Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе - Александр Иванович Волошин

он уделил регистрации электрических потенциалов кожи. Для своих исследований он сконструировал первый в мире простейший психогальванометр,

А методикой исследования биопотенциалов через измерение сопротивления кожи с успехом воспользовался французский врач Чезаре Фере и в том же 1888 году с её помощью он впервые сопоставил связи между ощущениями и эмоциями с одной стороны, и колебаниями кожного сопротивления – с другой.

Таким образом, сложились две методики регистрации кожно-гальванических эффектов: по Тарханову – измерение электрических потенциалов кожи, и по Фере – измерение электрического сопротивления. Оба метода, как показатели состояния организма, дают идентичные результаты.

Электрическая активность головного мозга

4 августа 1875 года на 43-й ежегодной конференции Британской медицинской ассоциации эдинбургский хирург Ричард Катон (Richard Caton, 1842 – 1926) заявил об открытии, которое, как это часто бывает, опередило время. В своём сообщении шотландец рассказал, что он, исследуя при помощи гальванометра открытый живой мозг (эксперимент проводился с мозгом собаки и обезьяны), сумел зарегистрировать электрические сигналы. Это были отчётливые вариации тока, которые становились более заметными во время сна. Также он констатировал, что с наступлением смерти эти явления усиливались, а после смерти ослабевали и затем полностью исчезали.

Доклад Катона «Электрические токи в головном мозге» был опубликован British Medical Journal. И… всё! Более или менее серьёзные последствия этот доклад возымел только 40—50 лет спустя, когда труды Владимира Правдич-Неминского и Ганса Бергера привели к созданию современной ЭЭГ. Да и то, потребовался авторитет Эдгара Дугласа Эдриана, чтобы электроэнцефалография начала своё триумфальное шествие по миру. Ричард Катон не дожил до публикаций Бергера всего несколько лет.

В том же 1875 году независимо от Катона российский физиолог Василий Яковлевич Данилевский в своей диссертации изложил данные, полученные при изучении электрической активности мозга у собак. В этой работе он описал наличие спонтанных потенциалов, а также изменения, вызываемые различными стимулами.

В 1882 году И.М.Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в ней он впервые обратил внимание на существование ритмической электрической активности мозга.

1884 году Н.Е.Введенский исследовал работу нервных центров мозга лягушки и коры больших полушарий кролика с применением телефонического метода регистрации – прослушивая их активность в телефонный наушник. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанная ритмическая активность присутствует и в коре больших полушарий млекопитающих.

Гематоэнцефалический барьер ГЭБ

История открытия.

Известный врач и микробиолог, Пауль Эрлих (Paul Ehrlich, 1854 – 1915), стал знаменит, благодаря изобретению сальварсана, или препарата №606, который стал первым, пусть токсичным, поскольку содержал мышьяк, но эффективным средством для лечения застарелого сифилиса.

Но Эрлих также очень много экспериментировал с красителями. Он надеялся найти способ окрасить болезнетворные микроорганизмы. В идеале краситель должен был бы не только прочно фиксироваться на микробной клетке, но и быть для неё смертельным.

Несомненно, на направлении его мыслей повлиял тот факт, что он был женат на дочери известного и зажиточного фабриканта – текстильщика. И Эрлих начал экспериментировать с различными, в том числе и очень ядовитыми красками: анилиновыми и трипановыми.

Вскрывая лабораторных животных, он обнаружил, что краситель проникает во все органы и ткани, но не имеет возможности проникать (диффундировать) в головной мозг, который оставался чистым.

Сначала он ошибочно предположил, что краситель не окрашивает мозг вследствие наличия в нём жира, который отталкивает краску.

А затем открытия, предшествующие обнаружению гематоэнцефалического барьера, посыпались как из рога изобилия, и сама идея начала постепенно завоёвывать умы учёных. Наибольшее значение сыграли следующие наблюдения:

1. если ввести краситель внутривенно, то максимум, что он окрасит – это хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга;

2. если же принудительно вводили краситель в ликвор, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался. Однако, «наружу» из ликвора краситель не проникал, и прочие ткани оставались неокрашенными.

После этого совершенно логично было предположено, что есть преграда, чья главная задача – защитить центральную нервную систему.

Впервые термин – гематоэнцефалический барьер (в англоязычной медицинской литературе он именуется «blood-brain barrier»), появился в 1900 году.

В дальнейшем этот феномен изучался достаточно подробно. Накануне Второй мировой войной появились данные о том, что есть гематоэнцефалический и гематоликворный барьер, а также существует гематоневральный вариант, который расположен не в ЦНС, а находится в периферических нервах.

Сегодня известно, что основу гематоэнцефалического барьера составляют плотные соединения эндотелия. Эндотелиальные клетки выстилают внутреннюю часть капилляров.

Плотное соединение позволяет свободно проходить через стенку капилляров в ткани мозга только небольшим и жирорастворимым молекулам и некоторым газам. Некоторые более крупные молекулы, такие как глюкоза, проникают в мозг с помощью белков-переносчиков, которые открываются только для определённых молекул.

Мы пока не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер.

От бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

А есть ли в центральной нервной системе участки, где гематоэнцефалический барьер не работает? Оказывается, ГЭБ не обеспечивает сплошную изоляцию, кое-где в нём имеются проходы. Они нужны для веществ, которые вырабатываются головным мозгом и отправляются на периферию в качестве команд: это гормоны гипофиза. Поэтому свободные участки оставлены как раз в зоне гипофиза и эпифиза. Эти лазейки необходимы, чтобы гормоны и нейротрансмиттеры могли свободно проникать в кровь.

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, она находится в районе ромбовидной ямки или дна четвёртого желудочка головного мозга. Там расположен рвотный центр. Оказывается, рвота может быть спровоцирована не только механическим раздражением задней стенки глотки, но и при попадании токсинов в кровь. Поэтому именно в этой области мозга имеются особые нейроны, которые непрерывно контролируют кровь на наличие вредных веществ. Как только их концентрация достигает критической величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту.

Когда нарушается проницаемость

При некоторых заболеваниях гематоэнцефалический барьер и его функции могут быть нарушены. Классическим примером могут служить инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены способные поражать барьер и повышать его проницаемость. Такое случается при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: вследствие нарушения функций барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которым в норме этот путь закрыт, благодаря чему антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно бороться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при демиелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите. Происходит нарушение функции барьера при сахарном диабете.

Для преодоления ГЭБ в терапевтических целях оказалось возможным использование ультразвука. Правда механизм этого эффекта пока неизвестен.

В заключение нужно сказать, что ГЭБ является одним из самых эффективных механизмов защиты в организме. Он имеет несколько уровней, а энергией снабжается в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена. Благодаря ГЭБ центральная нервная система сохраняет работоспособность, что даёт ей возможность полностью сосредоточиться на управлении жизненно важными функциями и на высшей нервной деятельности. [18]

«Фантомы»

Мы познаём мир с помощью – слуха, зрения, обоняния, осязания и вкуса. Ещё Аристотель, описав эти классические пять чувств дал схему, которой человечество следовало более двух тысяч лет. Но мало кто правильно вспомнит шестое – то, благодаря которому мы осознаём своё тело. В 1890 году его описал Чарльз Шеррингтон и назвал проприоцепцией.

Проприоцепция, или суставно-мышечное чувство – это ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и окружающего пространства.

В медицинской практике нарушения проприоцепции случай нередкий. Пожалуй, самыми впечатляющими и самыми известными являются фантомные ощущения, возникающие у людей с ампутированными конечностями. Конечность отсутствует, но центры мозга, отвечающие за «карту тела», при отсутствии нервных импульсов, идущих от рецепторов кожи, мышц, суставов при отсутствии зрительного контроля могут «по памяти» формировать образы утраченных органов. И вот человек автоматически пытается взять предмет отсутствующей рукой или