почти никак не прояснил природу ментальных заболеваний, психиатры предположили, что любые нейронные «подписи», связанные с подобными расстройствами, должны быть куда менее заметными, чем аномалии, характерные для инсульта, деменции, опухолей и разного рода травм. Следовательно, нужно было найти способ заглянуть внутрь головы живого человека, чтобы увидеть структуру, состав и деятельность мозга.

Поначалу долгожданным технологическим скачком казалось открытие в 1895 году излучения, позже названного в честь обнаружившего его Вильгельма Рентгена. Икс-лучи помогали диагностировать рак, пневмонию и переломы костей, а вот рентгенограммы головы показывали лишь нечеткие очертания черепа и мозга. Да, рентгеновские лучи могут выявить переломы черепа, проникающие повреждения мозга и крупные опухоли, но не более того. Сторонникам биологического подхода они не пригодились.

Последней надеждой на обнаружение физического доказательства ментального расстройства в живом мозге была технология визуализации, которая детально показала бы архитектуру мозга или, еще лучше, процесс мозговой деятельности. В 1960-е годы это казалось несбыточной мечтой, но впоследствии научный скачок все-таки произошел, а осуществился проект за счет финансирования из совершенно неожиданного источника – группы Beatles.

В начале 1970-х годов корпорация EMI занималась в основном звукозаписью, однако был в ней и небольшой отдел электроники, что, собственно, и отражено в названии – Electric & Music Industries. Музыкальное подразделение корпорации получало колоссальную прибыль от феноменального успеха Beatles – самой популярной группы в мире. Полученные деньги EMI решила вложить в рискованный и дорогостоящий проект отдела электроники.

Инженеры корпорации пытались совместить рентгеновские лучи под разными углами, чтобы создать трехмерное изображение предмета. Преодолев технологические препятствия благодаря доходам от песен I Want to Hold Your Hand и With a Little Help from My Friends, инженеры создали радиографическую технологию, которая позволяла получать намного более подробные изображения, чем существующие медицинские аппараты. А главное, что процедура была неинвазивной и не вызывала у пациентов физического дискомфорта. Новую технологию EMI назвали компьютерной аксиальной томографией, коротко – КТ.

Первые результаты исследования психических заболеваний с помощью компьютерной томографии опубликовала в 1976 году британский психиатр Эва Джонстон. Оно содержало поразительное открытие: сразу же обнаруженное отклонение было связано с одним из трех основных ментальных расстройств. Джонстон заметила, что у больных шизофренией увеличены боковые желудочки – две полости, расположенные глубоко внутри мозга и содержащие спинномозговую жидкость, которая очищает и питает его. Результаты исследования потрясли психиатров. К тому времени уже было известно, что увеличение желудочков происходит при нейродегенеративных заболеваниях. Например, при болезни Альцгеймера структуры мозга вокруг боковых желудочков начинают атрофироваться. Естественно, специалисты тут же пришли к выводу, что увеличение боковых желудочков мозга у пациентов с шизофренией тоже обусловлено атрофией, вызванной некими процессами. Те же отклонения, что и Джонстон, выявил американский психиатр Дэниел Вайнбергер из Национального института психического здоровья.

Когда восторг от первых результатов компьютерной томографии начал утихать, появилось устройство, которое еще больше подходило для исследования ментальных расстройств. Магнитно-резонансный томограф позволял измерить радиоволны, излучаемые органическими молекулами в теле человека, когда оно находится в магнитном поле. Впервые его использовали для получения изображения мозга в 1981 году.

Если КТ, образно выражаясь, позволила психиатрам-исследователям заглянуть в замочную скважину, то магнитно-резонансная томография (МРТ) распахнула дверь настежь, создавая яркие трехмерные изображения беспрецедентной четкости. И, кстати, ее можно было настраивать, чтобы отображались определенные типы тканей, например серое вещество, белое вещество или мозговая жидкость. А еще она показывала содержание жира и воды и даже помогала измерить мозговой кровоток. Впрочем, главное, что МРТ была совершенно безвредной в отличие от КТ, где использовалось ионизирующее излучение, которое со временем могло накапливаться и потенциально представляло опасность для здоровья.

Снимки в аксиальной проекции, вид сверху. Слева: снимок мозга здорового добровольца, справа: снимок мозга пациента с шизофренией. Темная структура в форме бабочки – боковые желудочки (изображения любезно предоставлены доктором медицины Дэниелом Вайнбергером из Национального института психического здоровья)

Диффузионно-тензорный снимок мозга в сагиттальной плоскости, вид сбоку. Справа: передняя часть головы, слева: задняя часть головы. Волокна белого вещества, которые соединяют нейроны мозга, выделяются на фоне серого вещества, спинномозговой жидкости и кровеносных сосудов (Shenton et al. / Brain Imaging and Behavior, 2012; том 6, выпуск 2; снимок Инги Кёрте и Марка Мюльманна)

К концу 1980-х годов МРТ заменила КТ и стала основным инструментом, используемым психиатрами в ходе исследований. Данная технология стала применяться и для других целей: появились магнитно-резонансная спектрография для выявления химического состава тканей мозга, функциональная МРТ (фМРТ) для оценки его активности и диффузионно-тензорная визуализация для изучения длинных трактов, по которым передаются сигналы между нейронами.

Верхний ряд: снимки ПЭТ; нижний ряд: снимки МРТ. Левый столбец: аксиальная проекция, вид сверху; средний столбец: корональная проекция, вид спереди; правый столбец: саггитальная проекция, вид сбоку. ПЭТ показывает подсвеченные радиоактивным индикатором (биологическим красителем) рецепторы дофамина, которые сосредоточены в базальных ганглиях, а также присутствуют в коре головного мозга. МРТ показывает его структуру, выделяя серое и белое вещество. Желудочки и субарахноидальное пространство, где находится спинномозговая жидкость, изображены черными. В нижнем ряду МРТ совмещена с ПЭТ, чтобы определить места, подсвеченные радиоиндикатором (Abi-Dargham A. et al. / Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2000; 20:225–43. Воспроизведено с разрешения авторов)

Но процессы визуализации мозга в 1980-е годы не ограничивались магнитными технологиями. Это десятилетие ознаменовалось также усовершенствованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая позволяет измерять химический состав и обмен веществ в мозге. По сравнению с МРТ она нечетко отображает структуру мозга, но зато детально показывает церебральную метаболическую активность. Будто бы предсказывая, что технологию будут использовать психиатры, инженер Джеймс Робертсон, который сделал первые ПЭТ-снимки в Брукхейвенской национальной лаборатории, назвал устройство «мозгоправом».

Благодаря вышеперечисленным новым технологиям обработки изображений к концу двадцатого века психиатры наконец смогли исследовать мозг живого человека во всем его изысканном великолепии. Теперь можно было рассматривать мозг на снимках с пространственным разрешением менее миллиметра, отслеживать его активность с временным разрешением менее миллисекунды и даже определять химический состав структур мозга, причем делать все это без риска причинить вред или даже дискомфорт пациенту.

Стала сбываться заветная мечта сторонников биологического подхода: обследовав сотню тысяч пациентов практически со всеми ментальными расстройствами, указанными в DSM, они начали выявлять различные аномалии мозга, связанные с этими заболеваниями. Структурные МРТ-исследования показали, что у больных шизофренией гиппокамп меньше, чем у здоровых людей. Функциональные МРТ-исследования зафиксировали снижение метаболизма в лобных долях при решении задач, а также повышенный уровень нейротрансмиттера глутамата в гиппокампе и лобных долях. ПЭТ-исследования продемонстрировали, что нейронная цепь, участвующая в фокусировке внимания (мезолимбический путь), высвобождает чрезмерное количество дофамина у пациентов с шизофренией, из-за чего