И радость и горе в гипоталамусе

По существу, этот маленький кусочек ствола управляет всеми самыми важными для жизни организма процессами. В сфере его влияния сердце и кровеносные сосуды, все органы пищеварения, обмен веществ, эндокринные железы, терморегуляция, то есть контроль за нужной температурой тела. Но и это не все. В последнее время выяснилось, что многими инстинктами животных и их эмоциями тоже управляет гипоталамус.

Однако по порядку.

Лежит гипоталамус в верхней части ствола, почти в самом центре мозга. Природа позаботилась о том, чтобы такой жизненно важный орган был надежно укрыт. И защитила его от повреждений не только черепом, но и массой мозгового вещества, которое окружает гипоталамус со всех сторон.

А чтобы легче ему было справляться со всеми многочисленными обязанностями, дала гипоталамусу в помощники гипофиз. Через него-то и управляет гипоталамус многими подчиненными ему органами. Выглядит это так.

Гипоталамус и гипофиз связаны общей сетью кровеносных сосудов и нервных волокон. Поэтому гипоталамус может посылать приказы в гипофиз в двух вариантах: в виде нервных импульсов и особых физиологически активных веществ. Он выделяет их в кровь, а кровь эти так называемые продукты нейросекреции доставляет в гипофиз. В зависимости от приказа гипофиз либо выбрасывает в кровь дополнительные дозы какого-нибудь из своих гормонов, либо, наоборот, тормозит их выделение. И таким образом то усиливает, то ослабляет деятельность других эндокринных желез: на них главным образом действуют гормоны гипофиза. Ну а что значат в жизни организма разные гормоны, всем известно. Одни регулируют давление, другие работу сердца, третьи обмен веществ и энергии - в общем, гормоны регулируют все в нас. От них зависит даже темперамент и работоспособность человека.

Но отношения между гипоталамусом и гипофизом не ограничиваются только этим. Оказывается, физиологически активные вещества, через которые гипоталамус посылает приказы гипофизу, попадая в него, сами превращаются в гормоны. Так что гипоталамус еще и поставщик гормонального сырья.

Он же и вместилище самых разнообразных "центров".

Есть, например, в нем центр терморегуляции. Если чувствительные волокна принесут в него сообщение о том, что организму грозит перегрев, автоматически, или, как говорят, рефлекторно, срабатывает нужная программа действий. Расширяются кровеносные сосуды, начинают работать потовые железы, и организм избавляется от лишнего тепла. Но только до тех пор, пока ему не начнет грозить переохлаждение. Тогда в гипоталамус летит новое сообщение и срабатывает новая программа, направленная на сохранение тепла в организме: значит, и тут действует уже знакомый нам принцип обратной связи.

В гипоталамусе есть и центр аппетита. Козы, у которых раздражали его, побили все рекорды обжорства. Они жевали и жевали траву, хотя были сыты по горло.

Раздражение соседних клеток этого же центра, напротив начисто лишало животных аппетита. И они не брали в рот ни крошки, хотя до опыта их несколько дней морили голодом.

А раздражение центра жажды (и такой есть в гипоталамусе!) заставило одну козу выпить сразу 16 литров воды!

Некоторые ученые считают, что природа неспроста сосредоточила в одних руках управление основными жизненными функциями организма. Ведь ощущение голода, о котором сигнализирует животному центр аппетита, можно устранить, только наполнив желудок. Но чтобы сделать это, надо найти пищу. А поиски ее у хищников, например, требуют четких и согласованных изменений частоты дыхания, ритма сердца, кровяного давления. Совершенно очевидно, что скоординировать все это легче, если нужная информация будет обрабатываться в одном месте.

Такие идеи впервые развил швейцарский физиолог Гесс, который в 1949 году получил Нобелевскую премию по медицине и физиологии за оригинальные исследования головного мозга. (Гесс первым разработал метод вживления электродов и получил много новых и интересных сведений о работе таламуса и гипоталамуса.)

И поскольку охота - это, конечно, своего рода агрессия, Гесс нисколько не удивился, когда обнаружил в гипоталамусе еще и центр агрессии.

Ласковый котенок, как только "касались" током его "агрессивного" центра, превращался в разъяренную фурию. Это неожиданное открытие еще больше утвердило Гесса в его взглядах.

Однако точку зрения Гесса разделяли не все ученые. Некоторые психологи и физиологи не хотели верить, что раздражение гипоталамуса электричеством может вызвать настоящую эмоцию. Приписывать только одной части мозга способность "продуцировать" эмоции да еще под действием электрического тока - чистый абсурд, говорили они. Скорее всего раздражение гипоталамуса вызывает лишь внешние проявления ярости - расширение зрачков, взъерошивание шерсти, напряжение мускулатуры. А настоящей ярости, мол, животное при этом не испытывает. И потому назвали реакцию кошки на раздражение вновь открытого центра гипоталамуса реакцией "мнимой" ярости. И ничего не могло разубедить их, даже вполне реальные укусы и царапины, которые кошка им наносила во время опытов.

Так обстояло дело вплоть до 1953 года, когда в гипоталамусе были открыты центры еще некоторых эмоций. Супруги Олдс работали у профессора Хебба в университете Мак-Хиала. Они изучали ретикулярную формацию. В одном из опытов случилось так, что электрод не попал туда, куда посылали его исследователи, и застрял в гипоталамусе. Ученые не знали об этом, пока животное не вскрыли. (Опыты делали на крысах.) Но их сразу поразило его поведение. Экспериментируя, ученые посылали в мозг крысы "залп" электрического тока каждый раз, когда она случайно забегала в один из углов ящика. И вдруг заметили, что крысе нравятся электрозалпы. Она то и дело стала наведываться в угол, в котором ее мозг "щекотали" током. Наверное, для того, чтобы получить лишнюю порцию удовольствия? Но, может, так только казалось ученым? Может, это опять удовольствие "мнимое"?

Опыт видоизменили. Теперь, чтобы получить очередной электрозалп, крыса должна сама нажать на рычаг, который замыкал электрическую цепь. Если это ей действительно приятно, рассуждали экспериментаторы, она быстро научится включать ток. Если нет в том никакого удовольствия, она будет нажимать на рычаг не чаще, чем любая другая крыса (без электродов), бегающая в ящике.

Результаты получились ошеломляющие. Восемь тысяч раз за час нажала крыса на рычаг, когда сообразила, что к чему (а крыса без электродов лишь 25 раз). Она довела себя до полного изнеможения, без конца нажимая на рычаг двое суток подряд! Крыса предпочитала наслаждение всему, даже еде, когда была голодна. Ее специально морили голодом, а потом пускали в ящик, где была еда и столь привлекательный для нее рычаг. Она бросалась не к еде - к рычагу! И нажимала на него, нажимала...

Она пыталась прорваться к нему даже через решетку, по которой пропускали довольно сильный электроток! Но и боль не пугала ее, крыса упорно рвалась к наслаждению. Сомнений не оставалось: удовольствие, которое получала крыса при раздражении определенных точек гипоталамуса, было самое натуральное.

По-видимому, в гипоталамусе несколько центров удовольствия. Раздражение разных его точек вызывает у крысы неодинаковые эмоции. Одни соответствуют приятным ощущениям, связанным с утолением голода. Другие, которые ей нравились больше всех, носили явно сексуальный характер.

Стало быть, древнейшие из эмоций, которые уже почти миллиард лет радуют все живое на Земле, - чувство удовлетворенного голода и полового инстинкта - по природе своей "электрические": их рождают (или только сопутствуют им?) биотоки нервных клеток.

После открытия, сделанного супругами Олдс, многие ученые занялись изучением "приятных" центров гипоталамуса. Попытались даже составить карту их размещения в мозгу. И тут выяснилось, что бок о бок с удовольствием поселились боль, страх и ярость. Самые натуральные. Участки гипоталамуса, которые их вызывают, назвали "центрами наказания".

Лучше б нам их не иметь, эти центры! Их раздражение тяжелым гнетом давит на психику, и тогда человеку и животному отравляет радость жизни душевная депрессия.

Аппарат автоматически то и дело замыкает цепь, по центрам наказания ударяет залп тока. Полчаса, час и два боль, страх и ярость тиранят зверя. Больше трех часов такого эмоционального напряжения животные не выдерживали. Они начинали кусаться, отказывались от еды, подавленные и взъерошенные, уныло сидели в углу. А если опыты продолжались, нередко умирали от тоски и горя.

Самое интересное, что избавить животное от гнета дурных эмоций можно чрезвычайно просто: надо провести несколько сеансов раздражения центров удовольствия.

И еще некоторые интересные открытия, связанные с центрами наказания.

Известно, что язва желудка - болезнь людей нервных. И часто достаточно, так сказать, одноразового эмоционального напряжения (разумеется, связанного с неприятными ощущениями, страхом, волнением), чтобы она открылась у людей, прежде абсолютно здоровых. Недавно выяснилось, что происходит это оттого, что в гипоталамусе рядом с центрами наказания лежит участок, раздражение которого повышает выделение соляной кислоты в желудке.

Стал ясен механизм появления "нервных" язв. Электрические токи, возникающие в центрах наказания, распространяются на соседний участок гипоталамуса. Возбуждают его. В желудке появляется неумеренное количество соляной кислоты. Она разрушает слизистую желудка. В результате - язва.

Интересные исследования в этом плане провел в Вашингтоне Д. Брэди.

У обезьяны вызывали экспериментальную язву желудка долго "играя" током на нервах. Она могла сама выключить ток. Шесть часов подряд бедное животное без конца нажимало рычаг, чтобы разомкнуть электрическую цепь, избавиться от неприятных ощущений. Потом шесть часов обезьяна отдыхала. И снова шесть работала. Язва развилась через несколько недель.

Потом опыт видоизменили. Теперь удары тока сыпались на двух обезьян.

Но избавить обеих от мучений могла только одна из партнерш: у нее был ключ для размыкания цепи. И она так старалась ради себя и ради подруги, что ни одна из них почти не получала ударов, потому что "ответственная" обезьяна нажимала на рычаг непрерывно. Но ответственности не выдержала, заболела. Через три недели после начала опыта у нее развилась язва двенадцатиперстной кишки, и она умерла. А "безответственная" обезьяна осталась жива и здорова.

У человека, конечно, тоже есть в мозгу центры удовольствия. Раздражение их снимает напряжение, приносит успокоение, радость. А возбуждение других, соседних с ними, центров вызывает тревогу, страх, ужас, подавленность.

Значит, решили психиатры, эмоциями человека можно управлять.