Александр Волошин - Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

В 1882 году И.М.Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлено наличие ритмической электрической активности мозга.

1884 году Н.Е.Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.

История открытия.

Известный врач и микробиолог, Пауль Эрлих ( Paul Ehrlich, 1854 – 1915 ), стал мировой знаменитостью, благодаря изобретению сальварсана, или препарата №606, который стал первым, пусть токсичным, поскольку содержал мышьяк, но эффективным препаратом для лечения застарелого сифилиса.

Но Эрлих также очень много экспериментировал с красителями. Он был уверен, что точно так же, как краситель плотно пристаёт к ткани, он может приставать и к болезнетворному микроорганизму, стоит только найти такое вещество. В идеале он должен был бы не только прочно фиксироваться на микробной клетке, но и быть для неё смертельным.

Несомненно, на направлении его мыслей повлиял тот факт, что он женился на дочери известного и зажиточного фабриканта – текстильщика. И Эрлих начал экспериментировать с различными, в том числе и очень ядовитыми красками: анилиновыми и трипановыми.

Вскрывая лабораторных животных, он обнаружил, что краситель проникает во все органы и ткани, но не имеет возможности проникать (диффундировать) в головной мозг, который оставался чистым.

Вначале его выводы были неверными: он предположил, что просто краситель не окрашивает мозг вследствие наличия в нём жира, который отталкивает краску.

А затем открытия, предшествующие обнаружению гематоэнцефалического барьера, посыпались как из рога изобилия, и сама идея стала постепенно оформляться в умах учёных. Наибольшее значение играли следующие наблюдения :

1. если ввести краситель внутривенно, то максимум, что он способен окрасить – это хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга. Дальше ему «путь закрыт»;

2. если принудительно ввести краситель в ликвор, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался. Однако, «наружу» из ликвора краситель не попадал, и остальные ткани оставались бесцветными.

После этого совершенно логично было предположено, что ликвор – это жидкость, которая находится «по ту сторону» преграды, чья главная задача – защитить центральную нервную систему.

Впервые термин ГЭБ появился в 1900 году, сто девятнадцать лет назад. В англоязычной медицинской литературе он именуется «blood-brain barrier», а в русском языке название прижилось в виде «гематоэнцефалического барьера».

В дальнейшем этот феномен изучался достаточно подробно. Перед Второй мировой войной появились данные о том, что есть гематоэнцефалический и гематоликворный барьер, а также существует гематоневральный вариант, который расположен не в ЦНС, а находится в периферических нервах.

От бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

Мы не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер.

А есть ли такие места в центральной нервной системе, где не существует гематоэнцефалического барьера? Казалось бы, это невозможно: столько трудов было приложено к тому, чтобы создать несколько уровней защиты от внешних вредных веществ. Но, оказывается, в некоторых местах ГЭБ не составляет единую «стену» защиты, а нём имеются проходы. Они нужны для веществ, которые вырабатываются головным мозгом и отправляются на периферию в качестве команд: это гормоны гипофиза. Поэтому есть свободные участки как раз в зоне гипофиза и эпифиза. Эти проходы необходимы, чтобы гормоны и нейротрансмиттеры могли свободно проникать в кровь.

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, которая находится в районе ромбовидной ямки или дна четвёртого желудочка головного мозга. Там находится рвотный центр. Известно, что рвота может возникать не только вследствие механического раздражения задней стенки глотки, но и при попадании токсинов в кровь. Поэтому именно в этой области и существуют особые нейроны, которые постоянно производят «мониторинг» качества крови на наличие вредных веществ. Как только их концентрация достигнет определённой величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту.

Когда нарушается проницаемость

Гематоэнцефалический барьер и его функции могут страдать при многих заболеваниях. Конечно, классическим примером служат инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены могут поражать барьер и повышать его проницаемость. Например, это происходит при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: после нарушения функции барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которым в норме этот путь закрыт, благодаря чему антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно бороться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при демиелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите.

Медленно, но неуклонно разрушение функции барьера происходит при сахарном диабете.

В заключение нужно сказать, что ГЭБ является одним из самых совершенных механизмов в организме. Он имеет несколько уровней защиты, снабжается энергией в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена, и позволяет сохранять функциональность центральной нервной системы, что даёт ей возможность полностью сосредоточиться на управлении жизненно важными функциями и на высшей нервной деятельности. [16]

Мы познаём мир с помощью пяти чувств – слуха, зрения, обоняния, осязания и вкуса. Аристотель выделил эти «классические» пять чувств и дал схему, которой следовали более двух тысяч лет. Но мало кто правильно вспомнит шестое – то, благодаря которому мы осознаём своё тело. В 1890 году его «открыл» Чарльз Шеррингтон и назвал проприоцепцией.

Проприоцепция, или суставно-мышечное чувство – это ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и окружающего пространства.

В медицинской практике нарушения проприоцепции случай нередкий. Пожалуй, самыми впечатляющими и самыми известными являются фантомные ощущения, возникающие у людей с ампутированными конечностями. Конечности нет, но центры коры головного мозга, отвечающие за «схему тела», при отсутствии афферентных импульсов, идущих от рецепторов кожи, мышц, суставов и в отсутствии зрительного контроля могут «по памяти» формировать образы утраченных органов. И вот человек автоматически пытается взять предмет отсутствующей рукой или встаёт на отсутствующую ногу.