Прямо сейчас ваш мозг совершает подвиг. Как человек научился читать и превращать слова на бумаге в миры и смыслы - Станислас Деан

Нейрональная миграция

То, что мы наблюдаем сниженную активность в дислексическом мозге, вовсе не означает, что мы понимаем ее причины. Почему у детей с дислексией височная доля активируется недостаточно? Повреждены ли сами нейроны или дело в их аномальных связях? Может быть, источник дефицита кроется в макроскопической организации основных проводящих путей? Или проблема в молекулах, которые образуют мембраны нейронов и синапсов? На самом деле во всех этих гипотезах есть доля истины[411].

Начнем с макроскопического уровня. При дислексии базовая структура коры и ее связей явно дезорганизована. Если раньше анатомические МРТ дислексического мозга считались нормальными, то сегодня точные статистические методы позволяют обнаруживать менее очевидные отклонения. Один из методов, так называемая воксельная морфометрия, заключается в количественном измерении серого вещества – слоя, содержащего клеточные тела нейронов. С помощью МРТ можно приблизительно оценить толщину и складки коры в любой точке. Просканировав итальянских, французских и английских дислексиков, Эральдо Паулесу и его коллеги обнаружили масштабную дезорганизацию в левой височной области. Точки, где были выявлены аномалии, совпадали с зонами сниженной нейронной активности (рис. 6.1). Было зафиксировано два типа нарушений: в одних местах серое вещество было разреженным, а в других – аномально плотным. Но самым важным открытием было то, что в левой средней височной извилине дислексиков оказалось больше серого вещества, чем у обычных людей. Проанализировав индивидуальные данные, ученые установили, что степень этой аномалии точно предсказывала тяжесть дефицита чтения[412].

Почему избыток серого вещества – это плохо? Хотя магнитно-резонансная томография недостаточно точна, чтобы выявить лежащие в основе биологические механизмы, некоторый свет на этот вопрос пролили патологоанатомические исследования взрослых людей с дислексией. В 1979 году американский невролог Альберт Галабурда из Гарвардской медицинской школы подробно изучил мозг 20-летнего дислексика, а также нескольких других пациентов[413]. Он обнаружил, что их кора содержала многочисленные эктопии. Эктопия – научный термин греческого происхождения, означающий неправильное расположение нейронов. Во время внутриутробного развития плода нейроны преодолевают значительные расстояния, передвигаясь из герминальной зоны вокруг желудочков, где они формируются путем деления клеток, к своим окончательным местам в разных слоях коры. Деление и миграция нейронов – важнейший этап нормального развития мозга. Именно в это время мозг плода наиболее чувствителен к таким патогенам, как алкоголь. У многих дислексиков нейрональная миграция, похоже, пошла некорректно. При вскрытии Галабурда обнаружил беспорядочные скопления нейронов на поверхности коры. Складывалось впечатление, будто они сбились с пути и столкнулись друг с другом. В одних местах шесть слоев клеток были неправильной формы («дисплазия»), а в других они образовывали маленькие складки («микроизвилины»). И то и другое свидетельствовало о том, что нейроны так и не добрались до пункта назначения. Наконец, некоторые борозды утратили свою нормальную асимметрию – особенность, предположительно играющая важную роль в речевой специализации левого полушария.

Рис. 6.2. При дислексии характерны аномалии в связях, соединяющих дальние участки коры. Несколько независимых исследований выявили дезорганизацию пучков волокон, расположенных в глубине левой затылочно-височной области (слева: Klingberg et al., 2000; справа и снизу: Beaulieu et al., 2005). Используется с разрешения Neuron и Neuroimage.

Галабурда утверждает, что аномалии в нейронной миграции часто встречаются при дислексии. Неравномерное распределение клеток – слишком много нейронов здесь, слишком мало там – может объяснять макроскопическую мозаику повышенной или пониженной плотности серого вещества, обнаруженную Паулесу и его коллегами на анатомических МРТ. По неизвестным причинам «сбившиеся с пути» нейроны скапливаются вокруг речевых центров, а также левой затылочно-височной области – «буквенной кассы», играющей столь важную роль в зрительном распознавании слов (рис. 6.1). В результате области, усыпанные заблудившимися нейронами, не могут функционировать нормально и вызывают трудноуловимые фонологические и зрительные нарушения, связанные с полномасштабной дислексией.

Конечно же, дезорганизация базового расположения корковых нейронов должна повлиять и на их связи. Именно это и показала МРТ. Все исследования корковой согласованности, проведенные в разных лабораториях с использованием различных методов визуализации, указывают на масштабные отклонения, касающиеся прежде всего пучков волокон, расположенных под затылочно-височной областью левого полушария (рис. 6.2)[414]. Степень дезорганизации корковых связей в этом месте служит надежным показателем скорости чтения не только у дислексиков, но и у здоровых людей. К сожалению, ограниченное пространственное разрешение не позволяет нам точно определить области коры, которые связаны этими дефектными пучками. Тем не менее тот факт, что они находятся непосредственно под низкоактивными височными областями, подтверждает гипотезу о том, что у дислексиков левая височная область частично отключена от остального мозга. Неспособность передать лингвистическую информацию другим отделам, особенно левой нижней лобной области, приводит к серьезным перебоям в потоке информации[415].

Дислексия у мышей

Следующим логичным шагом было бы изучить мелкоструктурную организацию нейронов левой височной доли под микроскопом или записать их активность с помощью микроэлектродов. Однако инвазивные[416] исследования такого рода практически невозможно провести на людях. Чтобы обойти это препятствие, Альберт Галабурда решил обратиться к мозгу грызуна.

Идея искать причины дислексии у крыс и мышей сначала казалась верхом абсурда. Неудивительно, что над исследованиями Галабурды шутили все, кому не лень: «Ученый обнаруживает дефицит чтения у мышей!» Тем не менее эта инновационная экспериментальная стратегия привела к открытиям, которые можно смело отнести к числу наиболее значимых достижений в нейробиологии дислексии.

Галабурда хотел воспроизвести у животных аномалии нейрональной миграции, которые наблюдались у людей. Он был уверен, что это прольет свет на механизмы и последствия дислексии. Чтобы спровоцировать миграционные дефекты, подобные нарушениям дислексического мозга, Галабурда и его коллеги разработали оригинальный метод: они замораживали небольшие участки коры мозга молодых крыс. Таким образом нарушался каркас опорных (глиальных) клеток, которые направляют и сдерживают нейроны во время миграции. В том месте, где нейроны переместились за пределы их нормального расположения в коре, появлялись беспорядочные скопления (эктопии). Надежды Галабурды оправдались – теперь у него была животная модель, но не самой дислексии, а одной из ее возможных причин.

Вмешательство в мозг молодых крыс привело к неожиданным результатам. Локальная дезорганизация коры провоцировала аномальные нейронные разряды, иногда переходившие в полномасштабную эпилепсию. Что еще удивительнее,