ти ее черепа, обнажая мозг под ним. Несмотря на свое состояние, Мэри была жизнерадостна и добродушна, но началась инфекция, и в мире, где не было антибиотиков, прогноз был вовсе не радужным. Женщину осмотрел профессор Робертс Бартолоу, сорокадвухлетний хирург, который объяснил, что хотел бы выполнить одну процедуру. Получив, по-видимому, согласие Мэри, Бартолоу ввел два тонких электрода прямо под открытую поверхность левого полушария ее мозга, а затем включил генератор, который производил очень слабый электрический ток.
Результат был впечатляющим: правая рука и нога Мэри согнулись и дернулись вперед, а пальцы вытянулись. Когда Бартолоу вставил электроды в заднюю часть мозга Мэри, ее глаза дернулись, зрачки расширились, и пациентка описала «очень сильное и неприятное ощущение покалывания» в правой ноге и руке. В отчете Бартолоу продолжал: «Несмотря на очевидную боль, от которой страдала Мэри, женщина улыбалась, как будто ее это очень забавляло». Неустрашимый хирург продолжил свой эксперимент и вставил электроды в другую часть мозга. Продолжение эксперимента выглядело тревожно – «на лице ее отразилось сильное страдание, и она начала плакать», – но Бартолоу не прекратил опыт, пока у бедной женщины не случился припадок и она не потеряла сознание. Через двадцать минут Мэри пришла в себя, жалуясь на слабость и головокружение. Бартолоу продолжил, повторяя электрическую стимуляцию. Это производило такие же неутешительные эффекты и не помогало. Через два дня Мэри снова привели в кабинет к Бартолоу.
В XIX веке ученые ставили чудовищные эксперименты на человеке ради изучения мозга.
Хирург опять ввел электроды в мозг женщины, на этот раз используя постоянный ток, вырабатываемый шестьюдесятью батарейками в стеклянных банках, размещенных во внушительном деревянном шкафу. Эксперимент вскоре был прекращен, так как Мэри побледнела и посинела. Она жаловалась на головокружение, а правую сторону ее тела сжало спазмом. Очевидно, обеспокоенный состоянием пациентки, Бартолоу попросил ассистентку дать ей хлороформ, чтобы облегчить боль. На следующий день Мэри не смогла встать с постели. Вечером у нее случился припадок, который привел к полному параличу правой стороны тела. Через некоторое время она умерла. Бартолоу не сообщил точную дату смерти.
Несколько недель спустя, в апреле 1874 года, Бартолоу опубликовал краткий отчет об эксперименте. Статья сразу же вызвала бурю не только из-за своего драматического содержания, но и из-за явно неэтичного способа проведения эксперимента. Американская медицинская ассоциация критиковала работу Бартолоу за то, что она включала в себя опыты на человеке, а «Британский медицинский журнал» опубликовал частичные извинения Бартолоу, где врач сожалел, что результаты «были получены за счет некоторого вреда для пациента». Хирург даже признал, что повторять подобные испытания «было бы в высшей степени преступно» [44]. Британский нейрофизиолог Дэвид Ферриер предупреждал, что, как бы ни были интересны выводы Бартолоу, поскольку «процедура опасна для жизни, то не заслуживает похвалы и вряд ли будет повторена» [45].
Оставляя в стороне серьезные этические проблемы, стоит сказать, что ученые были заворожены исследованием Бартолоу, потому что оно оказало действенную поддержку некоторым недавним, весьма спорным выводам о функциях мозга. Хотя в начале века Альдини продемонстрировал, что внешняя электрическая стимуляция головы может вызвать движение, бытовало общее мнение, что полушария головного мозга совершенно не реагируют на такие раздражители. В отличие от нижних отделов мозга, никакая физическая, химическая или электрическая стимуляция данных областей не могла вызвать ответную реакцию.
Но в 1870 году два молодых немецких врача, Густав Фрич и Эдуард Гитциг, показали, что электрическая стимуляция внешней части коры головного мозга собаки может вызывать очень специфические движения [46]. В своей медицинской практике Гитциг использовал модную внешнюю электротерапию для лечения легких нервно-мышечных симптомов, таких как судороги и паралич в легкой степени. В 1869 году врач дал пациенту слабый удар током, одновременно поместив электроды на ухо и на затылок. Гитциг был удивлен, заметив, что мышцы вокруг глаза сокращаются. Если бы электроды находились по обе стороны глаза, Гитциг счел бы этот эффект классическим примером электрической стимуляции мышцы. Но вместо этого он заподозрил, что электричество проникло в мозг и каким-то образом стимулировало «централизованную функцию», отвечающую за движение[86].
Опытный электрофизиолог Гитциг объединился с Фричем, чтобы выяснить, можно ли стимулировать открытую кору головного мозга собаки и получить специфическую реакцию. В эксперименте, который проводился на туалетном столике, принадлежащем фрау Гитциг, использовались очень тонкие электроды, разработанные Дюбуа-Реймоном. Этот опыт стал частью целой волны инвазивных физиологических исследований, которые стали возможными с 1846 года, в связи с широким внедрением анестетиков и заявлением Джозефа Листера[87] в 1867 году, что простые антисептические процедуры могут снизить риск развития послеоперационных инфекций. Фрич и Гитциг использовали очень слабые токи, которые были «едва ощутимы, когда электроды прикладывали к кончику языка», чтобы стимулировать тонкий наружный слой фронтальной части коры подопытного животного, находившегося под анестезией [47]. В ходе эксперимента они обнаружили, что на противоположной стороне тела собаки сокращались различные мышцы. Наблюдаемый эффект был сильно локализован – при стимуляции одного участка мозга двигались передние лапы, другой заставлял дергаться морду и еще один – мышцы задних лап [48].
Известно, что такие реакции, как коленный рефлекс, происходят без участия мозга.
Совершенное Фричем и Гитцигом открытие шло вразрез с научной базой, просуществовавшей больше века, и предполагало, что функциональная локализация производства поведения в мозге выходит далеко за рамки зоны порождения речи, обнаруженной Брока. Известно, что стереотипные (безусловные) реакции, такие как коленный рефлекс[88], происходят без участия мозга. Но движения, вызванные прямой электрической стимуляцией мозга, были больше похожи на нормальное поведение, чем на мелкие повторяющиеся рефлекторные движения. Учитывая, что кора головного мозга часто рассматривалась как местопребывание мысли и воли, открытие Фрича и Гитцига заключалось в том, что они определили место произвольного движения, хотя исследователи воздержались от столь громких заявлений.
Оба молодых человека осознали важность этого прорыва и быстро опубликовали статью, описывающую полученные результаты. Большая ее часть была посвящена сопоставлению их находок с предыдущими неудачами в получении ответа на стимул от коры головного мозга, восходящими к Галлеру в XVIII веке. Они также предоставили точные сведения о проведенном эксперименте – в конце концов, ученые объявили, что именно использованная техника объясняет, почему их результаты радикально отличаются от тех, что были получены ранее. Фрич и Гитциг были уверены, что показали, как «индивидуальные психические функции» рождаются «в ограниченных центрах коры головного мозга» [49].
Сенсационное открытие Фрича и Гитцига сразу побудило двадцатисемилетнего Дэвида Ферриера провести собственные эксперименты [50]. Он, как и большинство ученых, считал мозг «местонахождением памяти и восприятия». Но оставался нерешенным вопрос, располагались ли эти таинственные способности в конкретной области или же, напротив, были разбросаны по всей поверхности мозга [51]. Как выразился сам Ферриер, это оставалось невыясненным:
«Содержит ли головной мозг в целом и в каждой своей части неким таинственным образом (и к тому же необъяснимым с помощью научного эксперимента) всякого рода умственные возможности, или же, наоборот, определенные части мозга отвечают за отдельные функции».
Ферриер решил исследовать данную загадку с помощью серии довольно печальных экспериментов, в ходе которых удалял мозговые полушария у лягушек, рыб, птиц и кроликов, как делал это Флуранс четыре десятилетия назад. У каждого вида происходило одно и то же.
Если животному посчастливилось пережить операцию, оно сидело неподвижно, реагируя только на такие раздражители, как щипки: «Если животное было предоставлено самому себе, не потревоженное никакими внешними раздражителями, то оставалось неподвижным на том же самом месте и, если его не кормили искусственно, умирало от голода».
Ферриер пришел к выводу, что «абляция[89] полушарий упраздняет некоторые фундаментальные силы разума», которые, как он предположил, включали волю, или стремление к движению.
Более точные исследования поражений выявили интригующие противоречия. Млекопитающие, моторное поведение которых, по-видимому, было во многом приобретенным, с большей вероятностью страдали от паралича в результате разрушения «корковых моторных центров», чем те животные, что полагались на инстинктивное поведение. Это наводило на мысль о том, что у высших млекопитающих воля играет более важную роль, и укрепляло подозрение, что определенные области коры головного мозга участвуют в произвольных движениях отдельных частей тела.
Наиболее поразительные результаты Ферриер получил, адаптируя технику Фрича и Гитцига: он стимулировал кору головного мозга обезьяны слабыми электрическими токами. Применяя батареи, изобретенные Сми, Ферриер обнаружил, что способен вызывать ответные реакции в некоторых областях мозга, которые, по мнению его немецкие конкурентов, не могли быть возбуждены.
Чтобы обобщить свои наблюдения, Ферриер нарисовал схему, иллюстрирующую, как распределены участки мозга обезьяны, отвечающие за разные типы движений. Например, стимуляция 3-й области (верхний центр) приводила к движениям хвоста; возбуждение соседней, 5-й, области заставляло обезьяну вытягивать противоположную руку и шевелить пальцами и запястьем; активизация областей 9–14 запускала точные и воспроизводимые движения лица и глаз.