Мозг и его потребности. От питания до признания - Вячеслав Дубынин

Из всего списка витальных потребностей дыхание наиболее необходимо для жизни. Через 20–30 секунд без поступления свежего воздуха организму уже становится плохо. При этом дыхание прекрасно поддается произвольному контролю. И потому дыхательная гимнастика – простой и доступный для каждого способ быстро переключить нервную систему с состояния стресса, волнения на процессы, которые по-настоящему важны и значимы; способ утихомирить эмоции, остановить «проговаривание» каких-то слишком назойливых мыслей.

Состояние большинства внутренних органов можно описать некими параметрами. Например, растяжение стенок мочевого пузыря, бронхов, аорты или химический состав крови внутри сосудистого русла. Поддержание стабильности таких параметров опирается на информацию, получаемую от многочисленных нервных волокон-рецепторов – температурных, химических, механочувствительных, расположенных во всех органах и в самой нервной системе (например, в гипоталамусе, в продолговатом мозге). Получив сенсорные сигналы («интерорецепция»), мозг запускает рефлекторные реакции. При этом работают, как правило, врожденно сформированные цепочки нейронов. Если вдруг состояние отклоняется от идеала, то реакция будет направлена на то, чтобы вернуться обратно к «точке нормы».

Подобного рода системы, которые отслеживают некий параметр и, если он отклоняется, возвращают в исходное положение, называются системами с отрицательной обратной связью. То есть, если какой-то параметр вырос, существует способ уменьшить его значение, а если что-то понизилось, то сработает механизм, позволяющий повысить величину показателя, вернуть ее к идеалу. Эти обратные связи мы сейчас и будем разбирать, рассуждая о разных системах.

Как обратные связи обеспечивают постоянство параметров

Что лежит в основе обратных связей? Напомним, что нервные клетки, для того чтобы реализовать даже самые простые программы и выполнить самые простые задачи, должны быть собраны в цепи. На входе такой цепи – сенсорный нейрон, далее расположены промежуточные нейроны, а на выходе – двигательная или вегетативная клетки (см. рис. 1.1). В данной главе речь в основном пойдет о вегетативных нейронах, активность которых направлена на внутренние органы.

Не потому, что не хочет, а потому, что не может! Эти входы заблокированы, чтобы не вызывать ненужных колебаний различных параметров в жизненно важных системах нашего организма.

Для того чтобы подобного рода программы реализовались, во внутренних органах существует масса чувствительных нервных волокон, рецепторов. Например, хорошо изучены рецепторы, которые находятся в дуге аорты, то есть в самом главном сосуде, который выходит из нашего сердца. Чуть повыше, в месте разветвления сонной артерии (область перехода от шеи к нижней челюсти), располагается так называемый каротидный синус, или каротидное тельце. Дуга аорты и каротидное тельце – зоны, чрезвычайно богатые самыми разными датчиками-рецепторами. В их стенках присутствуют барорецепторы (реакция на давление), хеморецепторы, терморецепторы и др. Одни из них реагируют на растяжение стенок сосудов, а значит, на кровяное давление, другие – на химический состав крови.

Для начала посмотрим, что происходит на уровне спинного мозга. Спинной мозг гораздо меньше и проще, чем головной, и разобраться в гомеостатических программах, которыми он управляет, заметно легче.

Спинной мозг человека делится на 31 часть (сегмент) от шеи до копчика (рис. 10.1, вверху). Разные сегменты спинного мозга управляют разными «этажами» тела, то есть наше тело (шея, туловище, конечности) подразделяется на 31 горизонтально расположенную область. Шейный отдел спинного мозга связан с шеей, руками и диафрагмой; грудной управляет областью грудной клетки и брюшной полости; поясничный взаимодействует с ногами; самый нижний, крестцово-копчиковый отдел работает в основном с областью таза. Кроме того, каждый сегмент спинного мозга постоянно обменивается сигналами с головным мозгом.

Рис. 10.1. Вверху: сегменты спинного мозга и соответствующие им «этажи» тела человека. Внизу: схема организации двигательных и вегетативных нервов. Обратите внимание, что аксон мотонейрона контактирует напрямую с мышечной клеткой, в то время как аксоны центральных вегетативных нейронов формируют синапс в ганглиях (симпатических и парасимпатических) и непосредственно с органами контактируют аксоны ганглионарных клеток

Основная масса внутренних органов находится в грудной клетке, в брюшной и тазовой полостях. Поэтому с внутренними органами взаимодействуют прежде всего грудной и крестцово-копчиковый отделы спинного мозга. Там находится львиная доля вегетативных нервных клеток, которые направляют свои аксоны к внутренним органам.

Как известно, нервная система делится на центральную и периферическую. В состав периферической нервной системы входят сенсорные волокна, связанные с органами чувств, а также аксоны двигательных и вегетативных нейронов. Аксон мотонейрона – двигательной нервной клетки – дотягивается сразу до мышцы (рис. 10.1, внизу). Никаких дополнительных передающих структур, дополнительных синапсов нет. В моторной сфере все достаточно просто и определенно, «раздумий» со стороны мышцы не должно быть, поскольку, когда мы выполняем движение, все предварительные операции уже просчитал мозг. Мышца должна быть просто исполнителем его команд.

В случае вегетативных нейронов все несколько сложнее и тоньше. Вегетативная нервная система позвоночных, как вы уже знаете, делится на две конкурирующие части: симпатическую и парасимпатическую. Большинство органов получают сигналы и от той и от другой. При этом аксоны вегетативных нейронов, находящихся в спинном или головном мозге, до органа сразу не доходят. По дороге они формируют связь с еще одной нервной клеткой, которая относится уже к периферической нервной системе. Зоны, в которых эти дополнительные клетки располагаются, называются вегетативные ганглии. Иными словами, кроме головного и спинного мозга у нас имеются еще маленькие симпатические либо парасимпатические «мозги», которые там и тут рассеяны по телу.

Ганглии симпатической системы чаще всего расположены рядом со спинным мозгом, а ганглии парасимпатической – рядом с органами, к которым они направляются. В ганглиях (нервных узлах) находятся синапсы, а далее аксон ганглионарной клетки устремляется к внутреннему органу, например к сердцу. Соответственно, сердце получает как активирующие, так и тормозные сигналы через симпатическую и парасимпатическую системы. С помощью этих систем можно заставить сердце биться чаще и сильнее либо реже и слабее. Симпатическая и парасимпатическая системы позволяют подогнать деятельность сердца под, во-первых, текущую задачу, во-вторых, вернуть его к некоему оптимальному (гомеостатическому) состоянию, если по какой-то причине сердце работает слишком активно или слишком слабо.