Человек и дельфин

Он предложил прорезать отверстие в громадном спинном плавнике, привязать к нему трос, прикрепленный другим концом к джипу, повести джип по берегу и таким образом пере вернуть кита в нужное положение.

После пяти или шести попыток нам удалось пере вернуть кита. Джип остановили и поставили на тормоза. Теперь кита можно было анатомировать.

Береговая охрана дала нам большие кухонные ножи и топорик. Мы начали «вскрытие» чудовища большой пилой, следуя указаниям Шоландера.

Другие лица, желавшие вскрывать кита, еще не при ехали. Мы слышали, однако, что они просили не повре дить дыхательные пути (дыхало и воздухоносные пути; см. Приложение 1).

Довольно решительно мы заявили, что сможем извлечь мозг, не повреждая дыхательных путей. Мы еще не знали анатомии этих животных.

Под руководством Шоландера мы «вгрызлись» в кита и неожиданно почувствовали ужасное зловоние. Этот кит был мертв уже не один день и, кроме того. слишком долго пролежал на солнце. Он совершенно разложился и издавал очень сильный запах нечто среднее между запахом протухшего мяса и прогорклого масла.

Пит показал, что дыхало расположено у самого переднего края черепной коробки, т. е. открывается как раз над скошенным лбом. Большая выпуклость (лобный выступ) над верхней челюстью представляет собой про сто фиброзную ткань, пропитанную жиром. Итак, ис пользуя дыхало в качестве ориентира, мы сделали по зади него надрез до самого сала, а затем пропилили приблизительно 10 сантиметров сала и 10 сантиметров мышц и подошли к стенке черепа. Зловоние вынуждало нас часто зажимать носы. После тщательного удаления мышц и сала с черепа (что было очень трудно сделать), д-р Остин, наш нейрохирург, принялся долбить череп топориком.

Череп имел в толщину около 5 сантиметров, и потре бовалось довольно много времени, чтобы обнажить мозг. Тем временем приехала пара, интересовавшаяся дыха тельной системой.

Они были несколько расстроены тем, что мы работаем так близко от дыхательных путей, и сказали нам об этом. Однако они оказались старыми знакомыми Шоландера, и он представил нас Уильяму Шевиллу и его супруге Барбаре Лоуренс.

Тем временем д-р Остин обнажил всю верхнюю поверхность мозга, и мы приготовились перенести мозг в фиксирующий раствор формалина. Мы заметили, что он намного больше человеческого, имеет более правильную сферическую форму и выглядит как две огромные боксерские перчатки с торчащими в стороны большими пальцами. Щели, извилины и борозды были значительно более сложными, чем на человеческом мозге.

Отметив эти особенности, д-р Остин приступил к из влечению мозга из черепной коробки.

Для этого он сделал небольшое отверстие в мозговых оболочках, и, когда протухшая жидкость вытекла на землю, мозг спался, как лопнувший воздушный шарик. Мы были крайне разочарованы, но зато узнали, что у кита мозг после смерти разрушается крайне быстро; тепло, образующееся в результате обмена веществ, из-за огромной массы и толщины сала не может после смерти выделиться в окружающую среду.

Мы решили вернуться в Вудс-Хол. Уже смеркалось. Тем временем супруги Шевилл принялись исследовать механизм клапанов дыхала. Последнее, что мы видели в сумерках на берегу, это Барбару Лоуренс, засунувшую по локоть руку в дыхало и ощупывающую дыхательные пути.

Прежде чем отправиться назад в ВудсХол, мы пе реоделись и положили одежду и теннисные туфли, в ко торых производили вскрытие, в багажник машины. Когда спустя 5 часов мы приехали в Вудс-Хол, одежда, к нашему удивлению, больше не пахла. Запах был сильным, но быстро улетучивался.

Шоландер знал, что я работаю на мозге кошек и обезьян. На обратном пути он заметил, что мозг китов действительно достоин изучения, так как он гораздо больше мозга этих мелких зверюшек. Здесь мы имеем дело с мозгом, равным по величине нашему собственному (и даже превосходящим его) и, возможно, таким же сложным. Д-р Остин как нейрохирург, Шоландер как физиолог и я как нейрофизиолог были заинтересованы этими гигантскими животными и их жизнью, столь от личной от нашей. Мы обсуждали вопросы происхожде ния китообразных от наземных животных, которые вер нулись в море, говорили о многих удивительных чертах сходства с наземными млекопитающими и об их опре деленном отличии от последних.

ГЛАВА III Мои первые опыты с дельфинами

Все мысли о китах хранились у меня где-то в подсоз нании до Международного физиологического конгресса, состоявшегося в 1953 году в Монреале (Канада). Здесь я снова встретил Пера Шоландера, и мы опять долго говорили о китах, и в частности о мозге этих животных. На этот раз он сообщил мне имя одного специалиста в Маринлэнде и посоветовал с ним связаться. Тогда я об ратился к д-ру Ежи Розе с предложением поехать в Маринлэнд, чтобы там выполнить на дельфинах некоторые нейрофизиологические исследования. Др Розе, д-р Клинтон Булей, давно мечтавший провести сравнительные нейрофизиолого-анатомические исследования на большой группе млекопитающих, и еще ряд ученых объединились и организовали экспедицию. Осенью 1955 года восемь будущих участников этой экспедиции съехались в Маринлэнд со всех концов Соединенных Штатов. Имущество пяти нейрофизиологических лабораторий было свезено в исследовательскую лабораторию Морской студии и передано на попечение куратора Ф. Дж. Вуда.

Каждый из нас имел некоторый опыт в проведении нейрофизиологических исследований на мозге различных животных, в том числе на кошках, собаках, свиньях, овцах, шимпанзе, крысах и мартышках. У всех этих видов животных была довольно подробно изучена кора головного мозга и установлены границы зрительной, слуховой, тактильной и двигательной областей; к последней относятся те участки коры, которые управляют движением. В наши намерения входило установить границы этих и всех других (которые удастся обнаружить) областей в мозге дельфина. Мы располагали необходимой электронной аппаратурой для раздражения мозга, а также определенных органов чувств (глаз, ушей, кожи и т. п.) и для регистрации электрических потенциалов, возникающих в мозге. В нашем распоряжении имелось такое количество различных наркотизирующих средств, что мы могли бы, кажется, усыпить весь Маринлэнд и все равно не исчерпали бы всех своих запасов. Мне поручили сконструировать для дельфинов респиратор (аппарат для искусственного дыхания), и я погрузил в свою машину прибор весом 60 килограммов вместе со всем нашим электронным оборудованием. Единственным пособием служила мне статья Пера Шоландера [10], опубликованная еще в 1941 г., из которой я узнал, как эти животные дышат, какой объем воздуха они вдыхают и каков механизм их дыхания. В ней сообщалось, например, что дельфины задерживают дыхание на вдохе, имеют чрезвычайно короткий выдох, сразу же сменяю щийся вдохом, и вдыхают 5-10 литров воздуха за очень короткое время (мы совершенно не представляли себе, насколько оно мало, до тех пор, пока не провели скоростной киносъемки). Я не знал, как мы будем прилаживать респиратор к животному, но предполагал, что, пожалуй, следует скопировать тип дыхания дельфинов, чтобы избежать проблем, связанных с аноксией (нехваткой кислорода) и накоплением углекислого газа. Я спроектировал и построил аппарат, который крайне быстро нагнетал в легкие животного 5-10 литров воздуха, имитируя тип дыхания с резким повышением «давления» при вдохе. Аппарат позволял также очень быстро изгонять воздух из легких; для этого в нем имелся особый клапан, открывающийся как раз перед заполнением легких. В то время мы еще не имели воз можности точно определить, сколько воздуха введено в легкие животного, однако позднее мы обнаружили очень простой способ, позволяющий вводить в легкие нужное количество воздуха.

Во время самой экспедиции мы справились и с другой трудностью, найдя удобный способ для подключения респиратора. Однажды это нас очень выручило, ибо только благодаря респиратору нам удалось вернуть к жизни животное, бывшее на грани гибели.

Персонал Морской студии предоставил в наше распоряжение пять дельфинов. Мы дали себе срок в две недели на составление карты гигантского дельфиньего мозга.

Первый эксперимент мы спланировали таким образом, как если бы собирались исследовать мозг какогонибудь очередного примата, например шимпанзе. Мы рассчитали дозу наркотического препарата, достаточную, чтобы обездвижить дельфина на несколько часов для операции, в течение которой надо было снять крышу черепа и путем нанесения электрических раздражений составить карту мозга животного. Такой подход мог, разумеется, оказаться и неудачным, но именно так мы привыкли работать.

Дельфина вынули из воды и поместили в станок. Д-р Вулси ввел ему рассчитанную дозу наркотического препарата — нембутала. Эта доза — 30 миллиграммов на килограмм веса — была лишь чуть меньше той, какая обычно применяется для приматов, так что животное должно было погрузиться в глубокий сон. Все 80 кубических сантиметров нембутала были введены в брюшную полость животного в один прием.

Последующие полчаса оказались для всех нас чрез вычайно мучительными. Дыхание дельфина становилось все реже и реже, и наконец сердце его остановилось. На экране электронно-лучевого осциллографа (прибора для регистрации быстрых электрических колебаний) мы наблюдали электрические потенциалы сердечной мышцы, отводимые с помощью электродов, наложенных на груд ную клетку. За дыханием животного следили одновременно три или четыре человека. Животное погибло не сразу; оно на наших глазах прошло через все фазы смерти от аноксии, о которой все мы, разумеется, слышали, но которую сами ни разу не наблюдали. Это было обескураживающее открытие, неожиданное для всех присутствующих. Трудно было сразу оценить его и связать с нашими прежними представлениями. Некоторые из нас были убеждены, что смерть дельфина наступила от наркоза вследствие нарушения дыхания. Однако другим такое объяснение казалось неправдоподобным. Все животные, на которых мы работали прежде, довольно легко без всяких нарушений дыхания переносили такую дозу наркотического препарата; 99 % из них выдерживали длительный наркоз, и он не причинял им никакого вреда. Даже при операциях на мозге человека применяли еще более глубокий наркоз без каких-либо вредных последствий. Поэтому мы решили продолжить работу с дельфинами и попытаться подобрать такие дозы наркотического препарата, при которых дыхание животного не нарушалось бы.

Для следующего животного мы уменьшили дозу нем-1 бутала до 10 миллиграммов на килограмм веса в надежде, что это поможет нам выяснить истинную причину гибели первого дельфина. При таком наркозе дельфин мог еще видеть нас, следить за нами глазами, подпрыгивал, когда его внезапно начинали гладить по «подбородку», и закрывал глаза, когда перед ним быстро махали рукой. Единственное изменение состояло в том, что постепенно у него нарушалась нормальная связь между вдохом и выдохом.

Обычно дыхательный цикл начинается с выдоха, за которым сразу же следует вдох. При дозе 10,3 миллиграмма нембутала на килограмм веса мы заметили, что воздух из легких выходил не через дыхало, а через рот и что если весь воздух выходил из легких животного, то оно вообще переставало дышать, не будучи в состоянии начать с вдоха.

В то время мы еще не умели определить, откуда идет воздух, который, как мы видели, выходил через рот, — действительно ли из легких или из желудка. В какой-то момент мы почувствовали запах рыбы, что как будто свидетельствовало в пользу второй возможности.

При дозе нембутала 10,3 миллиграмма на килограмм веса дыхание у животного тоже в конечном счете прекратилось.

Необходимо помнить, конечно, что животное было извлечено из воды, что тяжесть его собственного веса давила на его легкие и что самый тип дыхания, которое еще могло при этом поддерживаться в течение определенного времени, становился механически регулярным, что (как мы установили позже) совершенно противоесте ственно для дельфинов. По-видимому, остановка дыхания и выход воздуха через рот вызывались двумя причинами: расслаблением мышечного кольца вокруг гор тани (носоглоточного сфинктера, см. Приложение 1) и повышением давления воздуха в легких из-за упомянутого сдавливания легких, чего не бывает в воде.