Знаете ли вы? Спазм носа, или Чихание на солнце

Приблизительно один из четырех американцев чихает, когда смотрит на яркий свет. Этот световой чихательный рефлекс, кажется, не имеет под собой вообще никаких биологических оснований. Откуда у них такой рефлекс и как он работает?

Основная функция чихания очевидна: оно удаляет субстанции или объекты, раздражающие ваши дыхательные пути.

В отличие от кашля чихание ‑ это стереотипное действие, что означает: каждое чихание конкретного человека происходит каждый раз по одному и тому же сценарию, без каких‑либо вариаций. Взрывное начало чихания выталкивает воздух на значительной скорости ‑ до тысячи миль в час. Подобное мощное синхронизированное и повторяющееся событие может быть создано только при наличии положительной обратной связи в определенной части мозга, которая и приводит к бесконтрольному взрыву активности, напоминающей приступ эпилепсии. Однако чихание отличается тем, что у него есть заранее заданный механизм окончания, и, кроме того, оно не распространяется неконтролируемо на другие движения тела.

Чихательный центр расположен в стволе головного мозга, и повреждение этой области лишает нас и других млекопитающих способности чихать. Обычно чихание активируется сообщением о раздражающем объекте, которое посылается по проводящим путям прямо в конкретную область ствола. Эта информация попадает из носа в мозг по нескольким нервам, включая тройничный нерв, передающий самые разнообразные сигналы от лица в стволовую область. Тройничные нервы (по одному с каждой стороны) являются многофункциональными черепными нервами: они обрабатывают тактильные и опасные стимулы с лица и большей части кожи черепа, а также с конъюнктивы и роговицы глаза. Тройничный нерв даже передает двигательные сигналы в противоположном направлении – из мозга, в том числе команду кусать, жевать и глотать. Очень перегруженный нерв.

Эта перегруженность может объяснить, почему яркий свет ошибочно вызывает чихательный рефлекс. Яркий свет, который в норме должен вызывать сужение зрачка, может распространиться и на соседние области, например, на нервные волокна или нейроны, которые передают ощущения щекотания в носу. Неожиданное чихание способен вызвать не только яркий свет – мужской оргазм также может активировать этот рефлекс (утех мужчин, которые испытывают оргазм). Вообще подобные феномены (как, например, световой чихательный рефлекс) становятся возможными из‑за путаницы и перегруженности, царящих в стволовой области мозга. В стволе находится огромное количество схем самых разных рефлексов и действий – практически все, что делает наше тело. Общий вид нашего ствола создавался очень давно, во времена появления первых позвоночных. Практически у всех позвоночных имеется 13 пар черепных нервов (хотя у рыб есть 3 дополнительные пары, передающие сигналы, поступающие из рецепторов боковых линий, расположенных вдоль боков рыбы). Черепные нервы обычно ведут к комплексной сети специфичных ядер нейронов, которые в своей основе устроены одинаково и отвечают за сходные функции у всех позвоночных. Изучение нервной системы животного – отличный способ предположить, как работает та или иная структура в мозге человека.

Причина схожести стволовой системы у разных видов животных в том, что она устроена весьма запутанно. С точки зрения эволюции полностью поменять все было бы просто катастрофой. Потомки ранних животных, первые позвоночные и современные позвоночные животные (рыбы, птицы, ящерицы и млекопитающие) – все вынуждены пользоваться такой схемой, которая может быть немного модифицирована, но никаких фундаментальных перемен в ней не бывает. Она напоминает схему метрополитена Нью‑Йорка, которая в какой‑то момент была простой, но теперь стала безнадежно запутанной после добавления нескольких уровней одного за другим. Некоторые части ствола больше не используются, а изначальное ядро теперь настолько переделано и залатано, что его нельзя переместить, возможно, из‑за страха прекращения функционирования всей системы. Честно говоря, ствол головного мозга является, наверное, самым лучшим примером запутанного результата эволюционного подхода.

Почему мы называем острую еду жгучей? Химическое вещество, придающее острым соусам их пикантность, это капсаицин. Ваше тело пользуется рецепторами капсаицина еще и для того, чтобы реагировать на повышение температуры. Именно поэтому мы потеем, когда едим острую пищу, – у этих рецепторов есть некое подобие «прямой линии связи » с мозгом, которая посылает сигналы с требованием остудить тело. Рецепторы капсаицина находятся не только на языке, но и по всему телу. Вы можете проверить это, приготовив еду с большим количеством острого перца, а затем положить немного на контактные линзы. Ой!

Знаете ли вы? Почему мыши не любят диетическую кока‑колу?

В состав диетической кока‑колы входит ингредиент, который придает ей сладкий вкус, – ас‑партам (заменитель сахара NutraSweet), который действует, связываясь с рецепторами сладкого на вашем языке. У людей рецепторы сладкого реагируют не только на сахар, но и на аспартам, сахарин и сукралозу (низкокалорийный сахар). У мышей эти рецепторы реагируют на сахар и сахарин, но не на аспартам. Они не предпочитают подслащенную аспартамом воду обычной воде, так что можно предположить, что для мыши диетическая кока‑кола не кажется сладкой. (То же самое относится и к муравьям, которых не привлекает диетическая газировка.)

Используя генетические технологии, ученые смогли заменить мышиный рецептор сладкого человеческим. Эти трансгенные мыши любят аспартам и, предположительно, диетическую кока‑колу. Следовательно, у мышей те же проводящие пути, что и у нас, просто с другими рецепторами.

Хотите провести интересный эксперимент? Проверьте, насколько ваши домашние животные любят сладкие напитки: сок, подсахаренную воду и диетическую газировку. Налейте напитки в разные мисочки и посмотрите, куда направится ваш любимец. Вы можете быть удивлены результатом!

Мятный вкус кажется прохладным по сходной причине. Недавно ученые определили рецептор, идентифицирующий ментол. Растения вырабатывают ментол по той Же причине, что и капсаицин, – чтобы животным не нравился их вкус.

Запахи и вкусы часто обладают сильными эмоциональными ассоциациями: бабушкин яблочный пирог, горелые листья, рубашка вашего любимого, свежий утренний кофе. Запахи могут быть связаны и с негативными ощущениями. 11 сентября 2001 года и в течение нескольких дней после этого Манхэттен был пропитан едким и горьким запахом, который вряд ли кто‑нибудь, кто там был, сможет забыть. Некоторые запахи могут казаться приятными одним и неприятными другим. (Вспомните любимый запах Килгора из фильма «Апокалипсис сегодня» – «Я обожаю запах напалма по утрам... вся гора пахнет победой».) Такие ассоциации могут возникать потому, что обонятельная информация связана напрямую с лимбической системой – мозговыми структурами, являющимися посредником в создании эмоциональных реакций. Эти структуры способны обучаться, что дает им возможность ассоциировать запахи с приятными или опасными событиями.