355 500 произведений, 25 200 авторов.

Электронная библиотека книг » Игорь Акимушкин » Занимательная биология » Текст книги (страница 13)
Занимательная биология
  • Текст добавлен: 3 октября 2016, 19:20

Текст книги "Занимательная биология"


Автор книги: Игорь Акимушкин


Жанр:

   

Биология


сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 24 страниц)

И радость и горе в гипоталамусе

Вы в это поверите, когда его узнаете.

По существу, этот маленький кусочек ствола управляет всеми самыми важными для жизни организма процессами. В сфере его влияния сердце и кровеносные сосуды, все органы пищеварения, обмен веществ, эндокринные железы, терморегуляция, то есть контроль за нужной температурой тела. Но и это не все. В последнее время выяснилось, что многими инстинктами животных и их эмоциями тоже управляет гипоталамус.

Однако по порядку.

Лежит гипоталамус в верхней части ствола, почти в самом центре мозга. Природа позаботилась о том, чтобы такой жизненно важный орган был надежно укрыт. И защитила его от повреждений не только черепом, но и всей массой мозгового вещества, которое окружает гипоталамус со всех сторон.

А чтобы легче ему было справляться со своими многочисленными обязанностями, дала гипоталамусу в помощники гипофиз. Через него-то и управляет гипоталамус многими подчиненными ему органами. Выглядит это так.

Гипоталамус и гипофиз связаны общей сетью кровеносных сосудов и нервных волокон. Поэтому гипоталамус может посылать приказы в гипофиз в двух вариантах: в виде нервных импульсов и особых физиологически активных веществ. Он выделяет их в кровь, а кровь эти так называемые продукты нейросекреции доставляет в гипофиз. В зависимости от приказа гипофиз либо выбрасывает в кровь дополнительные дозы какого-нибудь из своих гормонов, либо, наоборот, тормозит их выделение. И таким образом то усиливает, то ослабляет деятельность других эндокринных желез: на них главным образом действуют гормоны гипофиза. Ну, а что значат в жизни организма разные гормоны – всем известно. Одни регулируют давление, другие работу сердца, третьи обмен веществ и энергии: в общем гормоны регулируют все в нас. От них зависят даже темперамент и работоспособность человека.

Но отношения между гипоталамусом и гипофизом не ограничиваются только этим.

Оказывается, физиологически активные вещества, через которые гипоталамус посылает приказы гипофизу, попадая в него, сами превращаются в гормоны. Так что гипоталамус еще и поставщик гормонального сырья.

Он же и вместилище самых разнообразных «центров».

Есть, например, в нем центр терморегуляции. Если чувствительные волокна принесут в него сообщение о том, что организму грозит перегрев, автоматически, или, как говорят, рефлекторно, срабатывает нужная программа действий. Расширяются кровеносные сосуды, начинают работать потовые железы, и организм избавляется от лишнего тепла. Но только до тех пор, пока ему не начнет грозить переохлаждение. Тогда в гипоталамус летит новое сообщение и срабатывает новая программа, направленная на сохранение тепла в организме: значит, и тут действует уже знакомый нам принцип обратной связи.

В гипоталамусе есть и центр аппетита. Козы, у которых раздражали его, побили все рекорды обжорства. Они жевали и жевали траву, хотя были сыты по горло. Раздражение соседних клеток этого же центра, напротив, начисто лишало животных аппетита. И они не брали в рот ни крошки, хотя до опыта их несколько дней морили голодом.


А раздражение центра жажды (и такой есть в гипоталамусе!) заставило одну козу выпить сразу 16 литров воды!

Некоторые ученые считают, что природа неспроста сосредоточила в одних руках управление основными жизненными функциями организма. Ведь ощущение голода, о котором сигнализирует животному центр аппетита, можно устранить, только наполнив желудок. Но чтобы сделать это, надо найти пищу. А поиски ее у хищников, например, требуют четких и согласованных изменений частоты дыхания, ритма сердца, кровяного давления. Совершенно очевидно, что скоординировать все это легче, если нужная информация будет обрабатываться в одном месте.

Такие идеи впервые развил швейцарский физиолог Гесс, который в 1949 году получил Нобелевскую премию по медицине и физиологии за оригинальные исследования головного мозга. (Гесс первым разработал метод вживления электродов и получил много новых и интересных сведений о работе таламуса и гипоталамуса.)

И поскольку охота – это, конечно, своего рода агрессия, Гесс нисколько не удивился, когда обнаружил в гипоталамусе еще и центр агрессии.

Ласковый котенок, как только «касались» током его «агрессивного» центра, превращался в разъяренную фурию. Это неожиданное открытие еще больше утвердило Гесса в его взглядах.

Однако точку зрения Гесса разделяли не все ученые. Некоторые психологи и физиологи не хотели верить, что раздражение гипоталамуса электричеством может вызвать настоящую эмоцию. Приписывать только одной части мозга способность «продуцировать» эмоции да еще под действием электрического тока – чистый абсурд, говорили они. Скорее всего раздражение гипоталамуса вызывает лишь внешние проявления ярости – расширение зрачков, взъерошивание шерсти, напряжение мускулатуры. А настоящей ярости, мол, животное при этом не испытывает. И потому назвали реакцию кошки на раздражение вновь открытого центра гипоталамуса реакцией «мнимой» ярости. И ничто не могло разубедить их, даже вполне реальные укусы и царапины, которые кошка им наносила во время опытов.

Так обстояло дело вплоть до 1953 года, когда в гипоталамусе были открыты центры еще некоторых эмоций. Супруги Олдс работали у профессора Хебба в университете Мак-Хиала. Они изучали ретикулярную формацию. В одном из опытов случилось так, что электрод не попал туда, куда посылали его исследователи, и застрял в гипоталамусе. Ученые не знали об этом, пока животное не вскрыли. (Опыты делали на крысах.) Но их сразу поразило его поведение. Экспериментируя, ученые посылали в мозг крысы «залп» электрического тока каждый раз, когда она случайно забегала в один из углов ящика. И вдруг заметили, что крысе нравятся электрозалпы. Она то и дело стала наведываться в угол, в котором ее мозг «щекотали» током. Наверное, для того чтобы получить лишнюю порцию удовольствия? Но, может, так только казалось ученым? Может, это опять удовольствие «мнимое»?

Опыт видоизменили. Теперь, чтобы получить очередной электрозалп, крыса должна сама нажать рычаг, который замыкал электрическую цепь. Если это ей действительно приятно, рассуждали экспериментаторы, она быстро научится включать ток. Если нет в том никакого удовольствия, она нажмет на рычаг не чаще, чем любая другая крыса (без электродов), бегающая в ящике.

Результаты получились ошеломляющие. Восемь тысяч раз за час нажала крыса рычаг, когда сообразила что к чему (а крыса без электродов лишь 25 раз). Она довела себя до полного изнеможения, без конца нажимая на рычаг двое суток подряд! Крыса предпочитала наслаждение всему, даже еде, когда была голодна. Ее специально морили голодом, а потом пускали в ящик, где была еда и столь привлекательный для нее рычаг. Она бросалась не к еде – к рычагу! И нажимала на него, нажимала…

Она пыталась прорваться к нему даже через решетку, по которой пропускали довольно сильный электроток! Но и боль не пугала ее: крыса упорно рвалась к наслаждению. Сомнений не оставалось: удовольствие, которое получала крыса при раздражении определенных точек гипоталамуса, было самое натуральное.

По-видимому, в гипоталамусе несколько центров удовольствия. Раздражение разных его точек вызывает у крысы неодинаковые эмоции. Одни соответствуют приятным ощущениям, связанным с утолением голода. Другие, которые ей нравились больше всех, носили явно сексуальный характер.

Стало быть, древнейшие из эмоций, которые уже почти миллиард лет радуют все живое на Земле, – чувство удовлетворенного голода и полового инстинкта – по природе своей «электрические»: их рождают (или только сопутствуют им?) биотоки нервных клеток.

После открытия, сделанного супругами Олдс, многие ученые занялись изучением «приятных» центров гипоталамуса. Попытались даже составить карту их размещения в мозгу. И тут выяснилось, что бок о бок с удовольствием поселились боль, страх и ярость. Самые натуральные. Участки гипоталамуса, которые их вызывают, назвали «центрами наказания». Лучше б нам их не иметь, эти центры!


Их раздражение тяжелым гнетом давит на психику, и тогда человеку и животному отравляет радость жизни душевная депрессия.

Аппарат автоматически то и дело замыкает цепь, по центрам наказания ударяет залп тока. Полчаса, час и два боль, страх и ярость тиранят зверя. Больше трех часов такого эмоционального напряжения животные не выдерживали. Они начинали кусаться, отказывались от еды, подавленные и взъерошенные уныло сидели в углу. А если опыты продолжались, нередко умирали от тоски и горя.

Самое интересное, что избавить животное от гнета дурных эмоций можно чрезвычайно просто: надо провести несколько сеансов раздражения центров удовольствия.

И еще некоторые интересные открытия, связанные с центрами наказания.

Известно, что язва желудка – болезнь людей нервных. И часто достаточно, так сказать, одноразового эмоционального напряжения (разумеется, связанного с неприятными ощущениями, страхом, волнением), чтобы она открылась у людей, прежде абсолютно здоровых. Недавно выяснилось, что происходит это оттого, что в гипоталамусе рядом с центрами наказания лежит участок, раздражение которого повышает выделение соляной кислоты в желудке.

Стал ясен механизм появления «нервных» язв. Электрические токи, возникающие в центрах наказания, распространяются на соседний участок гипоталамуса. Возбуждают его. В желудке появляется неумеренное количество соляной кислоты. Она разрушает слизистую желудка. В результате – язва.

Интересные исследования в этом плане провел в Вашингтоне Д. Брэди.

У обезьяны вызывали экспериментальную язву желудка, долго «играя» током на нервах. Она могла сама выключить ток. Шесть часов подряд бедное животное без конца нажимало рычаг, чтобы разомкнуть электрическую цепь, избавиться от неприятных ощущений. Потом шесть часов обезьяна отдыхала. И снова шесть часов работала. Язва развилась через несколько недель.

Потом опыт видоизменили. Теперь удары тока сыпались на двух обезьян.

Но избавить обеих от мучений могла только одна из партнерш: у нее был ключ для размыкания цепи. И она так старалась ради себя и ради подруги, что ни одна из них почти не получала ударов, потому что «ответственная» обезьяна нажимала на рычаг непрерывно. Но ответственности не выдержала, заболела. Через три недели после начала опыта у нее развилась язва двенадцатиперстной кишки, и она умерла. А «безответственная» обезьяна осталась жива и здорова.

У человека, конечно, тоже есть в мозгу центры удовольствия. Раздражение их снимает напряжение, приносит успокоение, радость. А возбуждение других, соседних с ними центров вызывает тревогу, страх, ужас, подавленность.

Значит, решили психиатры, эмоциями человека можно управлять!

Как управлять настроением?

Многие психические болезни – это нарушение своего рода статус кво эмоций. У одних больных верх одерживают так называемые отрицательные эмоции – грусть, тоска. У других – положительные: больные слишком веселы и возбуждены. Чтобы приостановить болезнь или облегчить страдания, а иногда и просто сделать больного доступным для обследования или лечения, нужно вернуть ему эмоциональное равновесие. Хотя бы в первом приближении. Вот в таком смысле понимают психиатры слова «управление эмоциями».

Управлять ими можно по-разному. Можно вживить в ствол мозга электроды и через них раздражать центры эмоций. Особенно интересны опыты профессора Хосе Дельгадо из Иельского университета США. Начал он с кошек и макаков-резусов.

В центр ярости особенно агрессивных животных вживляли электроды. Концы их выводили на череп и соединяли с небольшим приборчиком, величиной со спичечную коробку. В «спичечной коробке» смонтирована приемно-передающая радиостанция. Здесь же на черепе она крепится.

Радиостанция принимает команды экспериментатора и передает их в исследуемый отдел мозга. И человек может по радио то приводить животное в ярость, то успокаивать его.

Кто хоть несколько минут провел перед вольерой макаков-резусов, знает: свирепости у вожака хоть отбавляй. Он не тиранит только двух-трех любимых самок да малышей. Остальные живут в страхе. Особенно молодые соперники. В бесконечных схватках с вожаком они теряют уверенность и трусливо держатся от него подальше. Но трусость исчезает, если молодому вживить электрод в центр ярости и послать в него радиосигнал. Телеуправляемая обезьяна сама лезет в драку, «забивает» вожака и на время подчиняет себе все стадо. Это ей легче удается, если у вожака по радио раздражают центр, подавляющий ярость.

Самыми любопытными были опыты, в которых обезьяны управляли настроением вожака. В центр мозга, подавляющий агрессивность, ему вживляли электроды. А управление антиагрессивными радиосигналами выводили на рубильник. И устанавливали рубильник в клетке. Убегая от разгневанного отца семейства, какая-нибудь обезьяна случайно нажимала на рычаг. Это случалось раз, другой, третий. А потом животное соображало, что между нажатием рычага и спокойствием вожака есть определенная связь. Через несколько дней экспериментаторы со смехом наблюдали, как обезьяна, спасаясь от «тирана», стремительно бросалась к рубильнику и выключала ярость в душе (то есть в гипоталамусе) своего преследователя.

А в 1963 году Дельгадо начал серию новых экспериментов. На этот раз, как истый испанец, он взялся за быков.

Волшебный «спичечный коробок» крепили теперь позади рогов свирепых торо. И когда они оправлялись после операции, их выпускали на самодельную арену на одном из ранчо. Коррида начиналась по всем правилам. Несколько классических приемов, и бык в ярости бросается на алую мулету. В тот же момент новоявленный тореро, профессор Дельгадо, включает передатчик (сверкающая полоска металла в его руках, которую непосвященный принял бы за клинок шпаги, – антенна транзисторного передатчика). И бык застывает на месте, вялый и равнодушный.

Есть от чего прийти в ярость тореадорам-профессионалам! Темноволосый профессор из Иельского университета между делом мог отбить у них хлеб. Но страхи были излишни. Хосе Дельгадо не собирался менять профессию. Афиционадо – так испанцы называют страстных любителей боя быков – вряд ли променял бы подлинную корриду на такой суррогат.

Между тем интерес других «любителей» к работам Дельгадо по телеуправлению эмоциями все возрастал.

Психиатры попытались применить результаты его исследований для лечения своих больных. Сейчас методика вживления электродов в глубокие центры мозга человека разработана достаточно хорошо и уже несколько сотен людей подверглись этой операции. Чтобы успокоить больного, страдающего от тоски и непонятного страха, достаточно на время «подключить» его к электросети. В центр удовольствия через вживленные электроды побегут электрические импульсы. Тревога и подавленность исчезают, и на смену им приходят успокоение, радость, чувство огромного удовлетворения.

Ощущения эти настолько приятны, что, когда в палате устанавливали приспособление для самораздражения, больные часто теряли чувство меры и, пытаясь продлить удовольствие, доводили себя до конвульсий. Зато после лежали расслабленные, блаженно улыбаясь.

У больных шизофренией раздражение центров удовольствия тоже вызывает улучшение. Правда, ненадолго.

Гораздо большие надежды психиатры возлагают на психофармакологию. Так называют новую область фармакологии, которая отыскивает химические средства воздействия на эмоции.

Между прочим, о «химическом» управлении настроениями люди знают давно. Три тысячи лет назад египтяне, например, открыли, что смолистый зеленовато-бурый сок индийской конопли приятно пьянит.

Выпив его, человек веселеет, возбуждается и начинает грезить наяву. Правда, потом наступает похмелье. Страшное. Тяжелое. Удушье сдавливает горло, болят мышцы, за весельем приходит беспричинный страх. И вернуть хорошее настроение может только таинственный сок.

Так люди впервые познакомились с гашишем. Почти у каждого народа есть подобные «подхлестыватели» чувств. У мексиканских индейцев – пейотл, один из видов кактуса. Настойка из его цветов пьянит, повышает настроение. Туземцы Гаити любят нюхать кохобу – это тоже приятно возбуждает их. А шаманы, оказывается, приводили себя в экстаз настойкой… мухомора! И вино, и кофе, и чай, и валерьяну люди знают давно. И давно пьют их, взбадривая или успокаивая свои нервы.

А вот почему все эти напитки так странно действуют, узнали лишь недавно.

Этому помогли исследования ретикулярной формации. Помните: именно на нее действуют наркотики. Парализованная ими ретикулярная формация перестает «будоражить» кору, и кора «выключается», перестает «думать». Человек теряет сознание совсем или наполовину, утрачивая чувство реальности.

Выяснилось также, что все процессы, совершающиеся в мозгу (мышление, запоминание, управление разными органами) сопровождаются (или вызываются?) какими-то очень сложными химическими превращениями в его клетках. Какими именно, до конца не ясно. Но не последнюю роль в них играет выделение и накопление в мозгу адреналина и ацетилхолина. Физиологам эти два вещества известны уже полстолетия. Их называют часто медиаторами, или химическими передатчиками возбуждения: нервный импульс без них не может «перескочить» с одной нервной клетки на другую.

В электронный микроскоп видно, что в синапсах аксон передающего нейрона неплотно прикасается к дендриту или к телу воспринимающего импульс нейрона. Между ними всегда есть щель шириной около 200 ангстрем [49]49
  1 ангстрем– миллионная доля миллиметра.


[Закрыть]
. Ее так и назвали синаптическая щель. «Переплыть» через нее нервный импульс может лишь с помощью вещества-передатчика, капелька которого выделяется в щель в тот момент, когда импульс добегает до нее.

Так вот оказалось, что некоторые эмоции сопровождаются накоплением в синапсах мозга адреналина или ацетилхолина.

Например, страх, тоску, горе переживает человек, когда в его гипоталамусе избыток адреналина. У психиатров даже термин есть – «адреналиновая тоска». Чтобы прогнать ее, надо избавить нервные клетки от лишнего адреналина. Так у фармакологов появилась путеводная нить в поисках лекарств, влияющих на настроение.

Все вещества, действующие на психику, они разделяли на два класса: успокоители (их еще называют транквиллизаторы) и возбуждающие средства – стимуляторы.

Механизм их действия в принципе сводится к тому, что стимуляторы усиливают возбуждение клеток мозга, а транквиллизаторы, наоборот, должны это возбуждение снимать или смягчать.

А поскольку корень многих бед в адреналине (он главный проводник возбуждения), этот принцип можно упростить еще больше. Транквиллизаторы должны удалять из мозговых клеток лишний адреналин (и подобные ему вещества), а стимуляторы, наоборот, накапливать его.

Главное – понять принцип. Дальше дело было за химией, и психофармакологам удалось синтезировать немало «таблеток настроения».

Аминазин, например. Этот транквиллизатор совершенно преобразил психиатрические лечебницы. Отделения буйнопомешанных стали тихими и спокойными, словно заурядные терапевтические больницы.

Спасительные действия аминазина (иногда его называют еще хлорпромазин) просты: в мозговых клетках он связывает адреналин. А фенамин (он относится к стимуляторам), наоборот, связывает по рукам и ногам аминоксилазу – фермент, нейтрализующий адреналин. Вырвавшийся из-под ее влияния адреналин помогает нервным импульсам «будоражить» мозг.


Однако некоторые лекарства до сих пор – большая загадка для ученых. Например, андаксин. Он снимает страх, хорошо успокаивает. Но на какие клетки мозга действует и каким образом – пока не знают.

Теперь совершенно ясно – разгадку большинства психических заболеваний нужно искать в химии мозга. Вопрос лишь в том, кто кого порождает: нарушение обмена – психические расстройства или, наоборот, психические расстройства – нарушения обмена. Или то и другое влияет друг на друга, образуя порочный круг.

Чтобы решить это, неплохо было бы научиться искусственно вызывать психозы. И, как на модели, следить за их развитием.

Здесь психиатрам помог случай.

В 1943 году швейцарский химик Альберт Гофман случайно проглотил немного диэтиламиддекстрализергиновой кислоты. «Меня словно ударила молния, – вспоминает он. – Я чувствовал, что плыву где-то вне своего тела. Поэтому я решил, что умер». Странное состояние длилось 12 часов. Так психиатрия получила в свое распоряжение ЛСД – препарат, который называют атомной бомбой среди наркотиков, «Гималайским пиком на фоне песчаных холмов».

Нашлось немало добровольцев, решившихся на время сойти с ума. Психиатры получили желанную модель.

ЛСД добывают из спорыньи. Из четырех его изомеров только один, соответствующий природной форме ЛСД, влияет на психику. Лишнее доказательство того, что в нашем теле действуют очень тонкие сепараторы химических веществ, едва отличающихся друг от друга.


    Ваша оценка произведения:

Популярные книги за неделю