Тайны памяти (с иллюстрациями)
Шрифт:
Мне грустно потому, что весело тебе
Голод не тетка
Самые частые, самые обычные эмоции, с которыми ежедневно сталкиваются животные и человек, связаны с состоянием голода и насыщения. Они должны обеспечить ритмичность обменных процессов. Голод сигнализирует об истощении пищевых запасов еще задолго до того, как их количество снизится настолько, чтобы это смогло отразиться на снабжении отдельных тканей и клеток тела. Чувство насыщения
Насыщение и голод контролируются особым отделом мозга – гипоталамусом. При разрушении боковых отделов этой области мозга животные переставали есть. Они как бы теряли чувство голода и, какую бы вкусную пищу ни предлагали, взирали на все с полнейшим равнодушием. Если их не кормить насильно, они худеют и в конце концов погибают от полного истощения.
Когда были повреждены самые боковые отделы гипоталамуса, научить животных есть не удавалось. Если разрушение производилось чуть ближе к центру, то через несколько дней искусственного кормления способность жевать и глотать пищу полностью восстанавливалась. Скоро животное само брало корм из кормушки, но делало это только в том случае, если миску с едой поставили у него перед носом. За кормушкой, чуть сдвинутой в сторону или переставленной на новое место, оперированная крыса не потянется и разыскивать ее не будет. Все двигательно-пищевые условные рефлексы, выработанные до операции, исчезнут, и восстановить их уже никогда больше не удастся.
Совсем иная картина обнаруживается при разрушении центральных отделов гипоталамуса. В этом случае нарушается чувство насыщения. Эти животные всегда выглядят голодными, могут есть в любое время дня и ночи, сжирают огромные количества пищи и, конечно, жиреют.
Противоположный эффект вызывает раздражение гипоталамуса электрическим током. Стимуляция боковых отделов способна у накормленного до отвала животного вызвать аппетит, а центральных, даже у очень голодного животного, – подавить чувство голода.
Интересно, каким образом узнает мозг об уменьшении пищевых запасов? Среди ученых издавна бытует два мнения. Одни склоняются к тому, что чувство голода появляется, когда пища, покидая желудок, переходит в двенадцатиперстную кишку. Другие считают, что обеднение крови питательными веществами – главная причина ощущения голода.
Оба предположения неверны. Перистальтические движения желудка, наступающие вскоре после того, как пища его покинет, могли бы информировать мозг. Однако у собаки после 3–4 дней полного голодания голодная перистальтика прекращается, а стремление к пище не исчезает. Не уничтожает чувства голода и отсутствие желудка. У сторонников противоположной теории тоже нет убедительных доказательств. Чувство голода не вызывается простым снижением уровня сахара в крови. Гораздо важнее разница в количестве сахара в артериальной и венозной крови.
До изобретения электронной аппаратуры при изучении чувства насыщения и голода приходилось прибегать к всевозможным ухищрениям. Желудок высших животных иннервируется блуждающими нервами. Их два, и оба они смешанные, то есть содержат двигательные волокна, по которым мозг шлет свои распоряжения, и чувствительные волокна, несущие информацию в мозг. Один из двух нервов экспериментаторы перерезали, и его центральный конец (часть нерва, которая оставалась связанной с мозгом) сшивали с периферическим (идущим на периферию) концом перерезанного нерва передней конечности или языка,
На таком животном удобно следить за состоянием центров блуждающих нервов. Если центры заторможены, искусственно иннервированные органы остаются бездеятельными. Но как только в центрах блуждающего нерва возникнет возбуждение, немедленно начнет дергаться передняя конечность или из протока слюнной железы потечет слюна. Чем сильнее возбужден мозг, тем интенсивнее реакция на периферии.
Оказалось, что у голодных животных активность ядер блуждающих нервов значительно выше, чем у сытых, и к тому же волнообразно колеблется. Опустевший желудок непрерывно шлет в мозг сигналы. Это первое предупреждение мозгу. Если перерезать второй блуждающий нерв, мозг лишится информации о состоянии желудка. Отсутствие в нем пищи не станет больше возбуждать центры блуждающих нервов, а поэтому не будет возникать вспышек активности в органах, искусственно иннервируемых вторым блуждающим нервом.
Формирование эмоций голода изучается уже не один десяток лет. Сейчас их организация достаточно ясна. Пищевой центр, расположенный в боковых отделах гипоталамуса, возбуждается под действием «голодной крови». Отсюда возбуждение передается в вышерасположенные инстанции мозга. Чем оно сильнее, тем больше мозговых структур оказывается вовлеченными. Наконец, возбуждение добирается до передних отделов коры. И мы ощущаем чувство голода. Именно здесь, в передних отделах мозга формируется пищевое поведение высших животных.
Устранить голодное возбуждение передних отделов мозга можно, введя в кровь глюкозу и перерезав блуждающие нервы, которые несут в мозг информацию об отсутствии пищи в желудке. Поэтому чувство голода сохраняется у людей с удаленным желудком или в тех случаях, когда питательные вещества вводят непосредственно в кровь.
Пищевое возбуждение приходит в кору по мозговым системам, где в качестве медиатора используется ацетилхолин. Сигнализация о чувстве боли передается в передний мозг по другим системам с помощью адреналина. Она достигает тех же нервных клеток, которые возбуждаются при голоде, и подавляет их активность.
Как известно, насыщение происходит уже за столом задолго до поступления питательных веществ в кровь. Начинается оно с того момента, когда пища попадает нам в рот и раздражает рецепторы языка. Однако воздействия на язык хватает ненадолго. Орошение молоком ротовой полости кошки снимает пищевое возбуждение лишь на несколько минут.
Следующая информация о насыщении поступает от рецепторов растяжения желудка. Введя в желудок резиновый баллончик и надув его, можно на гораздо больший срок подавить пищевое возбуждение, особенно если этому предшествует воздействие на вкусовые рецепторы языка.
Третьим сигналом служит выход жидкости из депо. Когда в желудок попадает сухой корм, для нормального его переваривания организм вынужден отдать органам пищеварения значительные количества воды. Эта влага черпается из депо.
Пока никто не сумел объяснить, как узнает гипоталамус о перераспределении жидкости. Он производит оценку съеденной пищи. Ее сухость – косвенное свидетельство высокой калорийности. Тем более, что вкусовые рецепторы предварительно информируют гипоталамус о действительном поступлении в пищеварительный тракт пищевых веществ. Поэтому подозрения о том, что желудок наполнен балластом, просто не возникают.