Голова кругом

Студия «Либо/Либо» 14 декабря выпускает подкаст «Шум в ушах», научно-медицинский детектив с элементами триллера. Он о том, что делать, если однажды в вашей голове что-то пойдет не так. Автор подкаста, Ольга Добровидова, долго выясняла, что именно пошло не так у нее, и в описании одной из своих МРТ, среди прочего, обнаружила комментарий про «аномалию виллизиевого круга». Попытка выяснить, что это значит, вылилась в отдельное мини-расследование.

Если представить, что ваша кровеносная система — это сеть дорог, то после «выезда» из сердца кровь пойдет в ваш мозг по сонным и по позвоночным артериям, как по трассам-дублерам. Это в каком-то смысле мера предосторожности: мозгу нужны максимально надежные и бесперебойные поставки кислорода и питательных веществ. А уже в основании мозга эти артерии встречаются и образуют «круговое движение» — так называемый виллизиев круг.

Эта кольцевая структура из соединяющихся сосудов нужна для того, чтобы переток из других сосудистых бассейнов мог компенсировать недостаточное кровоснабжение из-за каких-нибудь проблем в одном из них. Обычно пишут, что виллизиев круг назван по имени его первооткрывателя, британского врача и пионера неврологии сэра Томаса Уиллиса. (Русское слово виллизиев — это, конечно, от латинизации фамилии Уиллиса в Willisi.)

Смотря под каким углом

Первое, что надо знать о виллизиевом круге, — что это не вполне круг (и даже не окружность или кольцо). Вернее, глобально человечество так до конца и не определилось, можно ли считать эту структуру из артерий кругом, или же это многоугольник. То есть в Terminologia Anatomica, стандартной международной классификации анатомических терминов, никакой геометрической неопределенности нет: circulus arteriosus cerebri — это круг. Если вы носитель русского языка, то для вас все тоже довольно однозначно: единичные попытки внедрить виллизиев многоугольник найти можно, но по-хорошему это, конечно, круг, и именно так будет в случае чего написано в вашем медицинском заключении.

В Википедии есть статьи про виллизиев круг на 32 языках, и с помощью машинного перевода и иностранных друзей и коллег я изучила все эти статьи. Вот какую картину они дают: на первой кольцевой диаграмме термины в названии самой статьи, а на второй — в более полном определении этой структуры, обычно в самом начале статьи. Три языка, явно предпочитающие многоугольники, — это итальянский, турецкий и французский; последний я как раз усиленно учу.

Мысль о том, что в живом организме и тем более в его сосудистой системе можно найти какие бы то ни было углы, показалась мне одной из причуд французов. В конце концов, это люди, у которых 98 — это «четырежды-двадцать-десять-восемь», кто их знает, может быть, у них и углы в голове есть.

При этом, как пишут в своей статье румынские ученые, внутри партии многоугольника есть несколько фракций, которые не могут договориться, сколько же в этой структуре углов: шесть, семь, восемь, девять или десять.

Я неоднократно видела главное классическое изображение виллизиева круга, и мне всегда казалось, что углов там просто нет:

Врачи и студенты-медики иногда описывают виллизиев круг как «чертика», и я согласна, что вместе с сосудами он похож, особенно на схемах ради функциональности, а не красоты, на какую-то антропоморфную фигуру, — но тогда тем более не ясно, откуда в «голове» этого чертика могут быть углы.

В книге об артериях английского хирурга XIX века Ричарда Куэйна есть несколько рисунков аномальных вариантов развития круга-многоугольника, и по ним уже немного понятнее, почему сторонники углов могут быть не согласны на круг — там действительно как будто есть если не углы, то как минимум ребра?

Когда же я поискала изображения с МРТ или, еще радикальнее, фотографии мозгов, я, наоборот, усомнилась в том, могут ли в живом организме быть круги — необходимой для окружности гладкости линий там явно нет и не может быть:

В общем, круг или многоугольник — это явно дело вкуса или, возможно, насмотренности на мозги. С одной стороны, если круг — это частный случай многоугольника, просто с бесконечным количеством углов, то, строго говоря, виллизиев многоугольник будет точнее. С другой стороны, не уверена, что медицина зашла бы далеко, если бы все решения в ней принимали математики. Ради максимальной точности можно было бы называть этот объект по-медицински анастомозом, то есть просто соединением сосудов, но для простоты я все-таки вслед за большинством выберу круг.

Кто первый встал, того и круг

Второе, что надо знать о виллизиевом круге, — это то, что первым обнаружил его не выдающийся британский врач сэр Томас Уиллис. Уиллис действительно подробно описал его в своем труде Cerebri anatome, вышедшем в 1664 году (цифровую копию этой книги вы, кстати, можете полистать в Internet Archive).

Примечательна эта книга не только для неврологии: рисунки для нее сделал не сам Уиллис, а его товарищ по Оксфорду и — как пишет врач и историк сэр Норман Мур — один из членов своеобразного «уиллисова круга» в университете. Вы почти точно слышали об этом человеке в связи с другим его произведением:

Получается, сэр Кристофер Рен сначала был медицинским иллюстратором, а потом уже архитектором: Мур отмечает, что врачом после Оксфорда Рен не стал, скорее, по чистой случайности. В предисловии к Cerebri anatome Уиллис выражает Рену признательность и, похоже, упоминает между делом, что тот присутствовал на вскрытиях и препарировании мозга.

Особая техника последних позволила Уиллису обнаружить структуру из артерий в основании черепа в сохранном виде. Когда мозг в начале исследования по традиции сразу делили на два полушария, круг, который находится в плоскости, перпендикулярной такому сечению, естественно, разрезали пополам. Посмотрев на «дно» мозга целиком, прежде чем его рассекать, Уиллис смог увидеть и изучить эту структуру.

До Уиллиса туда смотрели многие ученые, начиная аж с Галена и его современников, которые писали о «чудесной сети» сосудов в основании черепа, rete mirabile. Упоминания сети встречаются в работах арабских ученых, и эта идея продержалась довольно долго, пока в XV веке итальянские анатомы не решились публично усомниться в правоте Галена и предположить, что тот просто немного с кем-то перепутал человека — например с овцой.

В их числе был и Андреас Везалий, автор очень красивой книги «О строении человеческого тела» (De humani corporis fabrica), которого за посягательства на авторитет Галена травили и фактически вынудили уйти из университета Падуи. В его книге тоже есть иллюстрация того, что впоследствии станет виллизиевым кругом, но увидеть собственно круг или многоугольник на этом рисунке трудно. Авторы статьи в журнале World Neurosurgery 2011 года считают, что первенство в анатомически корректном описании виллизиева круга принадлежит Джулио Чезаре Кассери (Giulio Cesare Casseri), еще одному выдающемуся исследователю анатомии, тоже из университета Падуи, который за 50 лет до Уиллиса и Рена точно изобразил круг на двух гравюрах — но опубликованы они были после его смерти, уже в 1627 году, и известность получили позже.

Тем не менее, Томас Уиллис не просто удачно достал из трупа мозг и попросил талантливого друга нарисовать пару картинок. Он вводил в сосуды окрашенную жидкость и наблюдал, как она перемещается по «круговому движению». Еще Уиллис описал труп человека, у которого правая внутренняя сонная артерия была почти полностью заблокирована — но при жизни у него не было неврологических симптомов, и умер он не от нарушения мозгового кровообращения. Все потому, что правая позвоночная артерия компенсировала проблему, сильно увеличившись в размерах, писал ученый.

То есть насчет фамилии в названии разногласий на самом деле нет: никто не сомневается в том, что именно Уиллис первым сообразил, почему и зачем круг устроен именно так. Ему иногда предъявляют, что он не ссылался на коллег, но в той же статье говорится, что коллеги тоже не спешили на него ссылаться, так что, видимо, такие были времена.

Круг не замкнулся

Наконец, третье, что надо знать о виллизиевом круге — круг это или многоугольник, может быть, не так уж и принципиально, потому что анатомически нормальная и замкнутая фигура встречается, похоже, в меньшинстве случаев, то есть голов. Я в это меньшинство, к примеру, не вхожу. По разным современным оценкам, нормальный круг формируется где-то у трети, в лучшем случае у половины людей. Я пишу «современным», потому что, например, в статье 1905 года говорится, что из 700 образцов, то есть кадавров, замкнутым круг был у 96 процентов.

То есть само понятие нормы к виллизиевому кругу применимо весьма и весьма условно. Более того, на том самом рисунке Рена для книги Томаса Уиллиса изображен, по-видимому, аномальный круг.

Нельзя сказать, что формирование виллизиева круга изучено во всех деталях, но кое-что об этом процессе мы знаем. Ключевое исследование в этом вопросе провела эмбриолог Доркас Хэгер Пэджет, которая в конце 1940-х изучала эмбрионы коллекции Карнеги и обнаружила, что замкнутый круг был у всех образцов после 19-й стадии, то есть примерно после 46-го дня. Начинается этот процесс где-то после 24 дня развития, когда зарождаются артерии головного мозга, и круг, по сути, растет сразу с двух сторон «навстречу» — и спереди с сонной артерии, и сзади от базилярной и позвоночной артерий.

Тут есть два важных нюанса. Во-первых, мы можем точно сказать, что разнообразие вариантов здесь очень велико, но вот каково истинное их распределение в головах всего человечества и как оно менялось со временем, сказать нельзя. Пока единственным способом узнать, как устроен круг в конкретной голове, было вскрытие, выборка была ожидаемо очень мала. Но даже сейчас, когда можно обойтись без кровопролития и отделаться одной МРТ, о параметрах кругов люди — как врачи и ученые, так и сами пациенты — узнают почти всегда, уже если что-то пошло не по плану. Именно так о том, что у меня круг разомкнут, узнала и я.

Во-вторых, большинство вариантов, не соответствующих норме, никак не мешают своим обладателям жить, радоваться жизни, спорить насчет кругов и многоугольников и умирать от других причин. Скорее всего, безымянный пациент, с которого, так сказать, рисовал свою иллюстрацию Рен, тоже знать не знал, что у него там было что-то не по норме. Да, особенно неудачные варианты приводят к патологиям сердечно-сосудистой системы, в том числе к аневризмам. Но кровоснабжение человеческого мозга организовано с очень солидным запасом прочности и защитой от самых разных ситуаций. Именно для этого предназначен виллизиев круг, и даже когда он не сформировался абсолютно правильно, он все равно приносит пользу.

В моем случае аномальный виллизиев круг не причиняет мне никаких неудобств (по крайней мере, пока!). Тем не менее, в мае 2022 года у меня в голове действительно возникла большая проблема: однажды вечером ни с того ни с сего я услышала странный шум, который не прекращался ни на секунду. После того, как я решила, что, пожалуй, все-таки не сошла с ума, я начала разбираться, что произошло и что теперь делать. Из этого квеста с элементами научно-журналистского расследования и получился подкаст «Шум в ушах».

Эта история про виллизиев круг, который и не совсем круг, и не очень виллизиев, в подкаст не вошла, зато там много других историй — про анатомию, физику, статистику и (в каком-то смысле) про исторических личностей. Все эпизоды подкаста доступны 14 декабря: первые два — всем и на всех подкаст-платформах, а остальные по подписке на «ЛибоЛибо+» в Apple Podcasts (где есть двухнедельный бесплатный период) или в закрытом телеграм-канале студии.