Хирургия железного века: как сложная челюстная операция спасла жизнь человека 2,5 тыс. лет назад

Восстановить подвижность челюсти после серьезной травмы, используя протезирование, — кажется, что это под силу только современному высококлассному хирургу. Однако недавняя археологическая находка родом с Алтая показывает, что такие сложные манипуляции проводили и древние люди, и, несмотря на ограниченные возможности, хирургия железного века помогала продлить человеку жизнь после тяжелых увечий. О путешествии к истокам медицины, которое подарило российским ученым захоронение пазырыкской культуры, рассказываем в новой статье с комментариями исследователей.

Пазырыкская культура была распространена в железном веке (VI–III вв. до н.э.) на Алтае и некоторых территориях Северо-Восточного Казахстана, Монголии и Северо-Западного Китая. Она известна археологам по «замерзшим» могилам, в которых обнаруживаются хорошо сохранившиеся предметы из органических материалов и мумифицированные тела погребенных. Наиболее яркий пример — «принцесса Укока», знаменитая мумия пазырыкской культуры из кургана Ак-Алаха-3 на алтайском плато Укок. Новая находка была также сделана на Укоке в могильнике Верх-Кальджин-2, обнаруженном академиком Вячеславом Ивановичем Молодиным еще в 1994 г. Изучение Верх-Кальджина-2 подарило ученым немало интересных артефактов — деревянных изделий, тканевой и меховой одежды, а в одном из курганов была найдена хорошо сохранившаяся мумия мужчины. Эти находки получили широкую известность на мировом уровне. В настоящее время все они находятся в Музее Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН (ИАЭТ СО РАН).

Однако оказалось, что могильник открыл археологам не все свои тайны. Между двумя хорошо изученными захоронениями располагалось еще одно погребение возрастом около 2,5 тыс. лет, останки в котором принадлежали женщине. Хотя захоронение не было тронуто «черными копателями» и хорошо сохранилось в линзе льда, изначально оно не было удостоено пристального внимания — вероятно, из-за отсутствия сопровождающих предметов. Даже на традиционном парике на голове погребенной не было украшений. Кроме того, смерть женщины и ее захоронение, судя по всему, разделяло не так много времени, поскольку тело не успело мумифицироваться и разложилось за века, проведенные под землей. Частично мумифицировалась только голова погребенной. Сейчас она также хранится в ИАЭТ СО РАН.

Посмотреть на находку под новым углом решила главный научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН, доктор исторических наук, член-корреспондент РАН Наталья Викторовна Полосьмак — известный специалист по пазырыкской культуре, благодаря которой в свое время и была открыта «принцесса Укока».

Чтобы получить больше информации о черепе пазырыкской женщины, Н.В. Полосьмак обратилась к Владимиру Владимировичу Каныгину — заведующему лабораторией ядерной и инновационной медицины (ЛЯИМ) физического факультета Новосибирского государственного университета. По просьбе археолога В.В. Каныгин вместе с коллегами из ЛЯИМ провели компьютерную томографию (КТ) головы погребенной.

«Это погребение было “замерзшим”, сохранившимся в линзе льда, как и некоторые другие пазырыкские погребения на Укоке, и уже только этим вызывало интерес и вопросы, — рассказала корреспонденту «Научной России» Н.В. Полосьмак. — Чтобы провести антропологическое исследование, необходимо было “освободить” череп от мумифицированных тканей лица. Для этого и было предпринято его сканирование. Разумеется, мы ожидали, что полученная в результате томографии 3D-модель не только поможет антропологам, но и прольет свет на какую-то информацию, скрытую от нас. Так и случилось».

Об особенностях исследования корреспонденту «Научной России» рассказала участник работы, кандидат медицинских наук, научный сотрудник ЛЯИМ НГУ, преподаватель Любовь Михайловна Василькив.

«Лаборатория ядерной и инновационной медицины физического факультета НГУ активно сотрудничает с археологами и палеонтологами. Это связано с тем, что ЛЯИМ предлагает метод, позволяющий неинвазивно проводить исследования различных объектов, включая в том числе минералы, химические вещества или растворы. Изначально компьютерная томография и развивалась именно как химический метод исследования, потому что она давала возможность оценить состав объекта без инвазии (внедрения) различных химических веществ. Далее этот метод получил широкое распространение в медицине, но его можно использовать и для неживых объектов, что очень полезно для археологов и палеонтологов, — отметила Л.М. Василькив. — Компьютерная томография позволяет, не разрушая археологические артефакты и не проводя каких-либо манипуляций, получить информацию об их внутреннем строении, начиная с того, что это за объект, и заканчивая тем, для чего он применялся или как его использовали (что можно установить по внутренней структуре артефакта, различным микротрещинам, не видимым невооруженным глазом). С помощью КТ можно также выявлять различные соединительные структуры в составе объекта».

Когда процедуре КТ подвергается живой пациент, аппаратуру за редкими исключениями используют в щадящем режиме, чтобы не подвергать человека избыточному воздействию рентгеновского излучения. Обследование древних останков не создает таких ограничений, поэтому при сканировании головы пазырыкской женщины ученые задействовали максимальные мощности оборудования, чтобы получить изображения в высочайшем качестве.

«В сравнении с живыми объектами при исследовании археологических находок есть и плюсы, и минусы, — объяснила Л.М. Василькив. — Одна из сложностей связана с подготовкой к исследованию, потому что такие образцы хранятся в определенных условиях. Они очень чувствительны к перепадам влажности и температур, поэтому их очень трудно транспортировать. Поэтому сложность и состоит именно в подготовке: как привезти объект и установить его на томографе, чтобы провести исследование и не повредить артефакт.

Важно понимать, что компьютерный томограф тоже работает в особых условиях. Главный элемент КТ-томографа — рентгеновская трубка, которая нагревается при проведении исследования, поэтому для защиты от перегрева в помещении с томографом поддерживается определенная невысокая температура. И здесь сложность заключается в нахождении компромисса, чтобы и археологические находки не повредились, и при этом компьютерный томограф мог работать.

У работы с археологическими находками есть и преимущества. Мы можем располагать их в различных положениях, вращать и поворачивать, как нам удобно, — конечно, так, чтобы их не повредить. Мы также можем проводить исследования много раз, не боясь за побочные эффекты. В основе компьютерной томографии лежит рентгеновское излучение, и мы не можем многократно облучать живые объекты, поскольку это влияет на здоровье организма и на результаты исследования. С археологическими объектами таких проблем нет, потому что в большинстве случаев они уже окаменелые или близки к этому и рентген не оказывает на них пагубного воздействия».

На основе данных КТ была создана виртуальная, а затем и физическая трехмерная модель черепа пазырыкской женщины. Ее изучением занялся врач-рентгенолог высшей категории, доктор медицинских наук, профессор кафедры физики элементарных частиц физического факультета НГУ Андрей Юрьевич Летягин. У ученого уже был опыт работы с мумиями плато Укок: в 2010 г. он изучал «принцессу Укока» с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Результаты были освещены в разных научных изданиях: сканирование помогло узнать немало нового, включая причину смерти исторической героини. «Исследование продолжилось в 2023 г. Старший научный сотрудник ИАЭТ СО РАН Дмитрий Владимирович Поздняков создал скульптурный портрет “принцессы Укока” на основании 3D-модели ее черепа по методу М. М. Герасимова», — добавила Н.В. Полосьмак.

Вернемся в настоящее: что удалось узнать о женщине из могильника Верх-Кальджин-2? Обследование полученной модели черепа показало, что она перенесла тяжелую прижизненную травму головы. Кости ее правой височной зоны были вдавлены на 6–8 мм. Нижняя челюсть сохранила целостность, но правый височно-челюстной сустав разрушился, а головка челюсти сместилась под кожу с разрывом связок. Страшные повреждения могло вызвать падение с высоты или с лошади на скаку. 

Человек с такой травмой не может ни питаться, ни разговаривать, и без помощи врача древнюю женщину ждала бы верная смерть. Однако при внимательном рассмотрении 3D-модели черепа ученые обнаружили свидетельство ювелирной хирургической операции. В области правого височно-челюстного сустава пострадавшей были просверлены два тонких, очень ровных канала диаметром 1,53 мм: один — через головку нижней челюсти, второй — через скуловой отросток височной кости. Оба канала достаточно длинные: около 5 и 8 мм. Интересно, что когда женщина держала рот закрытым, они сходились под прямым углом. Обследование показало, что в этих каналах находится некий эластичный материал — как предполагают ученые, это конский волос или сухожилие животного. Таким образом древний врач закрепил челюсть пациентки, восстановив ее подвижность.

«Такое примитивное протезирование удерживало суставные поверхности вместе и позволяло пациентке выполнять движения челюстью. Сустав работал, но пережевывать пищу травмированной стороной она все равно не могла из-за сильной боли», — передает пресс-служба НГУ слова А.Ю. Летягина.

Каналы явно рукотворные — они не могут быть связаны со старением, травмой или посмертной деформацией. На их прижизненное появление указывает то, что отверстия окружает наросшая костная ткань толщиной в 0,5 мм — после операции в организме протекали процессы восстановления.

Что с точки зрения врача отличает компьютерную томографию мумифицированных «пациентов» от обычного обследования?

«Мы можем проводить исследования в различных положениях и в любое время. Однако минус в том, что мумии, как правило, находятся в зафиксированном положении, и мы изучаем их именно в таком виде. Почему? Потому что достаточно велика вероятность того, что мы повредим объект, если попробуем как-то выпрямить его под классические укладки, которым мы следуем при работе с живыми пациентами. Таким образом, один из недостатков связан с вынужденной укладкой — тем, как мумия лежит. Для чего нам нужны укладки и почему невозможность придать их мумиям создает сложности? Дело в том, что различные варианты укладки позволяют нам правильно интерпретировать изменения. А из-за вынужденного положения мумии нам приходится быть изобретательными и учитывать это при анализе результатов исследования. Мы не можем выпрямить или согнуть конечность мумии, посмотреть, как работает сустав в движении, поэтому нам приходится довольствоваться информацией, которую удается получить в зависимости от положения тела, — рассказала Л.М. Василькив. — Другая особенность заключается в интерпретации. В КТ для идентификации тканей используются плотности. Если плотность равна нулю или чуть больше нуля, значит это жидкость. Если еще выше, это мягкие ткани, например мышцы или кожа. С мумиями и другими археологическими объектами дела обстоят сложнее, потому что в зависимости от метода мумификации и места, где хранились останки, свойства тканей меняются. Они становятся более плотными, ближе к окаменелостям. Конечно, это немного осложняет интерпретацию результатов, полученных во время исследования артефактов и археологических находок. Но я думаю, что чем больше будет наработок и сопоставлений с результатами исследований, проведенных с использованием инвазивных методов, тем лучше мы начнем понимать, каким плотностям соответствуют различные ткани в археологических образцах. В дальнейшем это позволит минимизировать использование инвазивных методов.

Есть еще одна сложность: мы не можем собрать у мумии анамнез, то есть узнать, что способствовало (или не способствовало) возникновению тех или иных изменений, которые мы увидели. Благодаря томографическим изображениям мы можем визуализировать имеющиеся изменения и определить их характер: травма, изменения после операции, инородное тело. Но не сможем точно сказать, что привело к этим изменениям, — только предположить».

Примечательно, что при всей сложности и болезненности операция, вероятно, проводилась пазырыкцами «наживую» — без обезболивания.

«Про обезболивающие средства пазырыкцев мы ничего не знаем. Как известно, анестезия появилась только в XIX в. Сегодня самые сильные обезболивающие средства — это опиоиды, и именно они часто использовались древними цивилизациями (например, минойской) для борьбы с болью. Что касается пазырыкцев, то в погребениях пазырыкской знати находят семена конопли и кориандра, но их медицинское предназначение ничем не доказано, — пояснила Н.В. Полосьмак. — Возможно, все было значительно проще. Судя по патологиям, выявляемым у погребенных пазырыкцев, боль была привычным состоянием на протяжении всей их жизни и воспринималась не так, как в настоящее время. Вспомним хотя бы историю о спартанском мальчике, спрятавшем под одеждой лисенка… Древний человек должен быть уметь терпеть боль».

Перенесенная травма, безусловно, повлияла на внешность женщины — ее череп выглядел вдавленным с правой стороны. Но важно другое: после тяжелой операции женщина прожила как минимум несколько месяцев или даже несколько лет. Об этом говорит то, что с правой, травмированной стороны зубы погребенной сохранились хорошо. В то же время на левой половине зубы были сточены и имели сколы, один из них был разрушен осложненным кариесом, а изменения костной ткани вокруг корней зубов указывали на длительное воспаление. Это подтверждает, что женщина могла жевать, но из-за боли старалась не задействовать травмированную часть челюсти, поэтому ее зубы со здоровой стороны страдали от повышенной нагрузки, причем настолько длительной, что успели сточиться.

Исследователи из НГУ отмечают, что ранее не сталкивались с описаниями подобных древних находок в научной литературе. «Не исключено, что свидетельства о такой хирургической операции нами были обнаружены впервые», — заметил А.Ю. Летягин.

«В данном случае у съемки не было технических особенностей как таковых. Исследование прошло достаточно быстро, сложностей с укладкой не возникло, так как это был череп. Мы уложили объект, просканировали в течение нескольких минут и вернули на хранение в специальные условия, — сказала Л.М. Василькив. — Особенности этого исследования связаны с интерпретацией результатов. Для нас представляло интерес то, что в археологической находке возрастом более 2 тыс. лет мы обнаружили изменения, которые достаточно часто видим в современном мире. Это указывает на то, что уже в то время медицина — по крайней мере хирургия — была на достаточно высоком уровне. Конечно, материалы, которые использовались тогда, отличаются от современных, более высокотехнологичных, стоматологических металлоконструкций. Но в целом производит очень большое впечатление сам результат манипуляций, проведенных аккуратно и достаточно профессионально. Четко обозначенные контуры послеоперационных изменений указывают на то, что это не последствия деструкции, перелома или заболевания, а именно результат деятельности человека, который целенаправленно провел операцию. Мы также видим, что эти контуры склерозируются. Это говорит о том, что операция прошла достаточно успешно и пациент жил с этими изменениями довольно длительное время. Такие результаты исследований мы привыкли видеть у людей нашего времени, но никак не у археологических объектов. Картина древнего медицинского вмешательства, сопоставимая с современной, поражает и вдохновляет. Возможно, медицина прошлого была намного более развита, чем мы знаем и предполагаем. И я думаю, что в будущем мы будем получать только новые подтверждения этому».

В то же время необычное наблюдение нельзя назвать полной неожиданностью. Для древнего человека умение врачевать было залогом выживания, и представители пазырыкской культуры владели этим искусством на высоком уровне.

«Хорошо известны трепанации, которые проводили пазырыкцы. Они были детально изучены доктором исторических наук, кандидатом биологических наук Татьяной Алексеевной Чикишевой и доктором медицинских наук, членом-корреспондентом РАН Алексеем Леонидовичем Кривошапкиным. Каким бы странным это ни казалось, трепанации известны еще с эпохи мезолита: в различных археологических культурах Старого и Нового Света обнаружено уже более 1,5 тыс. трепанированных черепов, — отметила Н.В. Полосьмак. — Поэтому надо заметить, что сам факт выявленных хирургических вмешательств у пазырыкцев не представляет собой что-то уникальное, — скорее, это часть культуры. Ведь пазырыкцы известны тем, что препарировали своих умерших соплеменников, это было особенностью их погребального обряда. Подготовка тел к погребению нередко включала трепанацию черепа, обязательное вскрытие брюшной, а иногда и грудной полостей, удаление подкожной клетчатки, если умершие были тучными. Далее утраченные объемы тела восстанавливались с помощью материалов, не имевших никакого отношения к его сохранности, таких как лошадиный волос, овечья шерсть, волокна растений — осоки и злаковых — с корешками, землей, песком. В сравнении с современными бальзамировщиками действия пазырыкцев и их результат напоминали работу таксидермиста. Препарированный труп мумифицировался в процессе хранения, который мог достигать и полугода. Описанные навыки препарирования способствовали развитию хирургии у пазырыкцев».

Интересно, что при всей сложности операций у пазырыкцев пока не обнаруживались специализированные хирургические инструменты.

«Пазырыкская культура известна по погребениям, в которых не было обнаружено никаких орудий труда. Поэтому, даже если у пазырыкцев и были специальные хирургические инструменты, они вряд ли когда-либо будут найдены. Но я думаю, что их не было и для хирургических операций применялись используемые в быту ножи, иглы, шила, сверла, — сказала Н.В. Полосьмак. — Это убедительно доказали Т.А. Чикишева и А.Л. Кривошапкин, проведя эксперимент, во время которого при помощи специально изготовленного по древней технологии обычного ножа из оловянистой бронзы было сделано трепанационное отверстие в черепе трупа. Эта операция была проделана достаточно быстро, а металлы в составе сплава “хирургического” инструмента — медь и олово — обладали антимикробными свойствами, что не давало развиться послеоперационным осложнениям, вызываемым инфекцией».

Один из важнейших факторов развития медицины в пазырыкской культуре — суровые условия жизни в горных и высокогорных долинах Алтая. Популяция этих древних людей была небольшой, с низкой рождаемостью и небольшой продолжительностью жизни, причем у женщин она была короче: например, та же женщина, перенесшая операцию, умерла в возрасте около 25–30 лет и по меркам того времени прожила бóльшую часть своей жизни. Сложные медицинские вмешательства были просто необходимы пазырыкцам, чтобы выживать. Развитию хирургического искусства способствовали и самобытные таланты этих удивительных людей.

«Когда мы говорим о пазырыкской хирургии и восхищаемся ее смелостью и успехами, мы должны помнить о том, что речь идет о культуре, которая славится резьбой по дереву, требующей особого мастерства и специальных инструментов. Во всех великолепных деревянных украшениях пазырыкцев есть тончайшие отверстия для подвешивания и нашивания, провернутые тонким шилом — колизатором. Так же виртуозно они работали и с костью. Если взять их меховые изделия, изготовленные из шкурок мелких зверей, таких как соболь и белка, то при пришивании нитки захватывали только поверхностный слой кожи, не переходя на наружную, покрытую волосом поверхность. При такой прошивке на 1 см шва приходилось до 16 стежков, что дает представление о том, какими тонкими иглами выполнялась эта работа. О том, насколько тонкими инструментами пазырыкцы пользовались при работе по металлу, можно судить по отверстиям диаметром не более 1 мм, высверленным в кристаллах пирита, пришитых на подошве одной из пар обуви из Второго Пазырыкского кургана. Кроме того, нельзя забывать о том, какими прекрасными татуировщиками были пазырыкцы, наносившие на тело великолепные рисунки с помощью игл. Все эти примеры свидетельствуют о том, что пазырыкцы с их развитой мелкой моторикой и наличием разнообразных многофункциональных инструментов могли быть отличными хирургами», — подчеркнула Н.В. Полосьмак.

Рискованное хирургическое вмешательство говорит о том, что пострадавшую женщину ценили. Это подтверждается и тем, что при строительстве ее захоронения использовались массивные лиственничные бревна. На самом Укоке нет леса, то есть люди приложили усилия, чтобы найти древесину для достойного обустройства погребения. Сложно сказать, какими именно способностями обладала эта женщина. Каждый пазырыкец умел делать что-то крайне важное для общества, кроме своих основных обязанностей, связанных с жизнеобеспечением. Среди них были талантливые резчики по дереву и кости, искусные портные и татуировщики, лекари и сказители. Как показывают археологические исследования, пазырыкцы ценили всех членов своего общества, старались сохранить и продлить им жизнь и оказывали уважение после смерти.

Н.В. Полосьмак также рассказала, чем могут объясняться необычные особенности погребения. Почему женщину похоронили до того, как тело успело мумифицироваться?

«Вероятно, женщина умерла весной, незадолго до того, как пазырыкцы откочевывали с зимнего пастбища, каким был для них Укок, на летние. Поэтому она была похоронена через небольшой промежуток времени, достаточный для того, чтобы принести камни для надмогильного сооружения (выкладываемого в форме кольца), вырыть могильную яму, соорудить двухвенцовый герметичный сруб из лиственничных полубревен, вмонтировать вдоль южной стенки сруба деревянное ложе из двух гладко обструганных досок. Но времени, затраченного на все эти обязательные приготовления, было недостаточно для того, чтобы препарированное тело умершей превратилось в мумию», — пояснила Н.В. Полосьмак.

Возможно, есть объяснение тому, что в захоронении отсутствуют вещи. «Погребение кажется незаконченным: могильная яма не была заложена камнями, а осталась прикрытой лишь перекрытием из лиственничных горбылей, — заметила Н.В. Полосьмак. — Создается впечатление, что осенью, после возвращения на Укок, пазырыкцы собирались повторно открыть погребальную камеру, возможно, как раз для того, чтобы доложить в нее недостающие предметы и украшения, которых не было на момент похорон». 

На этом изучение находки не заканчивается, и, возможно, она позволит ученым узнать еще немало интересного.

«В дальнейшем планируется исследование черепа методами физической антропологии. Возможно, удастся также создать скульптурный или графический портрет этой женщины, поскольку уже распечатана 3D-модель черепа, способная послужить основой для этих исследований и реконструкций», — поделилась Н.В. Полосьмак. Помимо этого, впереди у ученых исследование мумии мужчины из того же могильника.

Статья подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Источники

Комментарии Н.В. Полосьмак

Комментарии Л.М. Василькив

Новосибирский государственный университет. Елена Панфило. Ученые НГУ при компьютерной томографии черепа женщины пазырыкской культуры выявили свидетельства хирургической операции

Фото на превью: из архива Н.В. Полосьмак, А.Ю. Летягина и В.В. Каныгина / журнал «Наука из первых рук». 

Фото на главной странице: А.И. Соловьев (из отчета В.И. Молодина, 1995) / журнал «Наука из первых рук».  

Источник фото на странице: статья Н.В. Полосьмак, А.Ю. Летягина и В.В. Каныгина «Пазырыкский пациент» в журнале «Наука из первых рук» (№ 2 (104), 2025). Фото из архивов авторов (в т.ч. фотографии А.И. Соловьева из отчета В.И. Молодина, 1995).