Нейрофизиология остановки сердца
Благодаря множеству исследований, проводившихся как на людях, так и на животных, было показано, что во время остановки сердца деятельность мозга серьезно нарушается; происходит внезапная потеря сознания и всех телесных рефлексов, а также прекращение деятельности мозгового ствола, включающее потерю фарингального и корнеального рефлексов; зрачки у таких пациентов становятся застывшими и расширенными (Parnia/Fenwick, 2002). Также прекращается деятельность дыхательного центра, расположенного поблизости от мозгового ствола, вследствие чего происходит прекращение дыхания. При искусственной остановке сердца, когда при испытании внутренних дефибрилляторов делается пауза в работе сердца, фибрилляция желудочков (ФЖ) вызывает полное прекращение мозгового кровообращения. Такая полная ишемия головного мозга может служить моделью для исследования результатов кислородного голодания мозга. Кровоток в центральной церебральной артерии (Vцца), который является достоверным показателем общего мозгового кровотока, падает до 0 см/сек сразу же после начала ФЖ (Gopalan и др., 1999). Исследования показали, что электрическая активность как коры головного мозга, так и более глубоких мозговых структур отсутствует спустя весьма малый промежуток времени. Мониторинг электрической активности коры головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ) показал, что первые ишемические изменения ЭЭГ обнаруживаются в среднем через 6,5 секунд после остановки сердца, а при более длительной ишемии мозга ЭЭГ всегда превращается в изоэлектрическую линию (то есть становится плоской) в течение периода от 10 до 20 (то есть в среднем за 15) секунд (De Vries и др., 1998; Clute/Levy, 1990; Losasso и др., 1992; Parnia/Fenwick, 2002). После проведения дефибрилляции Vцца, измеряемая при помощи транскраниальной допплерографии, быстро, в течение 1-5 секунд, возобновляется, если речь идет о кратковременной остановке сердца (Gopalan и др., 1999). Однако в случае затянувшейся остановки сердца, длившейся более 37 секунд, нормальная ЭЭГ-активность может отсутствовать в течение нескольких минут и даже часов после восстановления сердечной деятельности, несмотря на поддержание необходимого давления крови при возвращении к нормальной жзнедеятельности (Smith и др., 1990). Кроме того, восстановление нормальной ЭЭГ иногда не означает восстановления нормального обмена веществ в мозге, а потребление мозгом кислорода может быть ниже нормы в течение значительного времени спустя восстановления кровообращения (De Vries и др., 1998).
При остром инфаркте миокарда длительность остановки сердца, если пациент находится в отделении коронарной терапии, обычно составляет 60-120 секунд; в больничной палате или же вне больницы она может быть гораздо более продолжительной.
Кислородное голодание вызывает прекращение деятельности клеточных структур. Прекращение электрической активности и синаптической передачи в нервных клетках может рассматриваться как некий встроенный защитный или энергосберегающий режим («ишемический сумрак») (Coimbra, 1999). Когда прекращаются эти функции, высвободившиеся ресурсы могут быть использованы для поддержания жизнедеятельности клеток. Кислородное голодание продолжительностью всего в несколько минут вызывает временное прекращение деятельности клеточных структур; при продолжительном кислородном голодании происходит отмирание клеток с окончательной потерей их функций. При эмболии сосудов небольшая частица перекрывает кровоток в одном из сосудов мозга, что вызывает кислородное голодание соответствующей области мозга с последующим нарушением деятельности его коры, как, например, односторонний паралич (гемиплегия), частичная слепота или же нарушение речи (афазия). Если пробка рассасывается или разрушается в течение нескольких минут, происходит восстановление утраченных функций коры головного мозга; в этом случае речь идет о преходящей, или транзиторной ишемической атаке (ТИА). Однако если закупорка мозгового сосуда продолжается от нескольких минут до нескольких часов, следствием будет отмирание нервных клеток и окончательное прекращение деятельности затронутой области мозга; в этом случае ставится диагноз «инсульт». Итак, преходящее кислородное голодание имеет своим следствием преходящее нарушение жизнедеятельности; при остановке сердца в течение нескольких секунд развивается общее кислородное голодание всего мозга, но своевременная и эффективная СЛР (сердечно-легочная реанимация) возобновляет временно прекратившуюся мозговую деятельность, поскольку удалось избежать окончательного повреждения нервных клеток. Эффективный непрямой массаж сердца создает минимально возможный приток крови к мозгу, что увеличивает вероятность возобновления функционирования мозга (Herlitz и др., 2002). Однако продолжительное кислородное голодание, вызванное прекращением притока крови к мозгу в течение более чем 5-10 минут, вызывает необратимые повреждения и обширное отмирание клеток мозга. Наиболее уязвимые при кислородном голодании области мозга - это нервные клетки коры головного мозга, а также нервные клетки зрительного бугра (таламуса) и гиппокампа (Fujioka и др., 2000; Kinney и др., 1994), являющихся важными связующими частями между мозговым стволом и корой головного мозга, поддерживающими возможность осознанного восприятия.
Результаты исследований искусственно вызванной остановки сердца позволяют сделать вывод, что единственно возможной ситуацией в нашем проспективном обследовании пациентов, перенесших остановку сердца в клиниках Голландии (Van Lommel и др., 2001), равно как и в исследованиях, проводившихся в США (Greyson, 2003) и Великобритании (Parnia и др., 2001), является не просто полное отсутствие электрической активности коры головного мозга, но и прекращение деятельности мозгового ствола. Тем не менее, пациенты, испытавшие ОСП, говорят, что находились в ясном сознании. Кроме того, благодаря периодическому верифицируемому внетелесному опыту - как например, истории со вставными челюстями, упомянутой в нашем исследовании - мы знаем, что ОСП должны иметь место на протяжении периода бессознательного состояния, а не в первые или же последние мгновения остановки сердца. Итак, нам приходится придти к удивительному заключению: при остановке сердца пациент имеет опыт ОСП в то время, как имеет место временное прекращение всякой деятельности коры и ствола головного мозга. Как возможно обладать ясным сознанием вне собственного тела во время клинической смерти, когда мозг больше не функционирует, а ЭЭГ представляет собой прямую линию (Sabom, 1998)? Такой мозг полностью соответствует компьютеру, отключенному от электросети. В нем не могут возникнуть галлюцинации; он вообще ни на что не способен. Как говорилось ранее, парадоксальное наличие усиленного, ясного сознания и процесса логического мышления в течение периода нарушенного притока крови к мозгу при остановке сердца ставит перед нашим теперешним пониманием сознания и его отношения к деятельности мозга весьма затруднительные вопросы.
Нейрофизиология нормально функционирующего мозга
На протяжении десятилетий проводятся обширные исследования, направленные на то, чтобы локализовать сознание и память в мозге; пока эти исследования не увенчались успехом. Стоит спросить себя: каким образом нематериальная активность - например, сосредоточенное внимание или мышление - может соотноситься с наблюдаемой (т.е. материальной) реакцией в виде измеримой электрической, магнитной или химической активностью в определенной области мозга; при такой нематериальной активности, как мышление, отмечается даже усиление мозгового кровотока (Roland, 1981). Нейрофизиологические исследования выявили упомянутые виды активности при помощи ЭЭГ, МЭГ (магнитоэнцефалографии), фМРТ (функциональной магнитно-резонансной томографии) и ПЭТ (позитронно-эмисионной томографии) (Desmedt и др., 1977; Roland/Friberg, 1985; Eccles, 1988). Было показано, что в ответ на мысль или ощущение возрастает активность обмена веществ в определенном участке мозга. Однако хотя эти исследования и свидетельствуют об определенной роли нейронных сетей как посредника для проявления мыслей (нервные соответствия), из их результатов не следует с необходимостью вывод о том, что эти клетки также и производят сами мысли.
Гипотеза о том, что сознание и память возникают вследствие деятельности мозга, до сих пор является недоказанным предположением, поскольку пока что нет научного свидетельства соответствия процессов, протекающих в нервной системе, для всех аспектов субъективного опыта. В настоящее время не существует непосредственного свидетельства о том, каким образом нервные клетки или нейронные сети могли бы производить субъективную сущность ума и мыслей. И каким же образом должна «бессознательная» материя, такая, как наш мозг, производить сознание, в то время как мозг состоит исключительно из атомов, молекул и клеток, в которых протекает множество химических и электрических процессов? Нам не известны примеры соответствий между процессами в нервной системе и процессом восприятия, следовательно, есть причины для сомнений в том, что любая система отражения восприятия в нервных клетках может соответствовать чувственному опыту в том, что касается его содержания, а значит, есть основания сомневаться в истинности доктрины «соответствия содержания». Возбуждение нервных клеток всего лишь отражает использование структур нервной системы. Сложно понять, каким образом определенная последовательность возбуждения нервных клеток может сама по себе быть причиной обладающего определенным качеством чувственного опыта. Можно провести сравнение с радиоприемником: вы можете активировать радиоприемник, включив его; вы также можете активировать определенный диапазон, настроившись на нужную длину волны; но вы никак не будете при этом влиять на содержание прослушиваемой передачи. Когда мы включаем приемник, это не значит, что мы воздействуем на программу передач. Доктрина «соответствия содержимого» предполагает, что путем возбуждения определенных нейронных сетей мы всегда будем получать одно и то же содержание мыслей или ощущений. Это выглядит в высшей степени необъяснимым, невероятным и неправдоподобным, поскольку возбуждение нервных клеток - это всего лишь возбуждение нервных клеток; это всего лишь способ кодирования информации. Каким образом разный код может создать разные мысли или чувства?
Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток, 20 миллиардов из них находятся в коре головного мозга. Каждый день отмирает несколько тысяч нервных клеток, а белки и липиды, образующие клеточную мембрану, постоянно обновляются; процесс такого обновления занимает от нескольких дней до нескольких недель (Romijn, 1997). Каждая нерваня клетка имеет от нескольких десятков до нескольких сотен синапсов, которые могут возбуждать или затормаживать другие нервные клетки; на протяжении жизни кора головного мозга постоянно адаптивно модифицирует свою нейронную сеть, изменяя, в том числе, количество и расположение синапсов. Перенос информации между нервными клетками преимущественно происходит благодаря потенциалу действия; при деятельности мозга суммарное электромагнитное поле, создаваемое миллиардами нервных клеток, меняется каждую наносекунду. Похоже, что решающими факторами для свойств обрабатываемой информации являются не количество нервных клеток, точная форма дендритов, расположение синапсов или же работа отдельно взятых нервных клеток, а производные от них переменные высокоструктурированные схемы электромагнитных полей, генерируемых синаптическими контактами дендритов определенных нейронных сетей. Можно считать эти схемы финальным продуктом хаотичного, динамически управляемого процесса самоорганизации, который можно рассматривать как явление квантовой когерентности в биологии (Romijn, 2002). Этот процесс самоорганизации можно сравнить с водоворотом в потоке воды.