Одной из них была восемнадцатилетняя девушка с небольшой мальформацией[3] кровеносных сосудов мозга. Примерно за неделю до нашей встречи она стала испытывать такие симптомы, как покалывание в лице, руках и языке. И однажды она проснулась и не смогла сказать ни слова, хотя оставалась в ясном сознании. Она зашла в комнату матери и отца и попыталась сказать им, что случилось, но упала в обморок. Обезумевшие от страха родители привезли ее в приемный покой больницы УБК, где доктор Форстер и нашел аномалию. Он предложил девушке пройти дооперационное картирование с помощью фМРТ.
Я составил специальные задания, чтобы выяснить, какие участки мозга отвечают у нее за работу рук, лица и языка в ее мозге. Потом я придумал задание, чтобы определить участки мозга, управляющие речью. В день сканирования мы с ней встретились, и я потренировал ее выполнять задания. Она с большим любопытством расспрашивала о предстоящей процедуре, но глаза выдавали ее тревогу и опасения. Она волновалась, что мы найдем что-нибудь плохое.
Мы выяснили, где перепутались ее артерии и вены и какие части мозга связаны с той областью, которую собирался наглухо заклеить нейрохирург. Дело в том, что в этой процедуре действительно используется клей, чтобы закрыть неправильно работающую артерию. Однако ткани мозга, которые снабжает кровью эта артерия, могут отмереть, лишив девушку способности управлять лицом, руками или языком, то есть возможности говорить.
Потом я мучительно бился над анализом данных картирования, ведь я должен был сделать все возможное, чтобы не допустить ошибки. Я не хотел, чтобы нейрохирург удалил важную часть мозга из-за моего просчета. Мы вместе с хирургом просмотрели результаты, и я рассказал ему обо всех недостатках и ограничениях техники фМРТ.
Нейрохирург воспользовался нашими результатами, чтобы добраться до нужного места и заклеить артерию. К всеобщему восторгу, девушка полностью поправилась.
Разработка заданий для фМРТ
Я собирал данные нейровизуализации по выходным, когда не работал в тюрьме. Большинство аспирантов охотно давали себя просканировать в обмен на изображение мозга. Мы еще не успели проработать на томографе и года, а почти все аспиранты УБК уже получили снимки собственного мозга. Наша команда разрабатывала задачи и процедуры, с помощью которых мы собирались исследовать заключенных, как только организуем их транспортировку в больницу. Долгими днями в отделении МРТ я накапливал и анализировал данные и еще более долгими днями в тюрьме интервьюировал заключенных и собирал все новые ЭЭГ.
Я бы не смог скоординировать доставку психопатов из тюрьмы для исследования с помощью функциональной томографии, если бы мне не помогали многие другие люди. Андра Смит, аспирантка УБК, сначала изучала проявления агрессии на крысах, но потом у нее обнаружилась на них сильная аллергия. Поэтому она стала изучать психопатию и работать с заключенными. Мы с Андрой много дней провели за совместной работой в тюрьме; именно она написала большинство заявок на гранты, которые мы получили для финансирования нашего проекта. Ни одно оригинальное исследование с нейровизуализацией психопатов не было бы закончено без ее самоотверженной помощи.
Доктор Питер Лиддл, физик и психиатр, сыграл важную роль, подготовив нас к сложностям анализа изображений мозга. Перед тем как доктор Лиддл перебрался в УБК, он был основателем и членом группы, которая работала в Хаммерсмитской больнице в Лондоне и создала пакет программного обеспечения для статистического параметрического картирования, или СПК. Питер взял к себе молодого психиатра Карла Фристона, чтобы тот помог ему провести клиническую оценку пациентов с шизофренией. Карл также интересовался математикой и разработал набор самых популярных в мире компьютерных программ для анализа данных нейровизуализации. Более чем в 80 процентах рецензируемых публикаций всего мира использованы СПК для анализа снимков мозга. Мне повезло работать с Питером, Карлом и их сотрудниками и овладеть наилучшими способами анализа данных нейровизуализации с первых лет после возникновения этой области науки.
У новой установки МРТ в университетской больнице оказались свои заморочки. Мы выжимали из машины все возможное, и инженеры «Дженерал электрик» не ожидали, что возникнут такие проблемы, которые возникли у нас. Одна из них заключалась в том, что система могла сделать не более 512 изображений подряд. Но ведь во время функциональной томографии мы собираем тысячи изображений за сеанс. Ища решение этой трудности, я познакомился с несколькими учеными-коллегами, которые тоже пытались избавиться от этой помехи и решить другие проблемы с томографом «Дженерал электрик».
На конференции по МРТ в Ванкувере в том же году я познакомился с аспирантом-физиком из Висконсина Брайаном Моком. За бутербродами и пивом он буквально перевернул наш процесс сбора данных на сканере. Брайан дал нам код, который позволял брать данные МРТ и реконструировать первичные данные на другом компьютере. Именно эта «офлайновая реконструкция» Брайана дала нам возможность обойти ограничение на 512 изображений. Потом Брайан сказал, что, если мы хотим, чтобы сканер работал быстрее, можно отключить пару тепловых датчиков. Такое впечатление, что инженерам «Дженерал электрик» даже в голову не пришло, что ученые будут настолько напрягать томограф при сборе данных функциональной МРТ, и они встроили туда маленький частотный регулятор, вроде ограничителя скорости в автомобиле. Брайан научил меня, как его отключить.
После обеда с Брайаном я позвонил техникам и велел им отключить регулятор на томографе. Потом я попросил их сделать последовательность снимков фМРТ на «фантоме» (бутылке с водой, которую мы используем для испытаний). Техники сунули фантом в томограф и просканировали его. Оказалось, что наш сканер стал работать на 40 процентов быстрее! Просто удивительно.
Как только Брайан окончил аспирантуру, его тут же взяли в «Дженерал электрик». Теперь он руководит группой по разработке аппаратуры для магнитно-резонансной томографии, и я каждый раз при встрече предлагаю ему выпить и закусить за мой счет.
Еще по электронной почте я познакомился со студентом Мэрилендского университета Винсом Калхуном, который пытался решить ту же проблему – ограничение скорости сканеров «Дженерал электрик», на которых он тоже работал. Винс был инженером и искал новые способы анализировать нейронные сети мозга. Тогда я поделился с Винсом хитростями, которые узнал от Брайана Мока. Через несколько лет мы с Винсом Калхуном вместе стали младшими научными сотрудниками. И уже Винс ставит мне выпивку и закуску за свой счет.
Моя однокашница Андра Смит воспользовалась моим источником кофе из «Старбакса» и стала раздавать его в конвойной службе канадского департамента исполнения наказаний. Конвойная служба отвечает за транспортировку заключенных из одной тюрьмы в другую или в специальные медицинские учреждения. Примерно через полгода раздачи бесплатного кофе Андра поинтересовалась, не смогут ли они доставить заключенных из нашей тюрьмы в университетскую больницу для томографии. Ей ответили, что с радостью помогут.
Тюремная охрана опасалась сообщать заключенным, в какой день их повезут в больницу на МРТ. Региональная конвойная служба хотела сделать все возможное, чтобы они не спланировали побег. Она особенно беспокоилась насчет того, что они свяжутся с сообщниками на воле, и те помогут им сбежать во время перевозки. Наш проект пришлось готовить в полной секретности.
Проблема побега была весьма серьезной. 18 июня 1990 года сообщники заключенного угнали вертолет и посадили его прямо у ограды канадской тюрьмы строгого режима (по забавному совпадению носящей название Кент). Побег организовал один заключенный, отбывающий пожизненный срок, и еще один присоединился к нему уже после посадки вертолета. Преступники стреляли в охранников и одного серьезно ранили. План побега они как будто взяли прямо из голливудского боевика. Заключенные с сообщниками выбрались из тюрьмы, но их схватили несколько недель спустя, когда они прятались в лесу.
Как-то я разговаривал с начальником конвойной команды о мерах безопасности и спросил, запретят ли заключенным звонить по телефону в те дни, когда мы кого-то повезем на исследование. Он сказал, что в эти дни в тюрьме планируется отменить все телефонные звонки, чтобы заключенные не смогли никому позвонить и рассказать, что их повезут в больницу.
«Пожалуй, хорошая идея», – подумал я. Но потом спросил: а что, если сигнал – это отсутствие звонка? Иными словами, если заключенный звонил одному и тому же человеку каждый день и вдруг не позвонил, это может быть знаком.
