Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания

Глава 11. Терморегуляция, сон, лень, свобода, удовольствие от движений

Терморегуляция

Продолжая тему гомеостаза, хотелось бы коснуться вопроса терморегуляции. Homo sapiens – теплокровные млекопитающие. Это означает, что существует оптимальная температура тела, всем известный «эталон» в 36,6°C, на функционирование при котором настроен весь наш организм.

Нервная структура, отвечающая за терморегуляцию, – это гипоталамус. В его передней части (так называемая преоптическая область, недалеко от которой в промежуточный мозг входит зрительный нерв) находятся нейроны-терморецепторы, неустанно измеряющие температуру крови (рис. 11.1). Иными словами, для управления температурой тела наиболее значимы характеристики крови, протекающей через мозг. Руки замерзли без перчаток, дует обжигающий ветер, наступили в холодную лужу – это все не так значимо. А вот если мозг остывает (или в нем стало слишком горячо) – на это необходимо оперативно реагировать. В гипоталамус, конечно, поступают сигналы и от терморецепторов кожи («датчиков» тепла и холода), но эта информация играет вспомогательную роль. Терморецепторы гипоталамуса и связанные с ними нейронные дуги врожденно знают, что в мозге должно быть именно 36,6°C. Если температура поднимается или падает, гипоталамус с помощью прежде всего вегетативной нервной системы способен возвращать организм к ее оптимальному значению.

Когда кровь становится слишком горячей, нужно сбросить лишнее тепло. Основной механизм, который при этом используется, – расширение сосудов кожи. Сигнал, вызывающий такое расширение, подразумевает в основном торможение части нейронов симпатической системы. Поверхность нашего тела разогревается, а порой и вполне отчетливо краснеет из-за увеличения притока крови, и тепло улетучивается в окружающее пространство. Если такой реакции не хватает, пора включать второй механизм охлаждения – потоотделение. Генерируется специальный симпатический сигнал, воздействующий на потовые железы. Получается, что в ситуации перегрева часть симпатики поддерживается (расширение сосудов), а часть – активируется (запуск потовых желез).

Рис. 11.1. Основные события и факторы, определяющие терморегуляцию организма человека. Черной стрелкой отмечено повышающее температуру влияние на гипоталамус молекул, которые образуются в ходе воспалительных реакций. Стрелками показано действие жаропонижающих препаратов, блокирующих образование простагландинов

Выделяющийся пот – это прежде всего охлаждающая жидкость, она испаряется с поверхности кожи, и мы остываем. И наконец, если стало совсем уж тяжело, сигнал от гипоталамуса: «Жарко, жарко, как в адском котле! Сейчас сваримся!» достигает коры больших полушарий, и человек что-то делает: снимает свитер, прячется в тень или включает кондиционер. То есть когда перегрев осознается, мы на поведенческом уровне помогаем гипоталамусу, запуская те или иные последовательности движений, которые, как правило, являются результатом нашего обучения. Но в стандартных, простых ситуациях факт перегрева необязательно достигает сознания, и гипоталамус сам прекрасно справляется с отклонениями температуры тела в несколько десятых долей градуса.

Примерно такая же история – с охлаждением. Если кровь стала холоднее, чем 36,6°С, буквально на 0,1–0,2 градуса, гипоталамус запускает сужение сосудов кожи, что снижает теплоотдачу с поверхности тела. Это очевидно симпатическая реакция, и все мы прекрасно знаем, что не только на холоде, но и просто в прохладном помещении у нас постепенно начинают мерзнуть руки, ноги, нос, уши. Получается, что эти мелочи – вполне предопределенная гомеостатическими нейронными контурами рефлекторная реакция, и главное, чтобы гипоталамус не остыл.

Следующий уровень регуляции температуры при охлаждении – включение дрожи и реакции, для описания которой используется термин «пилоэрекция».

Мы дрожим, если начинают непроизвольно сокращаться мышцы, а когда это происходит, мышечные клетки вырабатывают довольно много тепла. Получается, что целенаправленного движения нет, но идет генерация тепловой энергии. Можно на сознательном уровне и не доводить организм до дрожи, а, когда стало холодно, 20–30 раз присесть или 10–15 раз отжаться – и этим прекрасно помочь своему организму.