Генрих Эрлих - Легко ли плыть в сиропе. Откуда берутся странные научные открытия

В каком-то смысле человека исследовать гораздо сложнее, чем разбираться в строении элементарных частиц: их-то можно разбить на составляющие в ускорителе, а понять причины того или иного поведения человека удается только по косвенным признакам, наблюдая за реакцией на различные раздражители. Поэтому физиолог никогда не оставит без внимания какую-либо неожиданную реакцию – если ее объяснить, то получится новое знание, которое станет очередным самоцветом в сокровищнице науки о человеке.

Одной из самых ярких иллюстраций этого тезиса стала работа Филиппа Перрена, Сирилла Перро, Бруно Рагару и Доминика Девитерна из Университета Нанси, а также их коллеги из Маастрихтского университетского госпиталя Германа Кингма [88]. Исследователей заинтересовало головокружение, но не то, что от успехов или страсти, а то, что возникает по вполне понятным физическим причинам, например, у дискоболов.

Тот факт, что, если крутиться, закружится голова, известен практически всем. Причина – в расстройстве деятельности вестибулярного аппарата. Выглядит это примерно так. Человек перестал кружиться, например сошел с карусели. Но мозг все еще считает, что вращение продолжается, и подает соответствующие сигналы органам тела. Рассогласование этих команд с реальной ситуацией и приводит к головокружению как защитной реакции. Когда виртуальная действительность, сформировавшаяся в мозгу, совпадет с реальностью, головокружение закончится. Это теория.

Практика выглядит намного сложнее. И дискобол, и метатель молота кружатся примерно одинаково, только что один раскручивает диск, а другой – молот. Тем не менее у дискоболов голова кружится очень часто, в семи случаях из одиннадцати, а у метателей молота никогда, хотя на тренировках они мечут молот по десять, а то и двадцать раз подряд. Головокружение же у дискоболов, особенно во время тренировок, весьма сильное, порой до тошноты. То есть это не какое-то легкое недомогание, от которого можно отмахнуться. Списать это на индивидуальные особенности не удалось: добрая половина участников эксперимента метала и диск, и молот, однако головы у них кружились лишь в первом случае. Спортсменам надо было как-то помочь: все-таки регулярные головокружения отнюдь не то ощущение, которого ожидает человек, занимающийся легкой атлетикой. Ну а если не помочь, то хоть как-то объяснить им причину недомогания.

Ученые решили досконально исследовать, как двигаются люди при выполнении броска, и выявили 11 эпизодов движения у дискобола и 15 – у метателя молота. Оказалось, что дискобол только в двух эпизодах фиксировал свой взгляд на диске или на цели, и это занимало лишь 5 % времени раскручивания. Метатель же молота фактически не сводил глаз со своего снаряда: 12 эпизодов, или 70 % времени. Другое серьезное различие касалось движения шеи. Голова дискобола постоянно меняет положение: относительно туловища она неподвижна лишь на протяжении пяти эпизодов, или 59 % времени, а метатель молота подобен скале: 99 % времени его голова не двигается относительно туловища. Помимо этого, метатель молота всегда касается земли хотя бы одной ногой, а дискобол в момент перед броском подпрыгивает. Именно в этот момент организм окончательно запутывается и утрачивает связь с реальностью. В самом деле, глаза дискобола не зафиксированы ни на одном предмете, видимые объекты стремительно проносятся перед его взором, и мозг не успевает обработать визуальную информацию. При прыжке же утрачивается и тактильная информация: мозг перестает понимать, как тело человека расположено в пространстве. Головокружение служит компромиссом, который находит мозг, чтобы выйти из безнадежной ситуации.

Кстати, про этот эффект знают коллеги метателей по спортивному цеху – фигуристы. При выполнении быстрых вращательных движений они покачивают головой, а на каждом обороте фиксируют взгляд на каком-то предмете неподалеку. Балерины используют другую технику, которая называется "удерживание точки". Исполняя пируэты, они пытаются минимизировать вращение головы: до последнего удерживают ее на месте, а затем, в конце поворота тела, быстро поворачивают ее вслед за туловищем. Интересно, что за годы тренировок в мозгу танцоров балета происходят изменения, благодаря которым они с легкостью выполняют сложные вращения, не чувствуя после них головокружения.

Если же зафиксировать взгляд не на чем (например, так бывает у горнолыжника, попавшего при спуске в густой туман), то голова может закружиться и без всяких вращательных движений; и даже для того, чтобы понять, едешь ты или уже стоишь, нужно как следует сосредоточиться. Люди, побывавшие в этой ситуации, почему-то называют свое состояние "полной астролябией" – видимо, слово красивое и приличное.

Хорошо, что бросок диска на соревнованиях длится недолго. На тренировках спортсмен совершает при разгоне диска не один оборот, а два или три: в этом случае головокружение усиливается, порой проявляется не после броска, а во время выполнения разгона, да еще начинается тошнота. Длительные же расстройства вестибулярного аппарата чреваты гораздо более серьезными последствиями. Специалисты по космической медицине, которые работали с первыми космонавтами, рассказывали, что от этого Герман Титов чуть не лишился рассудка. За 25 часов он облетел Землю 17 раз и на очередном витке вдруг увидел, что планета разваливается на куски. Причиной было именно нарушение ориентации, в нашем организме за нее отвечают прежде всего отолиты – небольшие кристаллы кальцита, расположенные во внутреннем ухе. Под действием силы тяжести они давят на соответствующие рецепторы, сообщая организму, где верх, а где низ. В невесомости этот механизм нарушен, что и приводит к столь серьезным психологическим проблемам даже у таких тренированных людей, каким был второй космонавт Земли. Впоследствии эту особенность работы вестибулярного аппарата учли при подготовке космонавтов.

Что касается дискоболов, авторы статьи дают такое объяснение. В мозге сходится несколько картин окружающего мира: одна создается на основе визуальной информации, другая – на информации от отолитов, третья – на данных рецепторов в конечностях и других частях тела. В частности, информация о вращении может идти от гипотетических гравицепторов, расположенных в туловище, от колебания внутренних органов. Свой вклад вносит и так называемая проприоцептическая информация – информация о взаимном расположении частей тела, которая формируется в результате обработки сигналов от туловища, бедер и нижних частей конечностей. Вот эти-то картины и не может совместить мозг дискобола, обманутый его сложными движениями.