Остальные ядра не имеют непосредственного отношения к восприятию боли. Роль их многообразна и зависит в значительной «степени от связей с другими отделами мозга.
Бесконечное число нервных волокон соединяет ядра зрительных бугров с ядрами подбугорья, где заложены центры высших вегетативных центров (обмена веществ, терморегуляции, сосудистого тонуса и т. д.) с другими подкорковыми образованиями и, в первую очередь, с корой головного мозга. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на рисунок 14.
Рис. 14. Окончания бугрово-корковых путей в мозгу обезьяны макаки
Каждая точка, изображенная на поверхности коры головного мозга обезьяны макаки, показывает окончание пучка волокон, соединяющих зрительные бугры с корой. Эти волокна пронизывают всю толщу мозга. Они обеспечивают бесперебойную двустороннюю связь от зрительных бугров с корой и передают импульсы в обе стороны: от клеток коры к зрительным буграм и обратно.
В течение многих лет дебатировался вопрос о расположении высших центров болевого ощущения. До недавнего времени считалось наиболее вероятным, что болевое ощущение формируется не в коре головного мозга, а в зрительных буграх. Это предположение поддерживали многие виднейшие физиологи и невропатологи мира. Впервые его высказали английские ученые Гэд и Холмс, а в дальнейшем французы Лавастин и Лериш, русские исследователи Аствацатуров и Орбели, а за ними и многие другие. В то же время большинство исследователей склоняется к мысли, что эта область мозга является лишь важнейшим, узловым, но в то же время промежуточным центром болевого восприятия.
Зрительные бугры представляют древнейшую часть головного мозга. Они образовались в нервной системе живых существ, населявших землю за много миллионов лет до появления человека. Лишь в процессе эволюции, на более высоких ступенях зоологической лестницы появилась та часть мозга, которую мы называем полушариями.
Спор между сторонниками «корковой» и «бугровой» локализации болевого восприятия потерял в настоящее время свою остроту. Вскрылись новые обстоятельства, позволившие по-новому проследить путь болевых ощущений, совершенно иначе расценить давно известные факты и установившиеся, как казалось многим, «ученические» истины.
Уже давно известно, что при раздражении какого-нибудь чувствующего нерва в коре головного мозга можно обнаружить два вида электрической активности, различающихся временем их возникновения.
В 1942 г. американские ученые Морисон и Демпси показали, что и при электрическом раздражении ядер зрительного бугра в коре можно получить два типа электрических реакций. Первый с коротким скрытым периодом, обнаруживающимся преимущественно в чувствительных зонах коры, в корковых ядрах тех или иных анализаторов. Второй — с длинным скрытым периодом, распространяющимся по всей коре и не поддающимся точной локализации. Эта распространенная (генерализованная) реакция коры головного мозга наблюдается при раздражении всех видов чувствующих волокон — зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных, температурных и болевых. Можно предположить, что периферические раздражения поступают в кору по двум различным проводящим системам. Один путь — специфический, знакомый нам во всех деталях. Другой — до недавнего времени гипотетический, мало изученный.
Ретикулярная формация
Используя специальные так называемые стереотаксические дриборы, физиологи научились вводить тончайшие, невидимые невооруженным глазом электроды не только в скопления нервных клеток, расположенные в глубинных отделах мозга, но даже в отдельные нейроны.
Электрический ток, пропущенный через такие электроды, способен раздражать нервные ядра мозга, а в случае необходимости разрушать строго ограниченные участки мозговой ткани. При этом экспериментатор имеет возможность наблюдать, каким становится поведение животного, как изменяются в его организме физиологические и биохимические процессы.
Хирурги во время операции на центральной нервной системе давно заметили одно интересное обстоятельство.
Оказалось, что можно во время операции производить любые разрезы через кору больших полушарий мозга, можно удалять значительные участки мозговой ткани, иногда даже целое полушарие, тем не менее пациент продолжает бодрствовать и не теряет сознания. Однако стоит лишь слегка задеть инструментом некоторые точечные участки в глубине мозга, как больной немедленно впадает в бессознательное состояние, похожее на сон. В конце 40-х годов нашего столетия два видных физиолога — американец Г. Мэгоун и итальянец Д. Моруцци — провели на животных серию экспериментов, которые не только объяснили это явление, но и заложили основу изучения функций особого образования мозга, известного под названием ретикулярной формации.
Ретикулярная формация представляет скопление нервных клеток в центральных отделах той части головного мозга, которую называют мозговым стволом. Нервные клетки ретикулярной формации, благодаря большому числу ветвящихся и переплетающихся отростков, образуют густую нервную сеть, откуда и возникло название «ретикулярная» или в переводе на русский язык сетевидная формация. Анатомы уже давно описали этот своеобразно построенный отдел мозга. Но значение его стало понятным лишь сравнительно недавно.
Если у животного разрушить определенные участки ретикулярной формации мозгового ствола, сохранив неповрежденными другие мозговые образования, наступает состояние длительной спячки. Вывести животное из спячки не удается, даже применяя самые сильные внешние раздражители. Сигналы об этих раздражениях беспрепятственно достигают коры больших полушарий головного мозга, но животное на них не реагирует. При этом электрические потенциалы, возникающие в коре мозга, ничем не отличаются от потенциалов, наблюдаемых при глубоком естественном сне.
Попробуем через специально вживленные электроды раздражать слабым электрическим током сохранившиеся после опыта участки ретикулярной формации. Животное сразу просыпается, а на электроэнцефалограмме появляются типичные сдвиги, названные физиологами «реакцией пробуждения».
Результаты этих опытов убедительно показывают, что ретикулярная формация непосредственно участвует в процессах регулирования сменяющих друг друга состояний — сна и бодрствования. В чем же смысл этого регулирования?
Как известно, мозг человека содержит полтора десятка миллиардов весьма сложно устроенных нервных клеток.
Довольно подробно изучены многочисленные, иногда в высшей степени причудливые, связи этих клеток друг с другом. Казалось бы активное состояние — возбуждение, возникнув в одной клетке, может беспрепятственно распространяться по всему мозгу. Если бы это на самом деле имело место, у нас не было бы никаких оснований восторгаться деятельностью мозга. Любое воздействие на организм приводило бы к одной и той же однотипной реакции, напоминающей судорожный припадок, сходный с эпилептическим. А между тем мы прекрасно узнаем, как точно приурочены ответы мозга к вызвавшему их воздействию. Достигается это благодаря очень точной и четкой системе регулирования физиологических процессов в мозгу. Одни его отделы способны воспринимать и перерабатывать приходящие к ним раздражения, а другие нет.
При возбуждении одних нервных клеток в других, иногда лежащих по соседству, иногда отдаленных, возникает торможение (подавление, угнетение).
Исследования последних лет показали, что в мозгу имеются специальные образования, предназначенные главным образом для регулирования деятельности его отдельных рабочих частей. Одним из наиболее изученных образований подобного рода и является ретикулярная формация.
Было доказано, что для нормальной деятельности головного мозга одного только поступления в кору чувствительных сигналов недостаточно. Необходимо еще определенное рабочее состояние, рабочая настройка клеток коры. Лишь в этом случае могут реализоваться необходимые процессы восприятия и перерабатываться поступившая в кору информация. Такое рабочее состояние элементов коры создает ретикулярная система. Внешне это состояние проявляется в виде бодрствования. Вот почему ретикулярная формация получила название активирующей системы мозга (рис. 15).
Рис. 15. Активирующие механизмы мозга
1 — ретикулярная формация, 2 — восходящие чувствительные пути спинного мозга, 3 — путь слуховых импульсов, 4 — путь активирующих импульсов к коре головного мозга, 5 — путь зрительных импульсов
Возникает вопрос, каким же образом ретикулярная формация способна длительно активировать кору больших полушарий, создавать в ней состояние бодрствования? Оказалось, что от всех чувствительных путей, направляющихся в головной мозг и передающих сигналы, вызванные светом, звуком, прикосновением, давлением, теплом, холодом, болью, отходят ответвления, заканчивающиеся у поверхности клеток ретикулярной формации. Любое внешнее раздражение — вспыхнувшая лампа, стук в дверь, рукопожатие, боль — возбуждает ретикулярную формацию. Она как бы сама «заряжается» энергией и заряжает кору головного мозга. Сигналы, воспринятые ею, теряют свою специфичность. Они становятся лишь инструментом «зарядки», «тонизирования» коры головного мозга.
