Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге

ЕСЛИ ВЫ УШИБЕТЕ ПАЛЕЦ НОГИ, ОН БУДЕТ БОЛЕТЬ. Совершенно очевидно, что боль исходит от ноги. Или нет? Вспомните: все пациенты, лишившиеся руки или ноги, испытывают ощущение «фантомной конечности». Однако лишь у некоторых из них возникают сильные мучительные боли. Где же в этом случае зарождается боль? Другой любопытный парадокс можно продемонстрировать с помощью теплового гриля — устройства, состоящего из чередующихся теплых и холодных металлических стержней. Когда теплые и холодные стержни включаются по отдельности, человек, положив на них руку, ощущает соответственно тепло или холод. Но если их включить одновременно, большинство людей чувствуют сильную боль, как при ожоге, — и рефлекторно отдергивают руку. В случае с тепловым грилем боль возникает в отсутствие болевого стимула: это иллюзия боли.

Как объяснить эти странности, связанные с болью? Дело в том, что боль — сложное ощущение, формируемое мозгом, и в нем есть как сенсорно-дискриминативный компонент, связанный с локализацией и интенсивностью боли, так и эмоционально-ситуативный компонент, делающий боль неприятным ощущением. Точно так же, как в картинах Мондриана нет ничего по определению прекрасного (хотя многие считают их прекрасными), так и в руке или ноге, где чувствуется боль, нет ничего по определению болезненного. Именно об этом говорит пример с фантомными болями. Ощущение боли в фантомной конечности связано с существованием нейронной карты, на которой представлены все части тела, в том числе отсутствующая; эта карта хранится в области мозга, получившей название соматосенсорной коры. Наличие болевых ощущений зависит от того, когда, где и как электрические сигналы от нейронов конечности обрабатываются мозгом, а также от условий, при которых возникает боль.

Так как же возникает «нормальная» боль, которую вы испытываете, когда обжигаете руку, ломаете ногу или подвергаетесь хирургической процедуре? Мы довольно много знаем о нейронных цепях, которые передают информацию с места повреждения в спинной мозг, а из него — в головной, где и формируется ощущение боли[177]. Неприятные стимулы (термические, механические или химические), которые могут привести к повреждению тканей, активируют определенные группы нервных волокон в конечностях — ноцицепторы. К ноцицепторам относятся различающиеся на молекулярном уровне рецепторы, которые реагируют на разные стимулы. Например, высокая температура активирует нервные окончания, содержащие чувствительный к теплу рецептор TRPV1, а холод активирует другой рецептор — TRPM8. Интересно, что эти рецепторы активируются и некоторыми химическими веществами, встречающимися в природе. Например, капсаицин, содержащийся в жгучем перце и вызывающий боль, избирательно активирует TRPV1. Ощущение прохлады, которое вызывает ментол, — результат активации TRPM8. Болезненные механические стимулы, такие как щипки, активируют другие типы ноцицепторов в коже.

Аксоны нейронов-ноцицепторов тянутся в спинной мозг, где соединяются с цепями, которые передают сигналы в высшие отделы головного мозга. По некоторым проводящим путям от спинного мозга к головному передается сенсорно-дискриминативная информация о стимуле (местоположение и интенсивность). Другие пути связаны с разными отделами мозга, которые обрабатывают и генерируют эмоции. В конце концов вся информация поступает в кору головного мозга, где формируется ощущение боли — как результат объединения сенсорно-дискриминативного и эмоционального компонентов. Не стоит забывать и еще об одном важном факторе, который влияет на восприятие боли: когнитивном, связанном с конкретным опытом. Иными словами, ситуация, в которой возникает неприятный стимул, может серьезно повлиять на конечное ощущение. Случается, что спортсмен получает травму в разгар напряженного матча, но чувствовать боль начинает только после финального свистка.

Учитывая прорывы в технологиях визуализации мозговых процессов, можно предположить, что совсем не сложно выявить области коры, в которых генерируется боль: достаточно просто поместить испытуемого в сканер, сделать снимок мозга с помощью функциональной МРТ и отметить области, которые активизируются в ответ на болезненный стимул. К сожалению, именно здесь начинаются проблемы. Да, мы можем увидеть области соматосенсорной коры, активность которых коррелирует с интенсивностью и местоположением стимула. Во многих других областях мозга, таких как передняя поясная извилина и передняя инсулярная зона, активность коррелирует с эмоциональными компонентами боли — то есть с дискомфортом. Но мы все еще не можем выявить те области мозга, активность которых однозначно указывает на характер, интенсивность и эмоциональное воздействие боли, которую испытывает человек.