврологи смогли понять, какие области мозга превратил в кашу ломик и вытошнил под ноги своему врачу молодой строитель.
Гейдж утратил около четырех процентов коры головного мозга и одиннадцать процентов белого вещества, лом фактически провел ему лейкотомию (или, говоря более привычным термином, лоботомию), поскольку сама кора была повреждена лишь в области лобной доли левого полушария, но одновременно нарушились связи с левой височной и правой лобной долями, а также с лимбической системой, которая «отвечает»
Ну и в заключение рассказа о случае Финеаса Гейджа - послесловие. Взгляните на это полотно.
Портрет Грегора Бачи
Перед вами картина, созданная в XVI веке в Венгрии, ее до сих пор можно увидеть в замке Амбрас эрцгерцога Фердинанда II в австрийском Инсбруке. Собственно говоря, большой любитель искусств Фердинанд и включил портрет в свою роскошную коллекцию. На нем изображен венгерский
дворянин Грегор Бачи, который получил, в общем, типичную для рыцарских турниров травму: копье по нисходящей траектории вошло в правую глазницу и вышло через шею. Что же удивительного в этом? А то, что Грегор Бачи после этой травмы, судя по всему, выжил. Именно этим и объясняется и создание самой картины, и наличие аналогичной гравюры XVI века.
Возможно ли это? Вполне возможно. В 2010 году журнал Lancet описал случай, когда рабочий упал со строительных лесов при работах под потолком храма с высоты 14 метров и «наделся» на прут железной арматуры, который прошел параллельно плоскости Франкфорта (воображаемая плоскость,
проходящая через нижний край глазной орбиты и верхний край мочки уха).
Иллюстрация клинического случая из Lancet
Тем не менее пациент выжил, прошел через две операции - удаление металлического прута и, собственно, устранение черепно-мозговой травмы, косметическую хирургию, после чего некоторое время страдал головными болями и умеренной диплопией (двоением в глазах), но через пять лет после травмы был полностью здоров (за вычетом потерянного глаза). Что еще раз говорит о пластичности мозга и способности человека к выживанию.
Ну и напоследок хотим адресовать вас к нашей книжке «Смерть замечательных людей», в которой собрано много интересных клинических случаев, некоторые которые имели критическое значение для развития нейронаук.