Более продуктивный подход к локализации психических функций нашли представители следующего поколения врачей – французский невролог Пьер-Поль Брока и немецкий невролог Карл Вернике. Оба проводили вскрытия трупов людей, страдавших дефектами речи, и выяснили, что специфические речевые нарушения связаны с повреждениями специфических зон мозга. Тем самым оказались локализованы хотя бы органы речи. Способность понимать речь обеспечивается участком коры, расположенным ближе к затылку (в задней части верхней височной извилины левого полушария), а способность активно пользоваться речью – участком, расположенным спереди (в задней части лобной доли левого полушария). Эти зоны связаны дугообразным пучком нервных волокон.
Эти и другие открытия подтвердили гипотезу Галля о том, что психические свойства связаны с различными областями мозга, – но не тезис, будто каждому сложному свойству психики соответствует всего одна область. Данные Брока и Вернике указывали на то, что для каждой из таких функций может требоваться целая система взаимосвязанных участков мозга (рис. 4–2). Работы этих исследователей привели к массе открытий, в том числе к точной локализации области коры, ответственной за мышечные движения. Все эти открытия стали серьезным ударом по представлениям тех ученых, которые считали, будто кора головного мозга функционирует как единое целое и отдельные ее участки по большей части не имеют специализированных функций. Сторонники этих представлений доказывали, что утрата тех или иных психических свойств определяется не столько локализацией повреждений мозга, сколько масштабом повреждений.
Рис. 4–2. Предложенная Вернике модель сложного поведения. В сложных формах поведения, например речи, задействованы несколько взаимосвязанных участков мозга.
Карл фон Рокитанский также внес вклад в изучение головного мозга. В 1842 году, когда ему было всего 38 лет, Рокитанский открыл, что стресс и другие инстинктивные реакции определяются гипоталамусом, небольшой конусовидной структурой в глубине мозга. Рокитанский установил, что инфекции, поражающие основание мозга и задевающие гипоталамус, приводят к нарушению работы желудка и нередко вызывают в нем обширные кровотечения. Эти исследования продолжил нейрохирург Харви Кушинг. Он выяснил, что повреждения гипоталамуса приводят к стрессу, который может стать причиной язвы желудка. Впоследствии другие ученые показали, что гипоталамус управляет гипофизом и автономной нервной системой, играя ключевую роль в регуляции полового, агрессивного и оборонительного поведения, а также голода, жажды и других гомеостатических функций.
Поиском истин, не лежащих на поверхности, первым из психиатров занялся Теодор Мейнерт. Он изучал развитие головного мозга. Сравнительное исследование нервной системы человека и животных позволило ему установить, что система отделов головного мозга унаследована нами от далеких предков. Так, базальные ганглии, управляющие рефлекторными движениями, и мозжечок, необходимый для памяти о моторных навыках, у всех позвоночных довольно схожи. Кроме того, следуя Дарвину, Мейнерт предположил, что в ходе индивидуального развития эволюционно более древние отделы мозга должны формироваться первыми. Это предположение привело ученого к мысли, что примитивные структуры, расположенные глубже коры больших полушарий, управляют бессознательными, врожденными, инстинктивными функциями мозга. Мейнерт также предположил, что регуляцию инстинктивных функций осуществляет именно кора, возникшая позднее в ходе эволюции и позднее же формирующаяся в ходе индивидуального развития. Мейнерт считал кору управляющей частью мозга, ответственной за наше “я” и регулирующей сложные, сознательно осуществляемые формы поведения.
Во-вторых, сравнительный подход позволил Мейнерту обнаружить связь между исключительно крупными задними ногами кенгуру и необычайно большими размерами моторных (двигательных) проводящих путей в мозге этих животных. Так Мейнерт открыл фундаментальный принцип сенсорной и моторной репрезентации в головном мозге: размеры участка мозга, представляющего ту или иную часть тела, отражают функциональное значение этой части тела для животного.
В-третьих, Мейнерт открыл, что кора головного мозга состоит из шести слоев, образованных различными популяциями нервных клеток. Кроме того, он выяснил, что хотя число слоев на разных участках коры одинаково, типы клеток, образующих каждый слой, могут варьироваться, и разные участки могут содержать клетки различных популяций.