Искра жизни. Электричество в теле человека
Шрифт:
В жизни каждого случаются моменты, когда вдруг хочется спать посреди дня. Нередко такое бывает в результате перелета в другой часовой пояс, но у некоторых людей чрезмерная сонливость превращается в проблему. Взять хотя бы Клэр, которая неожиданно засыпает в совершенно неподходящие моменты и ничего не может поделать с этим. Как-то раз она так сильно смеялась над шуткой своей подруги, что у нее подогнулись колени и она грохнулась на пол. Да что там говорить, любое чрезмерное волнение или сильное переживание приводит к такой потере мышечного тонуса, что она становится безвольной и падает. Клэр страдает хроническим расстройством сна, называемым нарколепсией, характерным признаком которого является чрезмерная дневная сонливость, несмотря на совершенно адекватный сон в ночное время. Утрата мышечного тонуса, которую называют катаплексией, возникает в результате того, что тормозящие пути,
Группа ученых под руководством Эммануэля Миньо исследовала наследственную черту собак породы доберман-пинчер, у которых наблюдалась та же патология, что и у Клэр. Учуяв лакомство, одна из этих собак радостно подбегала, хватала несколько кусков, но через несколько секунд настолько возбуждалась, что лапы переставали держать ее, и она падала. Эта патология является наследственной, и в процессе поиска гена, ответственного за нее, ученые обнаружили вещество орексин (или гипокретин), которое не дает нам уснуть. Оно вырабатывается в небольшой области гипоталамуса и стимулирует электрическую активность других областей мозга. Если у человека не вырабатываются орексины или недостаточно орексиновых рецепторов (как в случае доберманов-пинчеров), то он непроизвольно засыпает в самые неподходящие моменты.
Сон — неотъемлемая часть жизни. Спят все живые существа, даже насекомые и рыбы, и если нам для сна требуется в среднем восемь часов, то некоторые создания спят намного дольше. Чемпионом в этом деле является двупалый ленивец, который спит целых 20 часов в сутки. Морские млекопитающие могут утонуть, если заснут под водой, поэтому во время отдыха у них одна часть мозга продолжает бодрствовать, пока другая крепко спит. Это же происходит у многих птиц, которые, хотя и спят ночью, нередко держат один глаз открытым, чтобы не прозевать приближающегося хищника.
Почему именно мы спим, остается загадкой, хотя факты и говорят, что сон важен для переноса информации в долговременную память. Вы, без сомнения, знаете по опыту, что, если хорошо не выспаться, способность запоминать снижается. Удивительно, но даже короткий сон днем помогает выучить новое задание. По одной из гипотез во время формирования долговременной памяти, усвоения и организации новых знаний важно, чтобы новая информация не приводила к путанице. При отключении от внешнего мира воспоминания легче воспроизводятся, закрепляются, откладываются или отбрасываются. В какой-то мере это подтверждается тем, что во время сна «пространственные клетки» гиппокампа согласованно генерируют импульсы, а это указывает на воспроизведение пространственной карты, которая формируется в мозге, когда животное попадает в незнакомое место. Мозг словно вспоминает произошедшее, хотя и непонятно, с чем связано это воспроизведение — с формированием долговременной памяти или с переносом воспоминаний из гиппокампа в другие области мозга.
Так или иначе, каким бы ни было действительное предназначение сна, он для нас жизненно необходим, ибо человек, лишенный сна, быстро умирает. Сон — это вовсе не «маленький кусочек смерти», как считал Эдгар Аллан По. Это и не еженощная бесполезная трата времени. Скорее это, как выразился Шекспир, «главнейшее из блюд на пире жизни», и мы должны следить, чтобы его было в достатке. Бог сновидений
Как-то раз, когда я была еще ребенком, вся моя семья слегла от сильнейшего гастроэнтерита. Все лежали пластом, и лишь я одна могла сходить за лекарством. Мы жили в уединенной деревушке, где в те времена не ходили автобусы, и мне пришлось сесть на велосипед и ехать целых восемь километров до ближайшего медпункта. Мне дали большую бутылку каолина с морфином, которую я запихнула в карман. Обратная дорога обернулась кошмаром, поскольку стало ясно, что я тоже заразилась — меня тошнило и по пути несколько раз вырвало. До дома я добралась совершенно без сил. Мама сразу же дала мне большую дозу лекарства, но из-за того, что она сама еле держалась на ногах, ей и в голову не пришло встряхнуть бутылку. Пока я ехала домой, каолин осел на дно, а сверху оказался (слабый) раствор чистого морфина. Морфин, названный так по имени греческого бога сна Морфея, является сильным снотворным средством, и я проспала целые сутки.
Морфин оказывает не только снотворное действие. Он также дает релаксирующий эффект, вызывает состояние сладостной, полной сновидений эйфории и облает способностью облегчать боль. Его используют уже не одну тысячу лет как лекарство и как рекреационный препарат в форме опиума, сырого экстракта опиумного мака Papaver somniferum.
Как и другие вызывающие привыкание наркотики, морфин стимулирует центры удовольствия в мозге и в случае приема излишнего количества вызывает настолько сильное наслаждение, что после его прекращения наркоман хочет получить новую дозу. Использование морфина приносило несчастья не только отдельным людям. В конце XVIII в. между Великобританией и Китаем развернулась очень прибыльная и беззастенчивая торговля при посредничестве Ост-Индской компании. Чай, который в те времена производился только в Китае, пользовался большим спросом в Великобритании. Китай требовал расчетов серебром, но это было дорого, и британские коммерсанты постепенно перешли на обмен чая на опиум. Опиум поставлялся тайным образом из Индии обходными путями. Это обернулось катастрофой для Китая. Из-за того, что опиум вызывал наркотическую зависимость, его употребление вошло в привычку, и, как следствие, значительная часть крестьян перестала работать, а армия стала небоеспособной. Когда Китай запретил продажу опиума и потребовал прекратить его нелегальный импорт, Великобритания, учитывая экономическую значимость нелегальной торговли, отказалась сделать это. Конфликт вылился в печально известные Опиумные войны, которые привели к передаче Гонконга под британское правление, закладыванию чайных плантаций в Индии и заключению новых торговых соглашений. Чай, можно сказать, оказался способным вызывать не менее сильную зависимость, чем опиум (по крайней мере в Великобритании).
Морфин и героин, сходный с ним по структуре, принадлежат к классу наркотиков, называемых опиатами. Они присоединяются к опиоидным рецепторам в головном и спинном мозге, перекрывая кальциевые каналы и подавляя выделение нейромедиаторов и электрическую активность нейронов. Размышляя, зачем вообще нам нужны опиоидные рецепторы, Джон Хьюз и Ганс Костерлиц предположили, что организм может вырабатывать собственные опиаты. Это привело к открытию эндорфинов (этот термин образован из двух слов — эндогенный и морфин), вырабатываемых организмом химических веществ, которые выделяются в ответ на боль. Они также вызывают чувство бодрости и хорошего состояния при занятии бегом и других видах интенсивной физической нагрузки.
Как и синтетические опиаты, эндорфины подавляют электрические импульсы в болевых нервных клетках. Если вы когда-нибудь видели, как надевают петлю на морду лошади для ее успокоения, то должны представлять, каким сильным может быть действие эндорфинов. Петлю делают из веревки, пропускаемой вокруг чувствительной верхней губы животного, и часто используют для успокоения норовистой лошади во время подковывания или обследования. При перекручивании и сдавливании веревки — и губы — кажется, что лошадь почти засыпает: она перестает перебирать ногами, ее голова поникает, взгляд становится неподвижным. Это происходит потому, что ее организм захлестывают эндорфины, выделяющиеся в ответ на сильную боль в сжатой губе. Акупунктура также инициирует выброс эндорфинов, и это позволяет проводить некоторые хирургические операции без анестезии. Сногсшибательные капли
Гемфри Дэви был исключительным любителем ставить эксперименты на себе. Несмотря на то, что эксперимент с вдыханием чистой окиси углерода чуть не погубил его, он продолжал исследовать физиологическое воздействие других веществ. В 1799 г. Дэви обнаружил, что закись азота, которую некоторые считали смертельно опасной, вызывает эйфорию и неконтролируемые приступы смеха и даже заставляет пускаться в безумную пляску. Вдыхание закиси азота скоро стало для него повседневной забавой. Как ни странно, несмотря на то, что Дэви обратил внимание на способность газа снимать боль и даже приводить к потере сознания, он так и не разглядел в нем потенциальный анестетик.