Думать не головой. Где у человека нашелся второй мозг
Желудочно-кишечный тракт является единственным внутренним органом, обладающим собственной полноценной нервной системой. Ее не контролируют ни головной мозг, ни спинной мозг, то есть она способна действовать полностью независимо от центральной нервной системы. Фактически это второй мозг. Впрочем, такое словоупотребление может ввести в заблуждение. Дело в том, что именно этот мозг, управляющий желудочно-кишечным трактом, был первым мозгом в эволюции человека. А тот мозг, который мы считаем главным, потому что он расположен в голове, - появился ("отпочковался") гораздо позже.
Так утверждает на своем сайте Университет Флиндерса (Аделаида, Австралия), комментируя результаты, полученные группой его ученых во главе с профессором Ником Спенсером. О проведенном исследовании группа Спенсера рассказала в статье, опубликованной в международном журнале JNeurosci.
По-научному брюшной мозг называется энтеральной нервной системой (от древнегреческого слова энтерон - кишка), или сокращенно ЭНС. Она является крупнейшим скоплением нейронов помимо головного мозга и регулирует работу гладких мышц внутренних органов, обладающих сократительной активностью. Густые сети нервных узлов, составляющие ЭНС, располагаются в оболочках полых органов желудочно-кишечного тракта (начиная от пищевода и до самого конца), а также мочевыделительной системы.
ЭНС у человека насчитывает около 500 млн нейронов. Это почти в 200 раз меньше, чем в головном мозге, но это в пять раз больше, чем в спинном мозге. И это две трети от количества нейронов во всей нервной системе такого хитрого существа, как кот (или кошка, кому кто ближе). Таким образом, у каждого из нас в брюхе сидит автономный мозг, по сообразительности сравнимый с кошачьим. А мы еще удивляемся, когда нам кажется, что желудок командует нами - к примеру, склоняет нас поспать после еды.
Австралийские ученые изобрели высокотехнологичную методологию для точного учета активности брюшного мозга. Правда, в статье они рассказали об опытах только над мышами. У мыши ЭНС насчитывает около 400 тыс. нейронов. Для регистрации их активности группа Спенсера использовала высокочувствительную систему визуализации и одновременно электрофизиологическую запись.
"ЭНС называется вторым мозгом, потому что он действительно самостоятельный мозг, который может функционировать независимо от любых других нервных факторов, - говорит Спенсер. - Благодаря этим экспериментам мы смогли точно определить, как десятки тысяч индивидуальных нейронов в ЭНС активируются, чтобы вызвать сокращения гладких мышц, лежащие в основе движения толстой кишки". По его словам, раньше это было большой тайной. До этого исследования никто не знал, как большое количество нейронов в ЭНС добивается сокращений кишечника. Теперь мы знаем, как ЭНС активируется в здоровом организме, говорит профессор, а дальнейшие исследования позволят выяснить нейрогенные причины дисфункций различных участков желудочно-кишечного тракта. От таких дисфункций страдают во всем мире многие миллионы людей. Они вынуждены полагаться на лекарства, хотя причина расстройств может крыться в брюшном мозгу.
Австралийский интернет-журнал New Atlas, комментируя исследование ученых из Университета Флиндерса, отмечает, что эта группа впервые в истории науки сумела запечатлеть уникальные образы нейронной деятельности в сетях ЭНС, не имеющих отношения к центральной нервной системе. Наука только недавно начала серьезно смотреть на то, как фактически функционирует этот так называемый второй мозг. Раньше уже было проведено множество исследований, которые изучали корреляцию между нейронной деятельностью головного мозга и физическими действиями организма. Но аналогичные корреляции между деятельностью брюшного мозга и сокращением мускулатуры желудочно-кишечного тракта оставались малоизученными.
Как констатирует New Atlas, в течение многих лет брюшной мозг игнорировался учеными из-за того, что он управляет самыми "грязными" функциями организма. Однако накопленный к настоящему времени объем исследовательских данных говорит о том, что ЭНС имеет гораздо более широкое влияние на функционирование организма в целом, чем это считалось ранее. И в связи с необходимостью более детального изучения работы ЭНС возникла даже новая область науки - нейрогастроэнтерология.
В рамках этой области науки уже были проведены некоторые исследования, принесшие положительные результаты. Например, в 2010 г. было найдено, что нейромедиатор серотонин, вырабатываемый в больших количествах в желудочно-кишечном тракте, может стать причиной остеопороза - заболевания, разрушающего костные ткани. Препарат, который заблокировал выработку серотонина у подопытных грызунов, эффективно избавил их также и от остеопороза.
Изобретение группы Спенсера, которая научилась визуализировать нейронную активность ЭНС с высокой разрешающей способностью, является весьма ценным дополнением. Оно позволит выяснить принципы работы брюшного мозга, играющего, как подозревают ученые, далеко не последнюю роль в формировании нашего поведения. Уже упомянутый серотонин считается "гормоном хорошего настроения" и даже "гормоном счастья". Но 95% этого нейромедиатора вырабатывается в брюшном мозгу, а в головном мозгу - только 5%.
Один из первых исследователей роли серотонина в желудочно-кишечном тракте, глава отделения анатомии и клеточной биологии Колумбийского университета (Нью-Йорк) Майкл Гершон еще 20 лет назад написал популярную книгу "Второй мозг". Поэтому его называют отцом нейрогастроэнтерологии. Он любит показывать студентам видео, демонстрирующее способность ЭНС работать автономно. Главную роль в этом клипе играет помещенный в емкость с жидкостью фрагмент кишечника морской свинки. Хоть это всего лишь часть кишечника, видно, как она перегоняет пластиковую гранулу из одного своего конца в другой, и все это безо всякой связи с головным мозгом. По всей вероятности, кишечник человека может работать так же независимо. Но все эти сложные пищеварительные функции должны кем-то управляться и координироваться. И этот кто-то - брюшной мозг.
А еще Гершон любит повторять, что о кишечных ощущениях, связанных с серотониновой системой, мы зачастую узнаем только тогда, когда она передает нам плохие или очень плохие новости. Но c ним не согласен нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе профессор Эмеран Майер, который два года назад написал книгу о связи между желудком и эмоциями. По словам Майера, огромные запасы серотонина могут передаваться из желудочно-кишечного тракта через блуждающий нерв к центрам эмоций в головном мозге. "Может быть, этим объясняется, почему так много людей испытывают чувство удовлетворения и благополучия, когда едят вкусную еду", - предполагает ученый.
Как видим, нейрогастроэнтерология еще только начинает открывать, сколь многого мы не знаем о своем живущем в брюхе "втором Я". Которое, повторим, возникло первым.
Разгадка болезни Паркинсона - в брюшном мозгу
В промышленно развитых странах от болезни Паркинсона страдает один из ста человек старше 60 лет. Ею больны более 7 млн человек во всем мире, в том числе 1 млн американцев. Впрочем, истинные масштабы ее распространения трудно оценить, поскольку болезнь обычно не диагностируется по классическим неврологическим симптомам до тех пор, пока она не заходит слишком далеко.
Классические симптомы этой болезни на зрелой стадии: характерное дрожание рук, медленные движения, ригидные (то есть неэластичные, постоянно напряженные) мышцы, нарушение осанки и ухудшение равновесия. Эти симптомы отражают постепенную гибель нейронов в небольшом участке головного мозга, где вырабатывается дофамин - один из важнейших нейромедиаторов, необходимый для нормальной координации движений.
Однако задолго до появления этих классических неврологических симптомов у пациентов часто развиваются желудочно-кишечные симптомы. Они наблюдаются у 80% больных болезнью Паркинсона и могут появиться за несколько десятилетий до первых неврологических признаков. Недавние исследования показали, что в энтеральной нервной системе (проще говоря, брюшном мозгу) нервы претерпевают дегенерацию, типичную для болезни Паркинсона, тоже задолго до появления классических симптомов этого заболевания. Кстати, дофамина в брюшном мозгу здорового человека вырабатывается столько же, сколько и в головном мозгу.
Таким образом, все факты говорят о том, что разгадку болезни Паркинсона следует искать в брюшном мозгу. Именно там она возникает и затем уже передается в головной мозг через так называемый блуждающий нерв, соединяющий энтеральную и центральную нервные системы. В апреле 2017 г. вышла статья ученых крупнейшего медицинского университета Швеции - Каролинского института, которые проанализировали данные национального регистра заболеваний за последние 40 лет и установили, что пациенты, которым была проведена процедура ваготомии (иссечение блуждающего нерва), на 40% реже страдали от болезни Паркинсона. Не исключено, что у остальных 60% болезнь просто успела пробраться в головной мозг раньше, до ваготомии. Конечно, это говорит не о том, что всех нужно подвергать этой процедуре, а о необходимости более пристально изучать брюшной мозг, прежде чем браться лечить голову.
