Вклад Томаса Уиллиса (1621—1675) в нейроанатомию и клиническую неврологию (к 400-летию со дня рождения)

Вряд ли мелкий небогатый фермер Томас Уиллис-старший из Грейт Бедвина в Уилтшире думал, что его первенец, родившийся 27 января 1621 г. в Оксфорде, и которого он назвал Томасом, будет врачом, профессором и всемирно известным ученым-анатомом (рис. 1). И уж тем более он точно не предполагал, что их фамилия навсегда войдет в историю мировой науки и будет называться бесчисленное количество раз студентами и профессорами, специалистами-ангиологами и неврологами, рентгенологами и еще многими и многими учеными и врачами.

Рис. 1. Томас Уиллис (1621—1675).

Свое первое образование Томас Уиллис (латинизир. Виллизий) получил в школе Норт-Хинкси, Академии Сильвестра, на Хай-стрит в центре Оксфорда, которая обеспечила ему отличную подготовку по классическим предметам, в том числе латыни. В 15-летнем возрасте, в 1636 г., Томас поступил в Оксфордский университет, где в 1639 г. получил степень бакалавра искусств, а в 1642 г. — магистра искусств. В годы учебы Уиллис был первым служителем каноника доктора Томаса Айлза в Крайст-Черч, и, помимо всего прочего, помогал миссис Айлз в приготовлении лекарств. Это знакомство, скорее всего, и повлияло на его дальнейший выбор карьеры. В 1646 г. Уиллис окончил медицинский факультет и получил степень бакалавра медицины. Это дало возможность заниматься медицинской практикой, которая стала для него довольно обширной и доходной. Вместе с тем он много времени посвящал научным исследованиям, которые пока не были связаны непосредственно с анатомией. Следствием его практических и научных успехов в 1660 г. стало предложение возглавить кафедру естественных наук в Оксфорде, и Уиллис занял пост профессора натуральной философии в университете своего родного города [1].

Однако следует отметить, что этому карьерному успеху Уиллис был обязан не только своему авторитету врача и ученого. Его назначению активно способствовал епископ Лондона — его друг, а позже и пациент Гилберт Шелдон (1598—1677). Со временем Шелдон станет архиепископом Кентерберийским, а затем и канцлером Оксфордского университета [2].

Поступив на службу в университет, Уиллис отказался читать курс натуральной философии, как тогда было принято, по Аристотелю и Галену, а с помощью Г. Шелдона получил разрешение на создание и преподавание собственного курса [3].

Однако возникли проблемы в преподавании представлений о роли души в поведении и жизнедеятельности человека. Уиллис, придерживался мнения Декарта о том, что нематериальная, но «рациональная» душа отвечает за функции мышления, а все остальные жизненные функции организма определяются особенностями анатомии. Уиллис также был солидарен и с концепцией Гассенди, считавшего, что «рациональная душа» располагается в мозге. Объединение этих взглядов натолкнуло его на необходимость изучения головного мозга, причем параллельно с обнаружением структурных особенностей этого органа предполагалось провести сравнение его строения с аналогичными органами у различных животных, по понятиям того времени, не обладающих душой в отличие от человека [4—6].

Томас Уиллис был очень трудолюбивым человеком, и оксфордский период времени оказался для его научных занятий очень плодотворным. Здесь, в Оксфорде, он подготовил главный труд своей жизни — «Анатомия мозга с добавлением описания нервов и их назначения» («Cerebri anatome: cui accessit nervorum descriptio et usus»), изданный в 1664 г. в Лондоне (рис. 2) [7, 8].

Рис. 2. Анатомический труд Томаса Уиллиса «Brain anatome: he approached the nervous system description and use» (posthumously in 1664).

Этот фундаментальный трактат основывался на его собственных анатомических исследованиях и давал наиболее полное и точное для своего времени представление о строении головного мозга и черепных нервов. В «Анатомии мозга» Уиллис описал систему артериальных анастомозов, расположенную на основании головного мозга, известную теперь как артериальный круг большого мозга (или виллизиев круг) [5, 9—11]. В этой же работе он пересмотрел традиционные представления о черепных нервах, их количестве и топографии. Если Гален выделил и описал только 7 пар черепных нервов, то Уиллис описал 11 пар. Таким образом, классификация черепных нервов была им существенно пересмотрена и дополнена. Предложенная Уиллисом нумерация первых 6 пар черепных нервов сохранилась по настоящее время. В качестве 7-го он рассматривал слуховой нерв с его двумя ответвлениями; блуждающий нерв был описан как 8-й черепной нерв, причем он был окончательно отделен от симпатического нерва; языкоглоточный и подъязычный нервы были обозначены как 9-й и 10-й нервы соответственно. Он же впервые описал 11-й черепной нерв, получивший название «добавочный нерв Виллизия» (nervus accessorius Willisii). Добавочным нерв был назван потому, что соединяясь с 10-м черепным нервом, он отдает ему некоторые свои волокна [12—14].

Анатомические наблюдения Уиллиса были в значительной степени основаны на личном клиническом опыте и результатах аутопсий. Это позволило ему соотнести свои клинические наблюдения с обнаруженными патологическими изменениями. Например, он обнаружил, что у молодого мужчины с признаками эпилепсии было больше борозд и извилин, но меньшего размера. Он связал эти изменения морфологии коры головного мозга с неврологическими состояниями и разработал оригинальные гипотезы о механизмах функционирования нервной системы [1]. В анатомии мозга Уиллис расценивал кору головного мозга как основу познания. Он также утверждал, что болевые стимулы исходят от мозговых оболочек, а не от самого мозга [13].

Кроме артерий основания головного мозга и 11-й пары черепных нервов, в последующем названных его именем, Уиллис выделил и описал полосатое тело и его чечевицеобразное ядро, мозолистое тело, пирамиды продолговатого мозга, нижние оливы, внутреннюю капсулу, ножки мозжечка, переднюю спайку, ограду, зрительный бугор, терминальную полоску, сердечные сплетения и их ответвления к сосудам (одновременно введя понятие вазомоторной иннервации), сплетения, иннервирующие сфинктеры «выделительных проходов», относящихся к пищеварительной, мочевыделительной и половой системам, межреберный нерв (в соответствии с современной Terminologia Anatomica — симпатический ствол) и некоторые другие образования [1, 3].

В ходе научных исследований особенно ярко проявилось стремление Уиллиса к самостоятельному осмыслению изучаемых фактов без оглядки на авторитеты. Выявление базальных ганглиев, например, было осуществлено на основе того факта, что головной мозг структурно неоднороден, так как образован белым и серым веществом. Изучая сосудистую систему головного мозга, Уиллис опроверг мнение Галена о бедности мозгового кровоснабжения, приведя неоспоримые аргументы, основанные на анатомических исследованиях, физиологических экспериментах и математических расчетах. Кроме того, Уиллис подробно описал пути оттока крови от головного мозга как систему поверхностных и глубоких вен и сделал важнейшие выводы о функциональном значении такой архитектоники вен для обеспечения адекватного оттока крови в различных условиях. Особого внимания заслуживает тот факт, что именно Уиллисом было высказано предположение о специфической роли желудочковых сплетений в циркуляции спинномозговой жидкости [15].

Уиллисом было дано описание межреберных нервов, согласно которому посредством этих нервов, соединяющих мозг с сердцем и нижерасположенными внутренними органами, мозг «контролирует страсти и инстинкты нижней части тела» [16].

Уиллису принадлежит авторство термина «неврология», Νeυqοkοcίa (транслитерируется как «неврология»), который он использовал для обозначения черепных, спинных, периферических и вегетативных нервов в отличие от головного и спинного мозга, обозначая этим также комплекс знаний по анатомии, физиологии и патологии нервной системы [17].

Медицинская наука также обязана Уиллису введением термина «рефлекс» (лат. reflexus — повернутый назад, отраженный), который он стал использовать впервые, многократно упоминая его в «Cerebri anatome». Ученый фундаментально обосновал идею Декарта о существовании ответной реакции организма на внешнее воздействие (прообраз понятия рефлекса). Однако в отличие от Декарта, подходившего к функционированию организма с механистической точки зрения и объяснявшего двигательные процессы законами кинетики и гидравлики, Уиллис рассмотрел основу нервной деятельности (которую Декарт представлял лишь в виде нервных трубок и нитей, механически приводящих в движение мышцы) именно с физиологической точки зрения, говоря о специфических рецепторах, сенсорном импульсе, афферентной и эфферентной частях рефлекторной дуги и о нервно-мышечном взаимодействии [15, 18]. Гораздо позднее этот термин в физиологию введет чешский ученый-физиолог Иржи (Георг) Прохаска (1749—1820) для обозначения возникновения, изменения или прекращения функциональной активности органов, тканей или целостного организма, осуществляемых при участии ЦНС в ответ на раздражение рецепторов организма.

Уиллис был первым, кто сделал попытку установить связь определенных функций с отдельными частями мозга, т.е. подошел к проблеме, занимавшей впоследствии умы множества исследователей, но не решенной и в наши дни, несмотря на успехи в этой области физиологии. Конечно, определения Уиллиса были еще весьма примитивными и ошибочными, но как первая попытка заслуживают внимания: например, центр жизненно важных функций тела — дыхания, сердечной деятельности, перистальтики кишок — он поместил в мозжечок, памяти — в извилины головного мозга, инстинкта — в зрительный бугор. Восприятие и воображение Уиллис связал с мозолистым телом, произвольные движения и ощущения (чувства) — с полосатым телом и продолговатым мозгом. Уже то, что он решился анализировать, разделять на составные части сумму функций головного мозга и искал их источники в отдельных участках мозга, весьма знаменательно и позволяет поставить его имя рядом с именами крупнейших ученых-исследователей [2, 6, 19].

Кроме всего прочего, также Уиллис открыл, что слух основан на преобразовании звука, распространяющегося в воздухе, колебания которого активизируют специальные рецепторы улитки внутреннего уха.

При создании своего фундаментального труда «Cerebri anatome» Уиллис воспользовался помощью двух выдающихся современников. Один из них — талантливый математик, физик, архитектор и художник Кристостофер Рен (1632—1723) иллюстрировал книгу Уиллиса 16 превосходными гравюрами (рис. 3) [20, 21]. Вместе с Реном Уиллис разработал некоторые инновационные методы диссекции и сохранения мозга, а также методику инъекции цветных растворов в сосудистое русло [15].

Рис. 3. Иллюстрация, демонстрирующая основание головного мозга, из книги Т. Уиллиса «Cerebri anatome...» (1664).

Вторым был ученик Уиллиса Ричард Лоуэр (1631—1691), который выполнял функции прозектора. Впоследствии Лоуэр стал известным анатомом и физиологом-экспериментатором. Это он в 1665 г. произвел первое в истории успешное переливание крови от одной собаки другой, а через 2 года после этого перелил кровь овцы человеку. Как анатом он известен своим «Трактатом о сердце» — «Tractatus de corde». Это классическое сочинение, содержащее наиболее точное для своего времени описание анатомии сердца [22].

Резюмируя вышеизложенное, необходимо сказать, что представленные Уиллисом совокупность установленных им новых анатомических фактов, пересмотр прежних представлений о головном мозге и его функциях и принципиально новая методология исследований позволяют заслуженно считать его основателем новой науки о нервной системе, известной теперь как неврология. Уиллис также заложил основу для развития представлений об автономной нервной системе [12].

Живя в Оксфорде, Уиллис был членом группы передовых образованных людей, куда входили врачи Дж. Локк, Р. Лоуэр, Дж. Мэйо, У. Петти, архитектор К. Рен и естествоиспытатель Р. Гук, которые в 1660 г. объединились в «Философский клуб» для обсуждения научных вопросов. Этот клуб был предшественником Лондонского королевского общества, организованного в 1662 г. и сыгравшего столь огромную роль в развитии науки в Европе. Томас Уиллис был одним из членов-основателей этого общества [15, 20].

В 1667 г. Уиллис переехал в Лондон, оставив академическую жизнь, и полностью посвятил себя врачебной деятельности, в которой преуспел во многом благодаря глубоким познаниям в нейроанатомии. Внес Уиллис значительный вклад и в клиническую медицину.

Благодаря привычке и таланту ученого составлять подробнейшие описания историй болезни своих пациентов, до нас дошли сведения о широте и разносторонности Уиллиса как врача-клинициста. Среди разнообразной патологии, с которой приходилось сталкиваться Уиллису, были и различные инфекционные заболевания (тиф, туберкулез, остеомиелит), при этом доктор описывает и неврологические проявления ряда указанных заболеваний; в ходе лечения ученому приходилось проявлять изобретательность, которой щедро наделила его природа, и изготавливать из подручных средств оригинальные устройства, облегчающие, например, прием пищи пациенту с развившимся параличом небной занавески. В записях, касающихся заболеваний почек, содержится описание нефротического синдрома у ребенка, самое раннее в медицинской литературе [23, 24]. Есть в записях Уиллиса также информация о состояниях умственной отсталости у детей с анализом морфологической природы данного явления. Он описал случай ребенка с церебральной атрофией, который обозначался как «глупый от рождения». Следует отметить, что причины слабоумия Уиллис подразделил на три группы — наследственные, врожденные и приобретенные. Важнейшими достижениями Уиллиса в сфере психиатрии являются его утверждения о том, что при умственной отсталости страдает морфология мозга — размер, форма, текстура; изменяется его структура, и все это в совокупности приводит к нарушению функций мозга, а также душевного состояния [25—27].

Как практикующий врач он сделал первый шаг в изучении болезни, которую швейцарский психиатр Эйген Блейлер (1857—1939) спустя почти 250 лет назовет «шизофренией» и опишет эту психическую патологию как самостоятельное заболевание. Из всех своих пациентов Уиллис выделил особую группу больных, которые в детстве были весьма одаренными, а позже по непонятным причинам превращались в «ворчливых тупиц».

Томас Уиллис также описал клиническую картину миастении и прогрессивного паралича, обосновал возникновение эпилептических приступов (выделив местные и общие варианты приступов) наличием органического поражения белого вещества головного мозга (в частности, мозолистого тела), описал такие явления, как афония, дисфагия, гнусавость при поражениях мозжечка [15].

Изучая функцию почек, он отметил, что при полиурии (повышенном выделении мочи) моча может быть «сладкой», а может быть и «безвкусной». В первом случае он добавил к слову диабет (лат. diabetes) слово mellitus, что с латинского означает «сладкий, как мед» (лат. diabetes mellitus), а во втором — «insipidus», что означает «безвкусный». Безвкусным был назван несахарный диабет — патология, вызванная либо заболеванием почек (нефрогенный несахарный диабет), либо заболеванием гипофиза (нейрогипофиза) и характеризующаяся нарушением секреции или биологического действия антидиуретического гормона. Им же, например, описано такое состояние, как спазм кардии [23].

Методы наблюдения и лечения пациентов Уиллиса отличались от методов большинства его современников оригинальностью подходов. Его исследования ознаменовали переход от средневековых представлений о функциях мозга к современным, они содержат сущность современных трансляционных исследований, которые пытаются напрямую связать медицинские инновации с уходом за пациентами [1]. Основополагающим принципом деятельности ученого являлось стремление найти материальное, анатомическое подтверждение представлений о функционировании организма, прежде всего, нервной системы. В тех случаях, когда связь не находилась, Уиллис высказывал научные предположения, в большинстве своем верные и подтвержденные исследователями более поздних поколений. В ходе научных изысканий Уиллис вышел за рамки традиционной анатомии и дополнил их такими методами, как сравнительная анатомия и клинико-анатомические сопоставления, а также подключил в процесс достижения патологической анатомии тех времен [15].

Великий английский анатом и врач Томас Уиллис прожил всего 54 года и умер в Лондоне от тяжелого плеврита. Это случилось 11 ноября 1675 г. Он был похоронен в северном трансепте Вестминстерского Аббатства.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.