Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира

Крис Макманус, 2002

Почему правая перчатка не налезает на левую руку? Зачем в природе существует такое решение для, казалось бы, симметричных конечностей? Зачем вообще живой и неживой природе право и лево? Нам кажется, что стремление к симметрии – это приближение к идеалу, к красоте, однако именно асимметрия нормальное состояние природы. Профессор Крис Макманус, видный исследователь хиральности, приглашает отправиться в увлекательное путешествие – через медицину, психологию, физику и историю культуры – в поисках ответов на загадочные ассиметрии, формирующие наш мир. В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

1. Проблема доктора Уотсона

В октябре 1835 года в больнице Мидлэссекс в центре Лондона в возрасте сорока восьми лет скончался Джон Рид. Нам мало что известно о его жизни, разве только то, что он не испытывал никаких проблем с грудной клеткой и никто не подвергал ее тщательному обследованию, что, как оказалось, достойно сожаления. Рида лечил молодой энергичный врач Томас Уотсон, который хотел выяснить причину смерти пациента. Было сделано вскрытие. По-видимому, проводил его сам Уотсон. Никто и предположить не мог, какими окажутся его результаты: выяснилось, что сердце Джона Рида находилось не на той стороне. У большинства людей сердце находится слева, а у Рида, в отличие от всех остальных, оно было справа. Более того, все остальные органы тоже располагались наоборот. Его печень была не с правой, а с левой стороны, а желудок и селезенка были не слева, а справа. Как отметил Уотсон, «его внутренние органы выглядели совершенно обыкновенно, но так, словно они отражались в плоском зеркале» (рис. 1.1). Тогда Уотсон назвал этот феномен гетеротаксией, но в современной научной литературе обычно используется латинское определение situs inversus, транспозиция органов, то есть обратное расположение любого из внутренних органов^[2]. Доктор Уотсон (рис. 1.2) отличался любознательностью, проницательным умом и явным стремлением достичь высот врачебной профессии, которых он и достиг, сохранив при этом любовь своих коллег — непростая задача в такой конкурентной и самокритичной профессии, как медицина. Родившись в 1792 году, он обратился к медицине только в 27 лет, а до этого изучал математику в Кембриджском университете, где входил в десятку лучших студентов. К 1835 году он стал цензором Коллегии врачей. В 1842 году его жена умерла от послеродовой лихорадки (так называемой «родильной горячки»), и в том же году он впервые предложил, что заражения можно избежать с помощью дезинфекции рук или за счет использования одноразовых хирургических перчаток. В 1859 году ему был пожалован титул Королевского врача, и в 1861 году он был в числе трех врачей, лечивших принца Альберта, скончавшегося от тифа. В 1862 году он был избран президентом Коллегии врачей и занимал эту должность пять лет, а в 1866 году получил звание баронета, и в этом качестве был запечатлен на портрете кисти Джорджа Ричмонда, знаменитого в высшем обществе художника. В «Реестре Мунка», исторической хронике Коллегии врачей, об Уотсоне говорится как о «Несторе среди английских врачей», что намекает на древнегреческого царя Пилоса, старейшего и мудрейшего из вождей, отправившегося под стены Трои. Томас Генри Гексли называл его просто «истинным воплощением врача-философа»^[3].

Рис. 1.1. a. Нормальное расположение органов в грудной клетке (situs solitus), сердце смещено к левой стороне, дуга аорты обходит сердце справа налево, правое легкое трехдольно, а левое — двудольно. b. Расположение органов в грудной клетке при situs inversus, представляющее собой зеркальное отображение situs solitus (в данном случае в буквальном смысле, поскольку исходная гравюра была перевернута или, по выражению Уотсона, «отражена в плоском зеркале»)

30 мая 1836 года Уотсон представил результаты обследования Джона Рида на вечернем заседании Коллегии врачей. На столе было выставлено сердце Рида, которое было заспиртовано и отдано на хранение в Музей патологий Королевского колледжа Лондона. Позже в том же году Уотсон составил обширный отчет о случае Рида, добавив описание нескольких десятков других случаев, и опубликовал его в «Лондонской медицинской газете» (London Medical Gazette). Это была блестящая работа, в которой приводились описания случаев, опубликованные на английском, французском и латыни, в том числе даже изложенные в неумелых стихах, написанных самим Лейбницем (тем, что независимо от Ньютона изобрел математический анализ), цитировался на греческом Гален, древнеримский врач, чья репутация в античной медицине уступала только Гиппократу, а авторитет продолжал сохраняться даже спустя полторы тысячи лет. Уотсон собрал мнения еще нескольких ведущих лондонских врачей, а также получил детальное описание аналогичного случая от сэра Эстли Купера, одного из самых уважаемых и просвещенных лондонских хирургов. Уотсон дословно цитирует описанный Купером случай пациентки Сьюзан Райт^[4].

Рис. 1.2. Сэр Томас Уотсон. a. Гравюра 1854 г. Ф. Холла по рисунку Ричмонда. b. Фотография 1867 г.

О Сьюзан Райт мы знаем несколько больше, чем о Джоне Риде. Она скончалась от приступа диареи в возрасте 73 лет, 19 марта 1836 года, за десять недель до заседания в Коллегии врачей. До этого ее здоровье было удовлетворительным. В больнице она пользовалась известностью, ухаживая за больными в палатах, и многие отмечали, как ловко она обрабатывает раны и язвы пациентов. Говорят, что она была доброй и человечной и «жизнь вела весьма умеренную, хотя и была несколько раз замечена в состоянии подпития». Она никогда не была замужем, «и посмертное обследование показало, что умерла она девственницей, так как плева не была нарушена…». Вскрытие проводил мистер Брейн, хирург с Сент-Джеймс^[5]. Открыв брюшную полость, он с удивлением обнаружил, что все внутренности были расположены наоборот. Вскрыв затем и грудную клетку, он увидел, что и там все зеркально, и отправил записку Куперу, который на следующий день исследовал тело. Как он впоследствии писал, «внутренности были осторожно удалены… и отправлены в мой дом, где я высушил и заспиртовал их». Эти органы также были продемонстрированы на собрании в Коллегии врачей.

В статье в «Лондонской медицинской газете» Уотсон размышляет, как следовало бы описать эти анатомические странности. По некоторым размышлениям он отказывается от таких терминов, как «порок развития» или «уродство»: здесь нет никакого порока, поскольку в органах нет дефектов или неправильностей, они просто расположены зеркально; равным образом, нет в них и никакого уродства, поскольку в них «нет неправильности строения, нет ничего недостающего и ничего лишнего, а следовательно, ничего уродливого. Все члены и органы так же совершенны, как и в обычном случае». Но, как признавал Уотсон, в этом и заключается проблема. Нет никакой очевидной причины, почему «обычный случай» оказывается именно обычным, тогда как зеркальный вариант чрезвычайно редок. Уотсон не увидел никакой разницы в функционировании двух вариантов расположения органов: «Мы не ощущаем какого-либо преимущества или удобства из-за того, что наше сердце расположено с левой стороны, а печень — с правой, и потому не можем ожидать появления какого-либо неудобства или стеснения, если расположение окажется обратным».

Уотсон пытался понять, какой смысл заключается в преобладании одной стороны над другой, если органы работают нормально в любом случае. Он знал о существовании биологической направленности и отмечал, что у большинства моллюсков раковины закручены слева направо, тогда как у отдельных особей, а иногда и у целых видов раковины закручены в противоположном направлении. Поначалу он склонялся к мысли, что случаи перевернутых внутренностей не встречаются у животных, но некий студент из Королевского колледжа рассказал ему, что об этом упоминал Гален, а один мясник — что иногда подобное встречается у овец. Это навело его на мысль, что, возможно, на самом деле положение situs inversus у людей встречается не так уж редко, просто это трудно диагностировать.

С современной точки зрения удивление вызывает как раз то, что большинство таких случаев определялось не при жизни, а лишь в процессе посмертного вскрытия. Однако нам следует помнить, что стетоскоп был изобретен французским врачом Лаэннеком лишь за 16 лет до этого, в 1819 году, и что недостаток опыта работы с этим инструментом оставлял место для ошибок. Известно, что и сам Уотсон не любил использовать стетоскоп, и много лет спустя он писал, что это «скорее, помеха, чем помощь», и говорил, что хотя «и не мог обойтись без него… все же старался прибегать к нему как можно меньше». Уотсон вовсе не походил на доктора Лидгейта, амбициозного молодого врача из романа Джордж Элиот «Миддлмарч», горячего приверженца «научной культуры» в медицинской практике, который в 1829 году, всего через десять лет после изобретения Лаэннека, обследуя престарелого доктора Кейсобона, «не только применил свой стетоскоп (в ту эпоху далеко не часто употреблявшийся врачами), но и подолгу просиживал у своего пациента, наблюдая за ним»^[6]. Разумеется, Уотсону не нужен был стетоскоп, чтобы поставить диагноз. Один из приемов, которому первым делом учат студентов-медиков, — это умение одним касанием определять «сердечный верхушечный толчок», пульсацию верхушки сердца, обычно ощущаемую на уровне пятого ребра, на вертикальной линии, идущей вниз от центра левой ключицы. Его нетрудно обнаружить, и, конечно, мне доводилось наблюдать случаи situs inversus, когда верхушечный толчок с правой стороны груди пациента был виден невооруженным взглядом. В конце своей работы Уотсон признавал, что даже «регулярные прижизненные обследования позволяют прийти к однозначным выводам». Вероятно, Уотсон, подобно Лидгейту из романа Элиот, подолгу просиживал у постели Джона Рида, наблюдая за ним^[7].

Даже сам факт существования столь необычных людей с зеркальным устройством организма представлял собой загадку, но Уотсона беспокоил еще один более глубокий вопрос, которому он посвятил немалую часть своей работы. Даже если бы организмы Джона Рида и Сьюзан Райт являли собой полное зеркальное отражение нормы, это было бы нелегко объяснить. Однако еще труднее было объяснить, почему зеркальным в их телах было не все. Устройству человека присуща некоторая асимметричность, в том числе асимметричность рук, из-за которой большинство людей — правши. А Джон Рид и Сьюзан Райт были правшами. В своем описании Сьюзан Райт Эстли Купер особо подчеркивает: «Все, кто знал ее, утверждают, что она предпочитала использовать правую руку». Эти два случая нельзя отбросить как статистическую флуктуацию, поскольку Уотсон описал все случаи situs inversus, которые смог найти в медицинской литературе, и хотя о левшах свидетельств не было, в ряде случаев речь несомненно шла о правшах^[8].

Уотсон имел основания удивляться тому, что Джон Рид и Сьюзан Райт оказались правшами. Большинство из нас склонно считать, что люди с situs inversus должны быть левшами. Герберт Уэллс — не исключение. В фантастическом рассказе «История Платтнера» Готфрид Платтнер, оказавшись жертвой взрыва некого зеленого порошка, загадочным образом исчезает, чтобы спустя несколько дней вернуться, но теперь «правая доля его печени расположена с левой стороны, левая — с правой; в то время как легкие аналогично перепутаны. Что еще более странно (если исключить возможность того, что Готфрид — искусный актер), это то, что его правая рука за последнее время превратилась в левую. С тех пор как это случилось, ему стало очень трудно писать. Он может писать только справа налево, левой рукой»^[9].

Противоречащая интуиции идея Уотсона, что люди с situs inversus, как правило, правши, получила полное подтверждение в современных исследованиях. В наиболее полном из них, ставшим попутным результатом массового флюорографического обследования, проведенного в 1950 году с целью выявления туберкулеза, норвежский врач Йохан Торгерсен сообщает, что из 998 862 человек с situs inversus оказались 122, то есть примерно один из десяти тысяч. Также Торгенсену было известно о еще 70 таких случаях. Хотя у него не было сведений о том, какая рука оказывается ведущей во всех выявленных случаях, из 160 ему известных лишь 11 человек (6,9 %) были левшами — примерно такая же доля обнаруживается у людей, чьи сердца расположены обычным образом, с левой стороны^[10].

Возможно, тот факт, что Джон Рид и Сьюзан Райт были правшами, не так уж загадочен, как кажется на первый взгляд. В конечном счете праворукость — всего лишь тип поведения, а многие типы поведения усваиваются через обучение. Мы едва ли бы удивились, узнав, что Джон Рид и Сьюзан Райт писали слева направо, поскольку и всех остальных жителей Британии учили писать именно так. Кроме того, возможно, что предпочтительное использование той или другой руки представляет собой культурную традицию, большинство людей пишет или выполняет иные сложные действия правой рукой только из-за того, что Уотсон называл «простой силой обычая или предрассудка». Уотсон пытался обосновать это явление, но, в конце концов, отказался от этой идеи, склонившись к мнению, что «тенденция к декстральности обусловлена природой» (или, на современном языке, имеет биологическое, а значит, вероятно, генетическое происхождение). Тем не менее он подстраховался, добавив разъяснение, что «тенденция эта не может быть очень сильной, поскольку, несмотря на привитую обучением привычку, она весьма часто преодолевается за счет незначительных внешних воздействий», — и здесь он, похоже, ступает на зыбкую почву, так как преодоление врожденной склонности использовать левую или правую руку обычно оказывается на удивление трудным.

Вывод Уотсона о биологическом происхождении праворукости основывается на кросскультурных исследованиях. Если бы праворукость и в самом деле была произвольной культурной условностью в симметричном во всех отношениях мире, тогда бы все человеческие сообщества поровну делились на право — и леворуких. Уотсон пишет об этом четко и убедительно:

«Предпочтительное использование правой руки, а не левой универсально для всех стран и народов. Насколько мне известно, никаких сведений о существовании целого народа или племени левшей нет… Среди изолированных племен Северной Америки, лишь недавно ставших известными цивилизованному миру, нет никаких исключений из этого общего правила. Капитан Бек сообщал мне, что во встречавшихся ему во время нескольких экспедиций к Северному полюсу семьях эскимосов-кочевников все бросали копья правой рукой, а натягивали тетиву лука левой»^[11].

И сегодня нет никаких свидетельств, которые опровергли бы идею Уотсона, но есть множество ее подтверждений.

Но в итоге Уотсон столкнулся с проблемой, которую был совершенно не способен решить и которая остается одним из наиболее волнующих вопросов для современных исследователей. Если происхождение праворукости — биологическое, то почему люди с situs inversus, в телах которых все расположено зеркально, все же остаются правшами?

Со временем оказалось, что проблема еще сложнее, и к ней вполне применимы слова Уинстона Черчилля о Советском Союзе: «загадка, окутанная тайной, внутри чего-то непостижимого», ведь с ней связана загадка и тайна латерализации. Загадка относится к простым молекулам, а тайна — к нейробиологии, затрагивая высший феномен культуры — язык. И загадка, и тайна были обнаружены во Франции в ближайшие два десятилетия после доклада Уотсона на Коллегии врачей. Первую открыл Луи Пастер, вторую — доктор Марк Дакс. Здесь мы остановимся на них лишь кратко, но в последующих главах вернемся к их подробному рассмотрению.

Луи Пастер (рис. 1.3) — возможно, величайший французский ученый. 22 мая 1848 года двадцатипятилетний Пастер представил Парижской академии наук великолепный доклад. В поисках причины прокисания вина он сравнил натуральную винную кислоту, получаемую из винограда, с произведенной промышленным способом виноградной кислотой (так называемой рацемической смесью). Он обнаружил, что хотя обе кислоты идентичны по химическому составу, виноградная кислота иначе взаимодействует с поляризованным светом. Если водный раствор натуральной винной кислоты поворачивает поляризованный свет по часовой стрелке, то в растворе синтетической виноградной кислоты никакого поворота не происходит. Посмотрев в микроскоп, Пастер увидел, что натуральная винная кислота состоит полностью из крошечных кристаллов одного типа, тогда как виноградная кислота являет собой смесь двух типов кристаллов, зеркально повторяющих друг друга. Говорят, он прокричал «Tout est trouvé!», что, пожалуй, лучше всего перевести как «Эврика!». Вслед за тем Пастер проделал скучный, но критически важный эксперимент, рассортировав кристаллы виноградной кислоты на два типа под микроскопом с помощью препаровальной иглы (рис. 1.4). Раствор кристаллов одного типа поляризовал свет по часовой стрелке, так же как и натуральная винная кислота, тогда как раствор кристаллов другого типа поляризовал свет в обратном направлении, против часовой стрелки. Раствор из смеси кристаллов двух типов никакого влияния на свет не оказывал, поскольку эффекты были противоположны и уравновешивали друг друга, как в искусственной виноградной кислоте. Через десять лет выяснилось нечто еще более поразительное: Пастер обнаружил, что микроорганизмы способны жить и размножаться в виноградной кислоте, которая поляризует свет по часовой стрелке, но не жизнеспособны в виноградной кислоте, поляризующей свет против часовой стрелки^[12].

Рис. 1.3. Луи Пастер в 1852 году, через четыре года после открытия двух типов кристаллов виноградной кислоты

Рис. 1.4 a. Кристаллы виноградной кислоты, которые Пастер увидел под микроскопом. Натуральная винная кислота, полученная из вина, содержит только правую или (+) форму (на рисунке слева). b. Один из двух типов кристаллов, рисунок Пастера

Открытие Пастера произвело революцию в биохимии. Очень многие из молекул, составляющих тела живых существ, встречаются в лабораторных условиях в двух формах, представляющих зеркальное отражение друг друга (стереоизомеры). Но хотя существовать могут обе формы таких молекул, в человеческом организме присутствует лишь одна из них. Для сахаров это так называемая D-форма, правая, или декстральная (от латинского dexter — правый), для аминокислот — L-форма, или левая (от латинского laevus — левый), определяемая по тому, в каком направлении они вращают плоскость поляризации света — вправо или влево. Полное преобладание одного типа молекул в организме — не уникальная особенность людей, она присуща практически всем живым существам на нашей планете (за некоторыми интригующими исключениями, к которым мы вернемся в главе 6).

Что, если бы двенадцать лет назад Уотсон знал об этом? Это бы многое изменило. Уотсон предполагал, что кирпичики, составляющие наш организм, его главный строительный материал, симметричны, поскольку не было никаких причин думать иначе. Однако если здание, механизм или организм выстроены из асимметричных блоков, то создать его зеркальное отражение будет очень трудно. Взгляните на рис. 1.5. Это простая винтовая лестница из симметричных каменных ступеней. Если камни просто перевернуть, то лестница будет закручена в противоположном направлении. Из одних и тех же блоков можно построить лестницу, закрученную или вправо, или влево. Теперь взгляните на лестницу на рис. 1.6. Каждая каменная ступень асимметрична. Если эти ступени уложены друг на друга, они образуют лестницу, закрученную вправо. Но попробуйте построить из этих ступеней лестницу, закрученную влево. Это просто невозможно. Асимметрия компонентов определяет асимметричность построенных из них структур^[13].

Объясняет ли то, что тело состоит полностью из одного типа молекул-стереоизомеров, тот факт, что почти у всех нас сердце находится слева? Возможно. Однако если это так, то еще труднее объяснить, как вообще возможно строение организма с сердцем с правой стороны, а также определить, можем ли мы теперь считать людей с situs inversus просто зеркальными вариантами нормы, по какой-то случайности устроенными иначе, чем остальные. Это как если бы мы попытались напечатать что-то, что должно отображаться в зеркале, но использовали бы только асимметричные буквы, такие как б, е, с или р. И вот первая проблема Уотсона: он утверждал, что «у нас a priori нет возможности выяснить причину, по которой внутренние органы должны быть расположены именно таким, а не иным образом». Но причина, конечно же, имелась, и очень веская, хотя связь между молекулами и внутренними органами стала ясна далеко не сразу.

Рис. 1.5. Устройство простой винтовой лестницы. На верхнем рисунке — отдельная ступень, составляющая лестницу. Она симметрична, поэтому лестница, построенная из таких ступеней (нижний рисунок), может быть повернута или в таком направлении, как показано здесь, или в противоположном

Открытие Пастера было загадкой; тайна же, представлявшая такую сложность для Уотсона, обнаружилась всего через несколько недель после его доклада на Коллегии врачей, хотя ни сам он и никто другой не замечали ее на протяжении четверти века. Так же как эксперименты безвестного монаха Грегора Менделя игнорировались десятилетиями, пока спустя время их не оценили, так и никого не интересовала работа французского врача Марка Дакса. Дакс родился 27 декабря 1771 года и большую часть своей жизни, с 1800 года и до самой смерти, был практикующим врачом в Сомьере, небольшом городке на юге Франции в двадцати милях к северо-западу от Монпелье. Сегодня Дакса помнят по докладу, который он представил в июле 1836 года на заседании медицинского общества в Монпелье, Le Congrès Méridional. В вольном переводе название доклада звучит так: «Повреждение левого полушария мозга, связанное с забвением признаков мышления (то есть утратой речи)». Доклад был прочитан, но не был напечатан, а сам Дакс скончался через год в возрасте 65 лет, и его идеи были преданы забвению. Однако почти тридцать лет спустя, в 1865 году, его сын, доктор Гюстав Дакс, опубликовал рукопись отцовского доклада, а тема локализации речи стала одной из наиболее горячо обсуждаемых в научных кругах Парижа. Причиной тому стало утверждение доктора Поля Брока, что язык и речь связаны лишь с одним полушарием на первый взгляд симметричного человеческого мозга^[14].

Рис. 1.6. Устройство сложной винтовой лестницы. На верхнем рисунке — ступенька такой лестницы. Отметим, что она совершенно несимметрична, может быть лево — или правосторонней (здесь показан лишь один вариант). В результате лестница может быть повернута лишь в одном направлении (здесь показана ее средняя и нижняя части)

Доклад Дакса-старшего открывается описанием случая, когда в сентябре 1830 года он наблюдал пациента, кавалерийского капитана, который после удара саблей в голову с трудом запоминал слова. Дакс читал работу френолога Галля, считавшего, что различные психические функции локализованы в разных отделах мозга. Поэтому Дакс прежде всего спросил у кавалериста, куда именно был нанесен удар, и тот сообщил, что в левую теменную область. Галль никогда не утверждал, что психические функции могут быть связаны лишь с одной стороной мозга, а потому этот случай был непонятным. Однако в последующие годы Дакс наблюдал все больше и больше пациентов и в конечном счете пришел к выводу, хотя и плохо совпадавшему с типологией Галля, что утрата речи связана с повреждением левого полушария мозга.

Дакс-младший опубликовал рукопись отца на фоне чрезвычайно горячих и оживленных дебатов, проходивших в Медицинской академии, а также Антропологическом и Анатомическом обществах Парижа. Они начались со спора о том, какая часть мозга отвечает за речь. Жан Батист Буйо утверждал, что отдел, связанный с речью и языком, расположен в лобных долях, непосредственно над глазницами. В 1861 году Поль Брока (рис. 1.7), хирург, питавший большой интерес к анатомии и антропологии, наблюдал двух пациентов, у которых были проблемы с речью. Как ни странно, сохранились даже фотографии, на которых запечатлены хранившиеся в Париже мозги этих пациентов. Первый больной, Леборн, мог произнести лишь одно слово Tan («пора») и долго был известен под этим прозвищем. С детства он страдал эпилепсией, вначале приведшей к параличу правой руки, а позже и правой ноги. Его поместили в госпиталь Бисетр, где он провел 21 год и скоропостижно скончался в 11 утра 17 апреля 1861 года от запущенной флегмоны и гангрены правой ноги. Двадцать четыре часа спустя было проведено вскрытие, мозг был удален и через несколько часов представлен на заседании Антропологического общества, после чего заспиртован. На фото на рис. 1.8 мы видим, что он был сохранен в вертикальном положении, что несколько необычно. Если повернуть изображение на девяносто градусов по часовой стрелке, оно предстанет перед нами в более привычном виде. Точная причина болезни Леборна (Тана) остается неясной, но даже по довольно нечеткой фотографии ясно видно, что поражена обширная область левой лобной доли. Больше всего Брока заинтересовало то, что пораженная область находилась именно здесь, особенно когда спустя некоторое время такие же повреждения обнаружились у другого больного^[15].

Рис. 1.7. Поль Брока в возрасте чуть более 50 лет, примерно через десять лет после того, как он описал мозг Тана и Лелонга

Другого больного звали Лелонг. Весной 1860 года, когда ему было 83 года, с ним случился удар, после которого, как сообщила его дочь, он лишился речи. Восемнадцать месяцев спустя, 27 октября 1861 года, он упал и сломал шейку левого бедра. В те времена, до того как появилась возможность хирургической замены бедренного сустава, такой перелом фактически означал смертный приговор, и через двенадцать дней Лелонг скончался, находясь на попечении Брока, в чье хирургическое отделение он был доставлен. Посмертное исследование мозга ясно показало, что у него была повреждена почти та же область, что и у Леборна (рис. 1.9).

В то время Брока главным образом интересовал тот факт, что повреждения были локализованы в лобных долях (в области, которую ныне называют зоной Брока). В апреле 1863 года, наблюдая восемь пациентов, у каждого из которых было повреждено левое полушарие, он отметил: «Примечательно, что у всех этих пациентов поражение было с левой стороны. Я не смею сделать на основании этого какое-то заключение и ожидаю новых данных». Позднее в том же году он опишет случаи не менее 25 новых больных с патологией, которую он назвал афения (но вскоре оно стало известно как афазия), то есть утрата речи. У всех больных была повреждена левая сторона мозга. Диагнозы всем пациентам были поставлены при жизни: какая именно сторона мозга поражена, было ясно из того, что все больные страдали параличом правой стороны тела, или гемиплегией. Одна из странностей нервной системы состоит в том, что правое полушарие мозга контролирует левую сторону тела и наоборот: нервы, связывающие тело и мозг, перекрещиваются в стволе мозга. Это означало, что у пациентов Брока, страдавших правосторонним параличом, было поражено левое полушарие мозга.

Рис. 1.8. Мозг Леборна (Тана), хранящийся в Музее Дюпюитрена. Мозг размещен вертикально, лобные доли наверху, а мозжечок виден в левом нижнем углу. На этой фотографии видно только левое полушарие мозга. Большая темная подковообразная область в середине, примерно в нижней трети снимка, — это повреждение зоны Брока

Для Брока выводы были очевидны:

«С физиологической точки зрения это самый серьезный вопрос… Если очевидно, что некая конкретная и совершенно определенная способность… нарушается исключительно из-за поражения левого полушария, из этого неизбежно следовало бы, что два полушария мозга обладают разными свойствами — а это настоящий переворот в физиологии нервных центров. Я должен признать, что мне нелегко дался столь революционный вывод».

Рис. 1.9. Мозг Лелонга, сохраненный в Музее Дюпюитрена. На фотографии видно левое полушарие. В отличие от мозга Тана на верхнем рисунке, он сохранен в более привычном положении, лобные доли обращены влево, а мозжечок не виден (он скрыт полушариями мозга и должен быть в правой части снимка). Обширная пораженная область видна сразу над левой половиной таблички

Брока был совершенно прав — это действительно подрывало все основы и фактически было «настоящей революцией». Как две, казалось бы, одинаковых доли серого вещества могли быть столь разными? Одна, левая, отвечала за язык и речь — эти высшие достижения человеческого разума, венчающие корону цивилизованной жизни, а другая, почти такая же по форме, позволяла человеку издавать лишь односложные возгласы, вроде тех, что были доступны Тану и Лелонгу. Да, это так. Открытие Брока с тех пор не оспаривалось, и любой практикующий врач или невролог неоднократно мог подтвердить его на основе собственного ежедневного опыта^[16].

Одним из таких практикующих врачей был сам Томас Уотсон. В 1871 году в возрасте 79 лет он опубликовал пятое издание «Лекций о принципах и практике лечения», одного из самых успешных учебников по медицине в викторианской Англии, первое издание которого, основанное на его курсе лекций в лондонском Королевском колледже, вышло почти за сорок лет до этого в 1843 году. Уотсон довольно честно пишет о легкости воспроизведения главного открытия: «Просматривая краткие записи, хранившиеся много лет, я обнаруживаю частые свидетельства сочетания той или иной формы афазии с правосторонней гемиплегией». Уотсон даже публиковал такие случаи, например в первом издании своего учебника. Но, несмотря на это, Уотсон был скептически настроен по отношению к теории Брока, полагавшего, что речевые способности связаны с конкретной зоной мозга: «Я не могу принять — я не верю — теорию, выдвинутую Брока». Он приводит мнение, которое приписывает доктору Джону Хьюлингсу Джексону, великому лондонскому неврологу, тогда пребывавшему в расцвете своей карьеры, о том, что «способность к речи не обнаруживается ни в какой области мозга, потому что она присутствует везде». Недостатки такой точки зрения, однако, были совершенно очевидны: если способность к речи присутствует везде, то почему поражение левого полушария вызывает афазию, тогда как поражение правого полушария, как правило, к ней не ведет? Уотсон, как и почти 35 лет назад, пытался выработать некую теоретическую модель и вернулся к своей старой сфере интересов — загадке право — и леворукости^[17].

Поскольку очевидно, что внешне мозг выглядит симметричным, то кажется маловероятным, что причина совершенно асимметричного сочетания афазии с правосторонним параличом заключается в самом мозге. Напротив, Уотсон отмечал, что наши парные органы — глаза, легкие и почки — с рождения работают сообща: каждый орган выполняет свою половину работы. Два полушария мозга, утверждал он, должны были бы работать так же, если бы не «одно досадное исключение: мы все вырастаем правшами». Согласно Уотсону, в результате мозг отводит под речь лишь одно полушарие, левое. Таким образом, латерализация языка в левом полушарии вытекает из праворукости и напрямую связана с ней. Чуть далее Уотсон несколько смягчил свое утверждение, отметив, что «правое полушарие, конечно, иногда может брать на себя [речь], точно так же, как некоторые люди являются левшами». Это хоть как-то объясняет тот факт, что не у всех речь связана с левым полушарием. Но теоретические трудности только усугублялись, потому что Уотсон все еще пытался понять, почему мы в большинстве своем правши (свойство, которое он еще раз объявляет универсальным: «общим для всех народов и рас»)^[18].

Тогда Уотсон выдвинул другую теорию, совершенно ошибочную, но любопытную. Он вернулся к анатомии и обратил внимание на то, как мозг снабжается кровью. Артерии в грудной клетке, ведущие от сердца, так же асимметричны, как и само сердце, из чего следует, что сонные артерии, обеспечивающие основной поток крови в полушария мозга, так же асимметричны (см. рис. 1.1).

Благодаря хорошо известному расположению артерий, восходящих от дуги аорты, левое полушарие получает через сонную артерию более прямой и, следовательно, более свободный приток крови, чем правое. Вероятно, по этой причине… извилины передней доли левого полушария [то есть зона Брока] развиваются в более ранний период, чем на противоположной стороне… В этом же мы находим возможную причину того, что большинство людей — правши.

На первый взгляд теория выглядит удачной, но минутное размышление показывает, что она не может быть правильной. Ее опровергают наблюдения самого Уотсона, сделанные в 1836 году: ведь если мы оказываемся правшами или левшами из-за асимметрии кровоснабжения мозга, то люди с situs inversus должны в большинстве своем быть именно левшами. Однако сам Уотсон подчеркивал, что это не так^[19].

Сэр Томас Уотсон помог нам составить карту той области, что мы намерены исследовать. Проблемы, рассмотренные им, сегодня стоят столь же остро, как в ту эпоху, когда он впервые затронул их, и существует множество связанных с ними других вопросов, не менее загадочных. Но впереди нас ждут захватывающие времена. В последние годы, особенно в два минувших десятилетия, исследователям удалось значительно продвинуться вперед. С начала 1960-х накопилось огромное количество исследований о право — и леворукости и различиях между полушариями мозга. В 1980-е годы, впервые за долгое время, биологи всерьез заинтересовались важнейшим вопросом о том, почему у позвоночных сердце расположено с левой стороны. И в этой области был достигнут немалый прогресс. Одновременно с этим интенсивно изучались связи между анатомическими и биохимическими асимметриями — в том числе и главный вопрос о том, существует ли между ними какая-то прямая причинно-следственная связь. Как мы увидим, скорее всего — да.

В 1991 году Фонд фармацевтической компании Ciba, узнав о существенном прогрессе в понимании асимметрии живых организмов, организовал конференцию под названием «Биологическая асимметрия и хиральность». В течение трех дней двадцать девять ученых — от физиков, химиков и биохимиков до специалистов по анатомии, биологии развития и фармакологии, а также психологов и неврологов — обсуждали эти вопросы. Присутствие представителей всех этих дисциплин было необходимо, так как становилось все более очевидно, что полное понимание одной из них невозможно без понимания всех остальных. Председательствовал на конференции Льюис Уолперт, левша, который, как настоящий ученый-экспериментатор, не мог не начать заседание с проверки своей любимой гипотезы — что левшами окажутся и большинство участников конференции. Оказалось, что это не так: левшами были всего двое, семь процентов, доля, сравнимая с долей левшей среди всего населения и среди всех исследователей латеральности. В конце одного чрезвычайно разностороннего и напряженного обсуждения Льюис весело заметил: «От молекул до мозга за одно заседание, одним махом!» Масштаб и в самом деле был таким, хотя едва ли многие сказали бы, что эту проблему можно охватить с такой легкостью. В этой книге мы попытаемся связать воедино эти области, приводя подтверждения из очень широкого круга дисциплин, хотя это не всегда будет легко. Это, однако, заведет нас во многие уголки и закоулки физического, биологического, когнитивного и социального мира^[20].

Исследуя хиральность во всех ее проявлениях, в том числе и в форме право — и леворукости, мы проделаем путь от самого малого к самому крупному, от субатомных масштабов к космологическим. Хотя мы обнаружим асимметрии, или разные формы хиральности, на всех этих уровнях, мы также выясним, что их смысл и значение в значительной мере связаны с универсальным стремлением людей по-разному трактовать левое и правое на символическом уровне. Именно с этого и начинается эта книга.

Примечания

2

См. веб-сайт.

3

Anonymous (1882) British Medical Journal, ii: 1282–5; Munk, W. (1878) The Roll of the Royal College of Physicians of London, London: Royal College of Physicians. См. веб-сайт.

4

Watson, T. (1836) London Medical Gazette, 18: 393–403. См. веб-сайт.

5

Площадь Сент-Джеймс — одно из самых популярных мест проживания аристократов в Лондоне XIX века.

6

Перевод Е. Коротковой и И. Гуровой.

7

East, T. (1957) The Story of Heart Disease, London: William Dawson, p. 38. См. веб-сайт.

8

Bryan, D. (1824) Lancet 5: 44–6.

9

Перевод М. Ирской.

10

Torgersen, J. (1950) American Journal of Human Genetics, 2: 361–70; Cockayne, E. A. (1938) Quarterly Journal of Medicine, 31: 479–93. См. веб-сайт.

11

См. веб-сайт.

12

Nicolle, J. (1962) Louis Pasteur: A Master of Scientific Enquiry, London: The Scientific Book Guild, p. 25; Mason, S. F. (1989) Chirality, 1: 183–91. См. веб-сайт.

13

Из записок Виолле-ле-Дюка, по изданию Cook (1914) The Curves of Life, Constable: London (reprinted in Dover Books, 1979).

14

Ravoire, J. (1933) Le Docteur Marc Dax (de Sommières) et l’Aphasie, Montpellier: Imprimerie Mari-Lavit, pp. 8–9; Mouret, M. A. (1959) Chronique médicale de la ville de Sommières, Montpellier: Ets Valette, p. 48; Dax, M. (1865) Gazette Hebdomadaire de Médecine et de Chirurgie, 2 (2nd Series): 259–62, (перевод на английский: Joynt and Benton (1964) Neurology, 14: 851–4); Finger, S. and Roe, D. (1999) Brain and Language, 69: 16–30. См. веб-сайт.

15

Broca, P. (1861) Bulletin de la Société Anatomique de Paris, 2nd series, 6: 330–57 (частичный перевод на английский Eling, P. (1994) Reader in the History of Aphasia: From [Franz] Gall to [Norman] Geschwind, Amsterdam: John Benjamins); Schiller, F. (1979) Paul Broca: Explorer of the Brain, Oxford: Oxford University Press; Signoret, J. L. et al. (1984) Brain and Language, 22: 303–19; Castaigne, P. et al. (1980) Revue Neurologique (Paris), 136: 563–83. См. веб-сайт.

16

Schiller, F. (1979) p. 192; Broca, P. (1865) Bulletin de la Société d’Anthropologie de Paris, 6: 377–93; Hécaen, H. and Dubois, J. (1969) La naissance de la neuropsychologie du langage (1825–1865), Paris: Flammarion; Berker, E. A. et al. (1986) Archives of Neurology, 43: 1065–72. См. веб-сайт.

17

Watson, T. (1871) Lectures on the Principles and Practice of Physic, vol. 1, 5th edn, London: Jon W. Parker, p. 494. См. веб-сайт.

18

Ibid., p. 501.

19

Ibid., p. 503. См. веб-сайт.

20

Bock, G. R. and Marsh, J. (1991) Biological Asymmetry and Handedness (Ciba Foundation symposium 162), Chichester: Wiley, 1991; Etaugh, C. and Hoehn, S. (1979) Perceptual and Motor Skills, 48: 385–6.