Искра жизни. Электричество в теле человека

Эшкрофт Фрэнсис

В детском возрасте я ненавидела визиты к стоматологу, которые ассоциировались с болью. С тех пор все изменилось. Современная стоматология совершенно преобразилась с появлением новых и более эффективных средств местной анестезии. Даже удаление нерва из корневого канала проходит безболезненно — самое худшее, что чувствуешь, это боль от укола, да и она притупляется нанесением поверхностного анестетика. Большинство препаратов для местной анестезии блокируют натриевые каналы, предотвращая передачу нервных импульсов от окончаний зубного нерва к головному мозгу. Стоматологи обычно предпочитают лидокаин из-за его быстродействия. Недостаток подобных средств, однако, заключается в том, что они не ограничиваются подавлением электрической активности болевых волокон, а влияют также на другие чувствительные и двигательные нервы, так что на протяжении нескольких часов после визита к стоматологу приходится мириться

с кривой улыбкой и онемением челюстей. Что хотелось бы получить, так это специфический для чувствительных нервов анестетик.

Одним из путей достижения этого является идентификация типов ионных каналов, специфических для чувствительных нервов, и подбор препарата, который избирательно блокирует их. В настоящее время наилучшим объектом воздействия кажется канал Nav1.7, и целый ряд фармацевтических компаний занимаются поиском специфического для него ингибитора. Это не так просто, поскольку препарат должен, помимо прочего, проникать через оболочку нерва, не очень быстро разрушаться в организме и предпочтительно сохранять активность при приеме через рот. Разработка нового лекарства, кроме того, процесс длительный и чрезвычайно дорогой. В результате приходится ждать и надеяться, что когда-нибудь все же не придется покидать кабинет стоматолога с замороженной челюстью. Все чувства в голове

Информация от органов чувств поступает через чувствительные нервы в виде электрических импульсов в головной мозг. Таким образом, прямая стимуляция чувствительных нервов, минуя органы чувств, должна вызывать соответствующие ощущения. Это очень наглядно продемонстрировал Исаак Ньютон в середине 1660-х гг. Он пишет, что при надавливании небольшой тупой иглой на область между глазным яблоком и задней частью глазной впадины «появляется несколько белых, темных и цветных кругов». Впрочем, в столь опасном эксперименте нет необходимости, цветные круги можно увидеть, легонько надавив на закрытое веко. Надавливание стимулирует сетчатку и, таким образом, зрительный нерв, и мы воспринимаем его как свет. Прямое стимулирование электрическим током той области мозга, которая отвечает за зрение, оказывает такое же действие даже у слепых.

Ньютон также отмечает: «Круги становились наиболее отчетливыми, когда я массировал глаз кончиком тупой иглы, а когда глаз и игла были неподвижными, хотя надавливание не прекращалось, круги бледнели и нередко исчезали до того момента, пока глаз или игла не начинали двигаться». Как вы теперь понимаете, общим свойством нервной системы является постепенное ослабевание реакции на постоянно действующий раздражитель. Мы запрограммированы так, что сильнее всего реагируем на изменения в окружающей среде и перестаем обращать внимание на то, что не меняется. Такая способность дает очевидное эволюционное преимущество.

Чувственное восприятие затем передается в виде электрических сигналов. Это мозг интерпретирует шквал нервных импульсов и определяет — исходя из того, откуда они пришли, — что они означают. Когда мозг перестает обращать внимание на входящие сигналы, мы можем смотреть на мир, но ничего не видеть, а когда сигналы конфликтуют, возникают иллюзии. Мозг работает не просто как приемник, он может настраивать чувствительность наших органов чувств и модифицировать информацию, которую они получают. Наше восприятие зрительных образов, звуков, запахов и т.д., таким образом, является результатом двухстороннего взаимодействия органов чувств и мозга. Перейдем теперь к тому, какую роль наш мозг играет в этой пляске чувств, как модифицирует и обрабатывает разрозненную информацию, поступающую от органов чувств, как объединяет ее для получения полной чувственной картины мира. Для этого нам нужно сначала понять, как мозг связан с органами чувств.

Глава 10 Все связано

Люди должны знать это от мозга, только в мозгу рождаются наслаждение, радость, смех и шутки, а также наши печали, боль, скорбь и слезы. С его помощью мы, в частности, думаем, видим, слышим, отличаем уродливое от красивого, хорошее от плохого, приятное от неприятного.

Гиппократ. Трактат «О священной болезни»

Здравствуйте! Я рада встрече с вами, и мне особенно приятно, что вы добрались до этого места. Надеюсь, что вам было интересно читать. Или вы просто взяли эту книгу и она случайно открылась на этой странице? Как бы то ни было, задумайтесь на мгновение о том, насколько удивительно то, что я могу так легко общаться с вами через пространство и время. Сделать это мне позволяет огромное число таинственных электрических чудес, происходящих в вашем мозге.

Когда вы читаете (или слышите) мои слова, чувствительные клетки глаз

или ушей воспринимают информацию, которую несет свет или звук, и преобразуют ее в электрические сигналы. Но это только начало процесса — информация затем преобразуется в химический сигнал и вновь в электрический однократно или много раз, пока она дойдет от органа чувств до мозга. И информация, которая сначала была разбита на небольшие удобоваримые фрагменты, потом обрабатывается и вновь объединяется в несколько сенсорных карт в поверхностных слоях мозга. Еще более удивительно то, что такая информация — распределение электрических сигналов, проскакивающих по вашим нервным клеткам, — интерпретируется как язык, а дополнительный набор электрических разрядов позволяет распознать слова и понять, что я имею в виду. Если вам нравится, что я говорю, вы можете улыбнуться. А если вы не понимаете меня или считаете мои слова пустыми, то можете чувствовать раздражение и даже (надеюсь, до этого не дойдет) скуку. Это тоже эмоции, вызываемые моими словами, результат химических всплесков в вашем мозге, стимулирующих еще больше нервных клеток. Но самое поразительное, самое невероятное заключается в том, что личность, разговаривающая, пишущая эти слова, — да и ваша личность тоже — заключена в небольшом комке желеобразной массы, которая умещается в пригоршне, весит не более полутора килограмм и называется мозг. Мы электрические создания, вы и я, и представляем собой всего лишь невероятно сложную и непрерывно изменяющуюся совокупность электрических и химических сигналов. Маленькие серые клеточки

Наш мозг — одно из самых сложных устройств на планете. В нем около 100 млрд нервных клеток, и каждая из них связана с многими тысячами других. Это триллионы соединительных линий — их столько же, сколько во всех телефонных системах земного шара вместе взятых, и слишком много, чтобы полностью осознать. Однако мозг — это не просто огромная масса взаимосвязанных нервных клеток, это высокоорганизованная структура, разные части которой специализированы и нацелены на выполнение разных задач.

Самой важной областью мозга — той, что отвечает за наши мыслительные процессы и действия, — является передний или большой мозг. На него приходится примерно 80% массы человеческого мозга, и он разделен на два зеркальных полушария, каждое из которых взаимодействует в основном с одной стороной тела. По неизвестным причинам каналы связи в нем располагаются крест-накрест: нервы от левой стороны тела идут к правому полушарию, а от правой стороны — к левому. Полушария связаны друг с другом мозолистым телом, информационной супермагистралью мозга: перережьте ее, и вы не сможете сказать, что находится в левой половине поля зрения, поскольку ее образ формируется в правой части мозга, а речь обрабатывается в левой части.

На поперечном разрезе мозга человека представлены его основные области.

Наружный слой переднего мозга, так называемая кора головного мозга, образован тонким слоем нервных клеток, имеющим множество складок, которые увеличивают площадь поверхности. Кроме того, складки позволяют более полно использовать внутричерепное пространство. Складчатая структура мозга делает его похожим на ядро грецкого ореха. Именно этот слой клеток толщиной четыре миллиметра позволяет нам думать, осознанно совершать действия, чувствовать, обучаться и помнить, в нем существуют области, специализирующиеся на выполнении разных функций. Под внешней оболочкой из нервных клеток находятся нервные волокна, которые тянутся в разных направлениях и связывают нервные клетки коры друг с другом. Этих соединений так много, что кора головного мозга большую часть времени разговаривает сама с собой.

Под передним мозгом лежат области, которые участвуют в управлении эмоциями, в регулировании аппетита и сна и которые действуют как ретрансляционные узлы, обрабатывающие информацию от органов чувств и направляющие ее в кору головного мозга. Еще ниже, у основания мозга, находится стволовая часть, которая связывает верхние области головного мозга со спинным мозгом. Она управляет всеми нашими бессознательными действиями: здесь находятся центры, регулирующие дыхание, кровяное давление, частоту сердцебиений, пищеварение и т.д. Эти области могут жить и функционировать, даже когда нарушаются функции головного мозга более высокого уровня, такая патология известна как устойчивое вегетативное состояние, а людей, пребывающих в нем, нередко называют «овощами». Стволовая часть мозга имеет структуру, сходную с той, что есть у многих других живых существ, и она выполняет ту же роль — иногда ее даже называют рептильным мозгом.