Изучение возрастного нарушения может раскрыть новые тайны мозга
Его называют Dr. WAI, сокращение от «Where Am I» [Где я]. Хорошо образованный мужчина 29 лет без всяких тяжёлых заболеваний или травм лишь с четвёртой попытки смог нарисовать более-менее точную карту дома, где он живёт уже 15 лет [Bianchini, F., et al. Where am I? A new case of developmental topographical disorientation. Journal of Neuropsychology 8, 107-124 (2014)]. Другому пациенту, Дженнифер из Сан-Франциско, всё время кажется, что она обращена на север, вне зависимости от направления, в котором она смотрит. У Джуди Бентли однажды, когда она училась в старших классах, внезапно пропала память обо всём, что её окружает. Она потеряла всякое представление о том, что находится за дверью класса.
Это всего лишь несколько примеров для изучения, открытых новой областью медицины, начавшейся с девушки, которую можно назвать «нулевым пациентом». Назовём её Алисой [Iaria, G., Bogod, N., Fox, C.J., & Barton, J.J. Developmental topographical disorientation: Case one. Neuropsychologia 47, 30-40 (2009)]. В 2007 году Алиса обратилась к нейробиологу Джузеппе Йариа со странной и раздражающей проблемой: ей было очень сложно ориентироваться на местности. Иногда она даже терялась в собственном доме. Ей приходилось полагаться на стандартные маршруты, походы от двери до двери по тщательно вызубренному пути. Чтобы доехать до работы, она запомнила, где ей нужно сходить с автобуса, и как идти от одного выученного ориентира до другого, пока не дойдёшь до офисного здания, где она работает.
Но если Алиса отклонялась от маршрута, она сразу же терялась, и ей оставалось только звонить отцу, чтобы он её забрал. У неё не было проблем со зрением – она могла распознавать ориентиры и другие объекты не хуже других. Её интеллект был в порядке, и она была заядлым книголюбом. И хотя она выработала для себя стратегию, помогающую ей в жизни, она боялась, что та откажет: её компания решила перевести её в другое место, и она была в ужасе от перспективы выучивания нового маршрута в новой местности.
Слева – карта дома, нарисованная человеком с отклонением. Справа – реальная карта его дома.
Йариа из Университета в Калгари был очарован этим случаем. Годами он изучал то, как люди ориентируются на местности и связанные с этим системы
Йариа протестировал Алису, и обнаружил, что она нормально справлялась с широким кругом когнитивных задач. У
Внезапно обнаружилась новая и довольно распространённая проблема, с потенциалом демонстрации новых знаний о том, откуда нам известно, что мы находимся там, где находимся.
Допустим, вы гуляете по гористой местности. У вас есть карта (бумажная) и компас (магнитный). Вы пытаетесь дойти до горы Возможностей. У вас есть несколько вариантов действий:
1. Если вы видите гору со своего места, а также видите лежащую между вами землю, вы можете построить путь на основе того, что вы видите. Это визуальная навигация.
2. Если вы находитесь на тропе, и видите указатель «гора Возможностей, 500 м», вы можете просто идти по тропе дальше, не обращаясь к карте. Это маршрутная навигация.
3. В ином случае вам нужно найти себя на карте, использовать компас, чтобы правильно её развернуть, найти на ней гору Возможностей, и используя карту, построить маршрут, ведущий вас от текущего местоположения до горы. Это картографическая навигация.
У таких людей, как Алиса, обычно нет проблем с визуальной или маршрутной навигацией. Их трудности связаны с навигацией по карте. Но навигация по карте – дело довольно сложное, и есть несколько вариантов, почему она может пойти не так. Среди них: невозможность сформировать хорошую карту окружения; неспособность найти себя на карте; невозможность понять свою ориентацию относительно карты; невозможность использовать карту, чтобы построить маршрут между двумя точками. Каждый из этих вариантов, вероятно, связан с разными проблемами и разными частями
Если проблема в том, чтобы построить карту, тогда она, скорее всего, связана с гиппокампом. Нейроны гиппокампа активируются, когда животное проходит определённые участки окружающей среды. Этот «отклик на местность» комбинирует информацию с органов чувств и с других частей
Если проблема связана с ориентацией, тогда она может лежать в области системы «направления головы» – инерциального компаса, расположенного в
Но чаще всего с топографической ориентацией, возникшей в результате повреждения
Среди причин возникновения ВТД, возможно, есть и вышеперечисленные. Некоторые люди, включая и Алису, судя по всему формируют сильно искажённые когнитивные карты. Это говорит о дисфункции энториальной коры или теменной коры, областей, связанных с построением пространственных взаимосвязей. У других трудности связаны с ориентацией, что наводит на мысль о дисфункции системы направления головы. Джуди Бентли, одна из пациенток Йариа, обнаруживает, что её чувство направления внезапно переключается между четырьмя вариантами, и каждый раз ей приходится выучивать новый набор взаимоотношений. Шэрон Розман тоже часто теряет чувство направления, но она обнаружила, что если закроет глаза и покрутится на месте, то после этого чувство обычно возвращается. А Дженнифер, пациент из Сан-Франциско, всегда кажется, что она смотрит в одном и том же направлении, даже если она поворачивается.
Проведённые систематические исследования ВТД указали на некоторые структуры и функции
В работе 2014 года группа исследователей из Принстона и Карнеги-Мэллон подробно изучали мозговую активность у женщин с ВТД, которых просили только наблюдать пространственные сцены, разворачивающиеся на экране компьютера, а не ориентироваться на реальной местности [Kim, J.G., Aminoff, E.M., Kastner, S., & Behrmann, M. A neural basis for developmental topographic disorientation. The Journal of Neuroscience 35, 12954-12969 (2015)]. Когда активность их
Со временем самой, вероятно, важной информацией, которую даст нам изучение ВТД, будет улучшение понимания генов, связанных с пространственным распознаванием. Существуют свидетельства того, что ВТД передаётся по наследству. Йиара обещает скоро опубликовать работу, подтверждающую это наблюдение. Если станет возможным определить небольшое количество генетических мутаций, отличающих людей с ВТД от остальных, это будет прекрасной отправной точкой. Это может не сработать: количество генов, подвергающихся экспрессии в
В связи с генетикой ВТД особенно интересно то, что это состояние гораздо чаще появляется у женщин, чем у мужчин. В начальной группе Йиара из 120 человек было 102 женщины и 18 мужчин [Iaria, G., & Barton, J.J. Developmental topographical disorientation: A newly discovered cognitive disorder. Experimental Brain Research 206, 189-196 (2010)]. Это нельзя считать доказательством, поскольку большинство членов группы Йиары пришли самостоятельно, и женщины просто могут быть более открытыми в таких случаях. Чтобы чётко установить связь, нужно будет сделать случайную выборку из людей. Но всё равно разница получается довольно большой, и можно ожидать, что она сохранится и после выборки – учитывая, что в некоторых исследованиях было показано, что мужчины в среднем немного лучше женщин справляются с ориентированием по карте [Andersen, N.E., Dahmani, L., Konishi, K., & Bohbot, V.D. Eye tracking, strategies, and sex differences in virtual navigation. Neurobiology of Learning and Memory 97, 81-89 (2012)]. Поэтому, по крайней мере, экспрессия некоторых из этих генов может быть связанной с полом.
За последние пять лет было обнаружено несколько сотен случаев ВТД. Может оказаться, что эта проблема не такая уж редкая. Информационный опрос среди студентов, проведённый Йиарой в Университете в Калгари показал, что по меньшей мере 2% из них могут попасть под критерии ВТД. Есть шансы, что кто-либо из читателей этой статьи также страдает от этого состояния, сам не зная того. Йиара подготовил онлайн-тест [англ] – возможно, его стоит пройти. А что до Алисы, в результате её место работы решили не переносить, и она продолжает находить свою работу по ориентирам.
Уильям Скэггс – нейробиолог, автор научно-популярных статей, исследует роль гиппокампа в пространственном распознавании и памяти.
Автор: Вячеслав Голованов