«Если я прямо сейчас спрошу пациента: „Как сильно у вас болит?» – то, допустим, он ответит: „На 5 из 10“. Если задать этот же вопрос через минуту, то ответы можно будет сравнить с генератором случайных чисел. Он может быть каким угодно, – говорит Апкарян. – Боль сама по себе не является стабильным понятием. Ее величина постоянно меняется». Это было большой проблемой для Апкаряна. Он хотел установить, в какой области мозга происходит активность, когда люди сообщают о боли.
Если бы он не знал, когда они испытывают боль и насколько она сильна, это было бы невозможно сделать. Вот тут-то и пригодились математические и инженерные знания, которые Апкарян получил еще в университете. Он разработал специальное устройство, использующее датчики положения – электроды, прикрепленные к большому и указательному пальцам человека, – которое позволяло человеку сообщать о боли простым движением этих пальцев. Соприкосновение большого и указательного пальцев в щепотку означало нулевую боль по 100-балльной шкале, а полное раздвигание пальцев – все 100 баллов. И конечно же, все промежуточные значения. Прибор, позволяющий непрерывно сообщать об уровне боли и сопоставлять его по времени с данными сканирования мозга, был взят на вооружение.
В конце кампании по набору пациентов было отобрано 94 человека. Добровольцы, чуть более половины из которых составляли женщины, испытывали боль средней интенсивности – 6 из 10 – в течение 9 недель. Все они прибыли в школу Фейнберга, перед которой возвышается мемориальное здание Монтгомери Уорда – неоготическое сооружение из индианского известняка, бетона и стали, построенное в 1927 году и известное как первый в мире небоскреб академической науки. В высокотехнологичной лаборатории Апкаряна каждый человек проходил первичное сканирование мозга, одновременно непрерывно оценивая свою боль в спине с помощью прибора Апкаряна.
Когда человек оценивал свою боль, в его мозге активировались те же области, которые бы активировались, ущипни вы его за кожу. У этих испытуемых были выявлены все области мозга, которые, как мы знаем, активизируются при остром болевом раздражителе. Поэтому стало понятно, что это похоже на острую боль. Неудивительно, что активные области располагались в сенсорной коре головного мозга, которая, по общему мнению, является местом возникновения ощущений, в том числе и боли. У кого же наблюдались эти изменения? Однозначно, у всех, у 94 человек. «У всех острая боль, и выглядит она одинаково».
Но Апкарян собирался попытать удачу. Помните, что все эти люди находились на ранних стадиях боли в спине. Апкарян не имел представления о том, сколько из них, если они вообще есть, будут испытывать постоянную боль. Если ни у кого не будет хронических болей, то исследование во многом окажется пустой тратой времени. Шли месяцы, и шансы на удачу стали очевидны. «Нам повезло в том смысле, что примерно 50 % пациентов в течение года продолжали испытывать точно такую же боль, а у других 50 % боль уменьшилась, – говорит Апкарян. – Таким образом, мы получили четкую дихотомию пациентов».
В течение этого времени испытуемые Апкаряна возвращались в Фейнберг для оценки боли и сканирования мозга с интервалом в 3, 6 и 12 месяцев. Во время этих визитов снимки людей, у которых боли прошли, были более или менее нормальными. «Интенсивность боли меньше, поэтому со временем активность мозга просто исчезает, и это вполне логично, – говорит Апкарян. – У этих испытуемых активность мозга снижается до нуля в течение одного года». А что насчет людей, у которых боль не прошла? Как и следовало ожидать, их мозговая активность продолжала отображаться на снимках. Но кое-что изменилось. Причем кардинально. Их боль больше не регистрировалась в сенсорной части мозга. Она переместилась в совершенно другие области: миндалевидное тело, гиппокамп, медиальную префронтальную кору и прилежащее ядро. Странно, ведь эти области обычно не связаны с восприятием физических ощущений. Что же происходило?
Чтобы разобраться в этом, нам нужно вернуться в прошлое, в 1939 год, и отправиться на запад, в Миннесотский университет, где знаменитый психолог Б. Ф. Скиннер только что изобрел устройство, которое для его будущих обитателей окажется не слишком приятным. Это были 24 цилиндрические клетки, снабженные металлическими решетками на полу, рычагом, торчащим из стены примерно на полпути вверх, и короткой латунной трубкой в задней части. Все это напоминало нечто среднее между телефонным коммутатором и курятником. На самом деле это была версия знаменитого ящика Скиннера, созданного для изучения поведения животных. Скиннер вместе с молодым психологом Уильямом Кейем Эстесом начал серию экспериментов с группой самцов мышей-альбиносов. Сначала ученые приучили мышек нажимать на рычаг, награждая их пищевыми гранулами, специально изготовленными фармацевтической компанией Parke-Davis из отборного зерна. Гранулы высыпались из маленькой латунной трубки. Когда мыши были должным образом обучены, исследователи начали подавать звуковой сигнал дважды в час через телефонную трубку в задней стенке каждой цилиндрической тюрьмы. Звук продолжался три минуты и по окончании мышей пугали ударом тока, который подавался на их лапы через металлическую решетку пола. В течение следующих нескольких дней ученые увеличили продолжительность звукового сигнала до пяти минут и с живым интересом наблюдали за поведением животных. Вскоре они заметили нечто необычное. Мыши стали меньше нажимать на рычаг подачи пищи, когда звучал сигнал.
В самом начале эксперимента наблюдалось 75 %-ное снижение реакции, а затем, примерно к концу третьего дня, пара сообщила, что «реакция практически прекращается во время подачи сигнала».
Мыши были просто напуганы. Их научили бояться сигнала, исходящего из телефонной трубки. «Если обратиться к литературе по обучению условному страху, то все они основаны на шоке, на болевом стимуле, – говорит Апкарян. – То есть используется именно память о боли. Это называют страхом или тревогой, но все механизмы, безусловно, имеют отношение к долгосрочным следам, которые болевой стимул формирует в мозге». Безобидный звук прочно связался в памяти с болевым шоком и теперь сам по себе может вызвать классическую реакцию животного на страх – замирание.
Именно поэтому одно из открытий, сделанных Апкаряном, является столь впечатляющим. В миндалевидном теле, небольшом бугорке, расположенном в глубине височной доли мозга, постоянно регистрировалась активность в группе испытуемых с хронической болью. Эта область – ядро системы страха в мозге. Миндалевидное тело может в одно мгновение накрыть человека тревогой, вызвать пот и учащенное сердцебиение при панике. Оно также играет ключевую роль в приобретении воспоминаний о страхе, особенно тех, которые связаны с сигналами, подобными тем, которые Скиннер подавал своим мышкам. Или, например, тем, которые присутствовали, когда человек впервые повредил спину. Например, он мог наклоняться вперед и поднимать тяжесть. Боль от травмы может быть связана с предшествующим сигналом: наклоном вперед. Если в будущем человек снова наклонится вперед или, возможно, только предвидит, что наклонится, это движение может само по себе вызвать страх.
Гиппокамп же, пожалуй, является ключевой областью в формировании памяти. Исследования Апкаряна показали, что при постоянной боли гиппокамп претерпевает едва заметные изменения формы, которые сопровождаются усилением памяти на боль. А это может вызвать дискомфорт, которого вы не ожидаете. Если я вхожу в комнату и так получилось, что в этот момент у меня сильно болит спина, учитывая, что боль в спине постоянно колеблется, то в следующий раз, когда я войду в эту комнату, моя боль будет еще сильнее просто из-за памяти в гиппокампе, который теперь будет действовать на поступающий ноцицептивный сигнал и усиливать его. Однако роль гиппокампа, как и многого другого, связанного с болью, сложна.
Гиппокамп хранит воспоминания не только о боли, но и, подобно миндалевидному телу, о страхе.
Если миндалевидное тело хранит память о страхе в отношении сигналов, таких как тон голоса или движение, то гиппокамп хранит память о страхе в отношении места. Именно гиппокамп оказывается виновником того, что страх связывается с местом, например с местом работы, где произошла болезненная травма. Все это позволяет предположить, что в механизме хронической боли глубоко запрятана память о страхе, которая может быть активирована таким простым явлением, как движение или место. Вывод столь же убедительный, сколь и обескураживающий: страх вызывает боль.
«Лимбические области мозга, связанные с эмоциями, в первую очередь префронтальная кора, а также гиппокамп, миндалевидное тело и прилежащее ядро, – это те области, которые активизируются. У людей, страдающих хронической болью, активизируются все более и более эмоционально нагруженные области мозга», – говорит Апкарян.
Есть нечто уникальное в эмоциях, возникающих у людей с хронической болью: все они негативные. К ним относятся страх и его близкие родственники – депрессия и тревога.
Негативные эмоции всегда были связаны с угрозой. Представьте, как бы вы себя чувствовали, если бы у вас закончилась еда, вас выселили из дома или бросил партнер. Думаю, довольно паршиво. Эти негативные эмоции появились, чтобы заставить вас рассматривать проблему как угрозу, а затем действовать, чтобы предотвратить плохие события, – все это мотивировано поиском облегчения негативных чувств и получением вознаграждения в виде позитивных чувств в случае успеха. Отсюда следует, что, если вы помечаете ощущение, исходящее от тела, как негативное, мозг придет к выводу, что эта часть тела находится под угрозой. Она находится в опасности. Поэтому мозг склоняется к тому, чтобы воспринимать это ощущение как боль, побуждая вас защитить эту часть, например не двигать ее. Лучше перестраховаться, чем потом жалеть. «Боль – это эмоциональное состояние, да, это негативное аффективное состояние, мы даже не можем отделить их друг от друга», – так резюмирует Апкарян.