Монти Лиман - Сафари по коже. Удивительная жизнь органа, который у всех на виду

Если вам когда-либо посчастливится побывать в Сикстинской капелле в Ватикане, вы неизбежно поднимете глаза к небесам. Центральная часть потрясающего потолка – это «Сотворение Адама» работы Микеланджело, одно из самых притягательных произведений искусства в мире. Она изображает Бога в окружении группы ангелов, протягивающего указательный палец навстречу безвольной, принимающей руке Адама, который полулежит на краю Земли. На первый взгляд, кажется, что их руки соприкасаются. Более внимательному взгляду становится ясно, что делает картину необычной: крохотное расстояние создает электризующее напряжение и ожидание между рукой Адама и дающим жизнь прикосновением Господа.

Поскольку история кожи переходит от физической части к психологической и социальной, необходимо пересечь мост тактильности. Этот мост связывает внешний мир – через рецепторы, нервы и ткани мозга – с разумом, с самим нашим существом. Осязание – первое чувство, которое у нас появляется; определенно самое недооцененное и, возможно, самое интересное. Голая, безволосая кожа, которая в основном находится на пальцах, ладонях и ступнях, населена четырьмя группами «механорецепторов». Все они реагируют на изменения в давлении и на искажения кожи. Как машина, они регистрируют движение в окружающем мире, передают электрическую информацию по отдельным нервам в мозг, и тело реагирует соответственно. Каждый из четырех рецепторов имеет свою форму и функцию, у каждого своя сила и свои слабости [209] Abraira, V. E. and Ginty, D. D., ‘The sensory neurons of touch’, Neuron, 79(4), 2013. pp. 618–39 . Когда они работают вместе, происходит нечто прекрасное и почти волшебное. Чтобы в полной мере оценить и удивиться сложности нашего осязания, давайте разберем ежедневное чудо: вход в ваш собственный дом.

Вы опускаете руку в карман в поисках ключа, который положили туда утром, уходя из дома. Не глядя, вы быстро пробираетесь рукой сквозь фантики от конфет, ручки и мелкие монетки, пока не нащупаете знакомую форму ключа. Как вы определяете, что это именно ключ, не видя его? Рецепторы на нашей коже, опознающие зубцы, впадины и форму ключа, называются клетками Меркеля [210] Механорецепторы в коже позвоночных, необходимые для улавливания прикосновений. . Эти маленькие скромные круглые диски носят имя немецкого анатома Фридриха Меркеля, который назвал их «Tastzelen» (клетки прикосновения). Клетки Меркеля находятся в базальном слое эпидермиса, ближе к поверхности кожи, чем другие механорецепторы, и в изобилии встречаются на кончиках пальцев. Они способны различить исчезающе слабые вибрации на низких частотах и активируются умопомрачительно слабым давлением, сдвигающим их на 1 микрометр (0,001 мм) [211] Woo, S. H., Ranade, S., Weyer, A. D., Dubin, A. E., Baba, Y., Qiu, Z., Petrus, M., Miyamoto, T., Reddy, K., Lumpkin, E. A. and Stucky, C.L., ‘Piezo2 is required for Merkel-cell mechanotransduction’, Nature, 509, 2014, pp. 622–6 . Когда клетка растянута, из межклеточной жидкости в нее попадает натрий, создавая электрическое напряжение, которое называется «потенциал действия» и позволяет передать сигнал через нерв. Это происходит не только при смещении на одну тысячную миллиметра, но и за одну тысячную секунды. Клетки Меркеля считаются «медленно адаптирующимися», и это означает, что они продолжают посылать импульсы в мозг, пока продолжается давление на кожу и есть смещение. Это позволяет клеткам Меркеля постоянно предоставлять мозгу подробную информацию о форме и гранях объекта.

Вы нащупали края ключа, и теперь вам нужно сжать его с обеих сторон с одинаковым приложением силы. Вы не хотите, чтобы он выскользнул из пальцев, но и не хотите сжимать его слишком сильно (нежное прикосновение, наверное, важнее, если вы держите, скажем, дорогое фарфоровое блюдо вашей свекрови). Такое равновесие возможно благодаря тельцам Мейсснера (или осязательным тельцам), которые расположены немного глубже, чем клетки Меркеля и имеют более круглую, клубнеобразную форму, состоящую из свернутых спиралью и закапсулированных нервных окончаний. Эти нервные окончания ощущают вибрацию и, в отличие от клеток Меркеля, они «быстро адаптируются», регистрируя только начало и конец сжатия кожи. Это причина, по которой мы чувствуем свою одежду, когда надеваем ее, но практически не замечаем ее присутствия весь остальной день. Самое впечатляющее свойство телец Мейсснера – то, что они буквально ловят нас каждый раз, когда мы падаем. Когда вы держите ключ, он на самом деле скользит на одну тысячную миллиметра много раз за секунду. Тельца Мейсснера регистрируют это, и через серию быстрых рефлексов заставляют кожу напрячься, не давая нам уронить объект. И все это абсолютно бессознательно.

Вы смогли найти ключ с помощью клеток Меркеля и крепко его удержать благодаря быстро адаптирующимся тельцам Мейсснера. Но теперь пришел черед подвига Геракла – успешно вставить ключ в замочную скважину. Встречайте Филиппо Паччини. В 1831 году этот девятнадцатилетний итальянский студент-медик препарировал человеческую руку и, обращая особое внимание на детали, заметил в коже какие-то бугорки длиной в 1 мм. Я видел модели этих прекрасных кожных рецепторов, «телец Паччини», в анатомическом музее Университета Флоренции. Эти многослойные образования располагаются глубоко в дерме и чем-то напоминают луковицы. Когда мы ощущаем легчайшее давление на кожу, слои телец сжимаются, деформируя тельце и отправляя сигнал в мозг. Тельца Паччини регистрируют давление и вибрации на большом расстоянии, и одно луковичное образование может заметить вибрацию в любом месте пальца. Фактически, они ощущают вибрацию, исходящую от всего, что мы берем в руки. Они жизненно важны для человеческого осязания; когда мы держим в руках инструмент, мы можем «чувствовать» действие его рабочего конца, как если бы он был продолжением нашей кожи, независимо от того, будет ли это скальпель хирурга или ключ, который вы сейчас направляете к скважине.

Теперь, когда ключ нашел дорогу к скважине, вам нужно повернуть его с помощью большого и указательного пальцев, и вы, наконец, сможете попасть домой. Это возможно благодаря четвертому и последнему механорецептору, окончанию Руффини. Формой похожие на веретено и расположенные параллельно поверхности кожи, окончания Руффини не интересуются сдавлением кожи и вместо него регистрируют горизонтальное растяжение. Хотя их меньше, чем других трех видов механорецепторов, и мы меньше знаем о том, как мозг расшифровывает сигналы телец Руффини, похоже, что они регистрируют растяжение кожи и отвечают на изменение угла руки и положения сустава, давая вам знать, как движется ваша рука, когда вы поворачиваете ключ.