История неврологии и нейрохирургии

Трепанация, похожая на некоторые методы, используемые сегодня, является старейшей известной хирургической процедурой и практиковалась в каменном веке во многих частях мира^[5], а в некоторых районах, возможно, была довольно широко распространена. Основные археологические свидетельства представлены в виде наскальных рисунков и человеческих останков. Трепанация была проведена на трети из 120 черепов, найденных на месте раскопок во Франции, датируемых 6500 годом до нашей эры^[6].

Она также широко практиковалась в доколумбовых Андах^[7][8]. Эти процедуры в основном проводились на комбатантах, и свидетельства, полученные из останков скелетов, показывают, что самые ранние методы обычно приводили к смерти^[8]. Однако к 1400-м годам инки проявили себя «опытными хирургами»: выживаемость возросла до 90 %, частота инфекций после процедуры была низкой, и были найдены свидетельства того, что некоторые люди переживали операцию несколько раз^[8]. Хирурги инков научились обходить области головы, которые могли бы вызвать травмы, используя метод соскабливания черепа, который причинял меньше травм^[8]. Вероятно, они также использовали лекарственные травы того времени, такие как кока и алкоголь для обезболивания, а бальзам и сапонин — в качестве антибиотиков^[8].

Трепанированные черепа инков

Древнеегипетский трактат по травматологии, папирус Эдвина Смита, содержит описания и предложения по лечению различных травм, в том числе неврологического характера. В частности, в нём приводятся описания мозговых оболочек, внешней поверхности головного мозга, спинномозговой жидкости и внутричерепных пульсаций^[9]. Упоминаются не только эти неврологические особенности, но и отмечается, что некоторые функции организма могут быть нарушены в результате черепно-мозговых травм или травм шейного отдела позвоночника^[9]. В истории есть много других примеров наблюдений неврологических явлений. Шумеры запечатлели параплегию, вызванную физической травмой, на барельефе льва со стрелой в спине^[10]. Исследовались также неврологические расстройства, не вызванные физическими нарушениями. В V веке до н. э. врач Будды, Дживака Комарабхачча, провёл операцию по удалению двух паразитов из мозга пациента^[11].

Гален демонстрирует рецидивирующие гортанные нервы на публике

Чуть позже древнегреческий врач Гиппократ был убеждён, что эпилепсия имеет естественную, а не сакральную причину^[12]. Древние греки также проводили вскрытие нервной системы. Например, Аристотель (хотя он неправильно понимал функцию мозга) описывает мозговые оболочки, а также различает конечный мозг и мозжечок^[13]. Чуть позже, в Риме, Гален провёл множество вскрытий нервной системы у различных видов, включая обезьян. Одним из его важных открытий было обнаружение важности возвратных гортанных нервов. Первоначально он случайно перерезал их во время эксперимента над нервами, контролирующими дыхание, путём вскрытия привязанной и визжащей свиньи. Свинья сразу перестала визжать, но продолжала бороться. Затем Гален провёл тот же эксперимент на различных животных, включая собак, коз, медведей, львов, коров и обезьян, каждый раз получая аналогичные результаты^[14].

Чтобы обнародовать свой результат, Гален продемонстрировал эксперимент на паре свиней перед большой аудиторией в Риме, сказав: «В мышцах гортани с левой и правой стороны находится пара волосоподобных [нервов], которые, если их перевязать или перерезать, лишают животное голоса, не нанося вреда его жизни или функциональной деятельности»^[14].

Хуа Туо был древнекитайским врачом и пионером хирургии, который, как утверждается, проводил нейрохирургические операции^[15]. В Аль-Андалусе с 936 по 1013 год нашей эры Аз-Захарави обследовал пациентов и проводил хирургическое лечение черепно-мозговых травм, переломов черепа, травм позвоночника, гидроцефалии, субдуральных гематом и головных болей^[16]. В то же время в Персии Авиценна также представил подробные знания о переломах черепа и их хирургическом лечении^[17].

Наряду с большинством других наук, первые реальные достижения в неврологии и нейрохирургии после греков произошли в эпоху Возрождения. Изобретение печатного станка позволило публиковать анатомические учебники, страницы, что способствовало распространению знаний. Одним из ранних примеров является Compendium philosophiae naturalis Иоганна Пейлигка, опубликованное в Лейпциге, Германия, в 1499 году. Этот труд содержал 11 гравюр на дереве, изображающих твёрдую и мягкую мозговые оболочки, а также желудочки^[18].

Основание головного мозга в De humani corporis fabrica Андреаса Везалия, 1543 год

Революция произошла как в неврологии в частности, так и в анатомии в целом, когда Андреас Везалий опубликовал свою работу De humani corporis fabrica в 1543 году. Она включает подробные изображения желудочков, черепных нервов, гипофиза, мозговых оболочек, структур глаза, сосудистого снабжения головного и спинного мозга, а также изображение периферических нервов^[18]. Везалий, в отличие от многих своих современников, не разделял распространённое в то время мнение, что желудочки отвечают за работу мозга, утверждая, что многие животные имеют желудочки, схожие с человеческими, но не обладают истинным интеллектом^[19]. По-видимому, он редко извлекал мозг из черепа перед разрезом, и на большинстве его диаграмм мозг изображён внутри отрезанной головы^[20].

В 1549 году Джейсон Пратенсис опубликовал De Cerebri Morbis, том, посвящённый неврологическим заболеваниям, в котором он обсуждал симптомы, а также идеи Галена и других греческих, римских и арабских авторов^[21]. Томас Уиллис в 1664 году опубликовал свою «Анатомию мозга», а в 1667 году — «Патологию головного мозга». Он удалял мозг из черепа и смог описать его более чётко, установив Виллизиев круг — круг сосудов, обеспечивающий артериальное кровоснабжение мозга. Он имел некоторые представления о функциях мозга, в том числе смутное представление о локализации и рефлексах, и описал эпилепсию, апоплексию и паралич. Он был одним из первых авторов, использовавших слово «неврология» после анатома Жана Риолана Младшего в 1610 году^[22].

Начало понимания болезней пришло с появлением первых патологоанатомов, патологоанатомических иллюстраций и развития эффективной цветной печати. Мэтью Бейли (1761—1823) и Жан Крювелье (1791—1874) проиллюстрировали поражения при инсульте в 1799 и 1829 годах соответственно.

Известный философ Рене Декарт (1596—1650) высказал предположение, что вся деятельность животного является необходимой реакцией на какой-либо внешний раздражитель; связь между раздражителем и реакцией осуществляется по определённому нервному пути. В 1718 году Исаак Ньютон в своей книге «Оптика» высказал мнение, что мозг посылает сигналы к мышцам по нервным путям^[23].

Луиджи Гальвани (1737—1798) продемонстрировал, что электрическая стимуляция нерва вызывает сокращение мышц, а конкурирующие работы Чарльза Белла (1774—1842) и Франсуа Мажанди (1783—1855) привели к выводу, что вентральные рога спинного мозга являются двигательными, а дорсальные — сенсорными. Только после микроскопического исследования клеток стало возможным выйти за рамки самых грубых анатомических представлений.

В 1837 году Ян Пуркине (1787—1869) дал первое описание нейронов, которое, по сути, было одним из первых описаний клеток любого типа. К 1850 году Герман Гельмгольц смог измерить скорость проводимости сигнала по седалищному нерву лягушки (около 27 м/с при 20-21 °C)^[23][24]. Позже Камилло Гольджи и Сантьяго Рамон-и-Кахаль окрасили разветвлённые ветви нервных клеток; они могли только соприкасаться или образовывать синапсы. Теперь мозг имел доказанную форму, но без локализованных функций. Пациент с гемиплегией, который не мог говорить, натолкнул Поля Брока (1824—1880) на мысль, что функции коры головного мозга анатомически локализованы. Иван Павлов (1849—1936) понял, наблюдая за слюноотделением своих собак, что простой рефлекс может быть изменён высшими функциями мозга. Эти неврологические идеи были скоординированы и интегрированы нейрофизиологом Чарльзом Скоттом Шеррингтоном (1857—1952).

Первыми врачами, полностью посвятившими себя неврологии, были Мориц Генрих Ромберг, Уильям А. Хаммонд, Дюшенн де Булонь, Жан-Мартен Шарко и Джон Хьюлингс Джексон. Врачи могли использовать идеи неврологии на практике только после того, как были разработаны соответствующие инструменты и процедуры для клинических исследований. Это происходило постепенно в XIX веке — появились молоток для сухожильных рефлексов, офтальмоскоп, булавка и камертон, шприц и люмбальная пункция. Затем последовали рентгеновские лучи, электроэнцефалография, ангиография, миелография и компьютерная томография. Клинические неврологи сопоставляли свои наблюдения после смерти пациентов с данными невропатологов. Наиболее известным из них был У. Р. Говерс (1845—1915), автор двухтомного фундаментального труда по цереброспинальному тракту. К концу XIX века была установлена связь между инсультом и гемиплегией, между травмой и параплегией, между спирохетой и парализованными людьми с деменцией, которые заполняли психиатрические больницы. Первым химиотерапевтическим средством для лечения серьёзной инфекции был сальварсан для сифилиса, за которым последовало вызывание лихорадки при нейросифилисе. Лечение нейросифилиса стало высокоэффективным с появлением антибиотиков^[25].

До конца XIX — начала XX века в нейрохирургии не было значительных достижений, пока врачи не стали устанавливать электроды в мозг и удалять поверхностные опухоли.

Нейрохирургия, или преднамеренный разрез головы для облегчения боли, существует уже тысячи лет, но заметные достижения в нейрохирургии были сделаны только в последние сто лет^[26].

В 1878 году Ричард Кэтон обнаружил, что электрические сигналы передаются через мозг животных. В 1950 году доктор Хосе Дельгадо изобрёл первый электрод, который был имплантирован в мозг животного, и использовал его, чтобы заставить его бегать и менять направление. В 1972 году был выпущен в продажу кохлеарный имплантат, неврологический протез, позволяющий глухим людям слышать. В 1998 году исследователь Филип Кеннеди имплантировал первый интерфейс «мозг-компьютер» (НКИ) человеку^[27].

В 1879 году, обнаружив опухоль только по неврологическим признакам, шотландский хирург Уильям Макьюэн (1848—1924) провёл первую успешную операцию по удалению опухоли головного мозга^[28]. 25 ноября 1884 года, после того как английский врач Александр Хьюз Беннетт (1848—1901) использовал метод Макьюэна для её локализации, английский хирург Рикман Годли (1849—1925) провёл первое удаление первичной опухоли головного мозга^[29][30], которая отличалась от операции Макьюэна тем, что Беннетт оперировал обнажённый мозг, а Макьюэн оперировал вне «собственно мозга» с помощью трепанации^[31]. Три года спустя Виктор Хорсли (1857—1916) стал первым врачом, удалившим опухоль позвоночника. 16 марта 1907 года австрийский хирург Герман Шлоффер стал первым, кто успешно удалил опухоль гипофиза^[32]. Американский хирург Харви Кушинг (1869—1939) в 1909 году успешно удалил аденому гипофиза у пациента с акромегалией. Лечение гиперфункции эндокринных желёз с помощью нейрохирургии стало важной вехой в неврологии.

Эгаш Мониз (1874—1955) в Португалии разработал процедуру лейкотомии (ныне более известную как лоботомия) для лечения тяжёлых психических расстройств. Хотя часто утверждается, что разработка лоботомии была вдохновлена случаем Финиаса Гейджа, железнодорожника, которому в 1848 году железный прут пронзил левую лобную долю, доказательства этого отсутствуют^[33].

Современные нейрохирургические инструменты

Основные достижения в нейрохирургии стали результатом создания высокотехнологичных инструментов. Современные нейрохирургические инструменты включают зубило, кюретки, диссекторы, дистракторы, элеваторы, щипцы, крючки, ударные инструменты, зонды, аспирационные трубки, электроинструменты и роботы^[34][35]. Большинство этих современных инструментов, таких как долота, элеваторы, щипцы, крючки, ударные инструменты и зонды, используются в медицинской практике относительно давно. Основное отличие этих инструментов до и после прогресса в нейрохирургии заключалось в точности их изготовления. Эти инструменты изготавливаются с точностью до миллиметра^[36]. Другие инструменты, такие как ручные электропилы и роботы, гораздо позже стали широко использоваться в нейрохирургических операционных.

• И. М. Сеченов (1829—1905) — основоположник отечественной физиологии^[37]:
  • 1862 — открыл центральное торможение, фундаментальный механизм работы нервной системы;
  • 1863 — его труд «Рефлексы головного мозга» заложил основы нейрофизиологии.
• В. М. Бехтерев (1857—1927)^[38]:
  • создал первую в России лабораторию экспериментальной психологии и клинику психиатрии^[39];
  • описал анкилозирующий спондилит («болезнь Бехтерева»);
  • развил учение о проводящих путях мозга.
• Н. Н. Бурденко (1876—1946) — основоположник советской нейрохирургии^[40]:
  • организовал первую в СССР специализированную клинику нейрохирургии;
  • разработал методы операций на мозге и позвоночнике.
• С. Н. Фёдоров (1927—2000) — пионер в области стереотаксической и функциональной нейрохирургии^[41]:
  • одним из первых в стране стал применять паллидотомию и треморотомию — операции, направленные на устранение тремора, ригидности и гиперкинезов при болезни Паркинсона, дистонии, хорее Гентингтона;
  • создал аппарат для точного воздействия на глубокие структуры мозга;
  • разработал методы локализации эпилептогенных очагов с помощью стереотаксических электродов и проводил абляцию (разрушение) патологических зон мозга.

Современные достижения сосредоточены в трёх ключевых направлениях.

• Функциональная нейрохирургия

• • Глубокая стимуляция мозга^[42] — лечение болезни Паркинсона, тремора, дистонии, обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР).

• • Хирургия эпилепсии — локализация очага эпилептогенной зоны и её абляция.

• Нейрореабилитация (после инсульта, травмы мозга или операции)

• • Экзоскелеты для ходьбы
  • Нейроинтерфейсы и бионические протезы

• Нейроиммунология — направление, изучающее взаимодействие нервной и иммунной систем