В 1930–1950-х годах нейрохирург Уайлдер Пенфилд в Монреале оперировал людей с тяжёлой эпилепсией. Чтобы удалить очаг и не повредить важные области, он делал операции под местным обезболиванием: мозг не имеет болевых рецепторов, и пациент оставался в сознании. Во время вмешательства Пенфилд слегка касался поверхности коры электродом и спрашивал, что человек чувствует. Результаты записывали сотни раз.

Карта тела

В 1937 году Пенфилд и Эдвин Болдри опубликовали результаты у более чем сотни пациентов. Раздражение полосы коры перед центральной бороздой вызывало движения: подёргивание пальца, губ, ноги. Раздражение полосы позади бороздки вызывало ощущения: покалывание, онемение, тепло в соответствующей части тела. Области тела располагались по порядку, как на карте: ступни у верхнего края, затем голень, туловище, рука, кисть, лицо. Особенно много места занимали кисть, губы и язык, то есть те, что требуют тонкого управления и чувствительности. Из этого вышла знаменитая схема «гомункулус» (человечек с огромными руками и губами и маленьким туловищем).

Другие находки

  • Речь. Раздражение определённых мест в левом полушарии останавливало речь пациента. Эти области нужно было сберечь при операции (см. «Афазия Брока»). Позднее Джордж Оджеманн развил картирование речи и языков у людей, знающих несколько.
  • Память и переживания. Пенфилд и Перо (1963) описали, что стимуляция височной коры иногда вызывала у пациентов яркие «воспоминания»: мелодию, сцену из детства. Позднее этому давали осторожные трактовки: это могли быть эпилептические переживания, а не точное воспроизведение прошлого (см. «Синдромы височных долей»).
  • Двигательные ответы без желания. Пациент мог сказать: «Это не я двигаю рукой, это вы».

Современные данные

Идея «карты» подтвердилась, но оказалась сложнее. Границы областей размыты, а одни и те же участки представлены многократно. В 2023 году Эвен Гордон и коллеги в Nature показали по данным томографии, что в моторной коре между зонами ноги, руки и лица есть участки, которые связаны не с отдельным органом, а с сетью планирования действий и контроля тела. Это уточняет классическую схему.

Картирование сегодня

Операции с пробуждением и электрическим картированием остаются стандартом при удалении опухолей и очагов эпилепсии вблизи речевых и двигательных зон. Пациента просят считать, называть картинки, двигать пальцами, пока хирург стимулирует ткань. Если речь останавливается, это место сохраняют. Заменить картирование полностью томографией пока нельзя, хотя последняя помогает планировать. Для неинвазивной стимуляции применяется транскраниальная магнитная стимуляция.

Что запомнить

  1. Гомункулус показывает, что на коре тело представлено неравномерно: больше места там, где важнее точность.
  2. Карта не жёсткая: она меняется с опытом и после травм (см. «Нейропластичность» и «Феномен фантомной конечности»).
  3. Мозг нечувствителен к боли, но это не значит, что его можно трогать безопасно: любые вмешательства делают только специалисты.