Сложные соединения, активирующие глутаматные рецепторы, вырабатывает и целый ряд грибов. Именно по этой причине их употребление в пищу вызывает головокружение, бред, галлюцинации и эйфорию. Натриевая соль глутаминовой кислоты (глутамат натрия) является усилителем вкуса, который добавляют во многие блюда, нередко под таким названием, как «гидролизованный растительный белок». Глутамат натрия получил дурную славу в средствах массовой информации, поскольку он якобы вызывает тошноту, головокружение и сильную головную боль, т.е. так называемый «синдром китайского ресторана». Наш мозг защищен от воздействия глутамата натрия гематоэнцефалическим барьером, однако некоторые нервные клетки находятся за его пределами. У молодых мышей эти клетки не имеют защиты от токсического действия высокой концентрации глутамата натрия, и если мыши едят его слишком много, то у них развивается ожирение, поскольку нейроны, регулирующие вес, разрушаются. Многочисленные исследования безопасности, однако, показывают, что глутамат натрия не оказывает вредного воздействия на организм человека даже при концентрациях значительно более высоких, чем в пищевых добавках. А испытание методом «двойного слепого исследования»[32] не позволило надежно продемонстрировать, что глутамат натрия вызывает синдром китайского ресторана. Так или иначе, от этого глутамат натрия не потерял центральную роль в «суповых войнах»[33]. Битва развернулась, когда Campbell Soup Company запустила рекламу, в которой утверждалось, что ее супы приготовлены исключительно из натуральных продуктов, а вкус конкурирующих супов Progresso усиливается с помощью глутамата натрия. Компания General Mills Company, выпускавшая супы Progresso, в ответ заявила, что это супы Campbell содержат глутамат натрия, а во многих ее супах глутамата натрия как раз нет. А еще она заявила, что прекращает добавлять глутамат натрия во всю свою продукцию, и предложила Campbell последовать ее примеру. Ну и так далее. Столбенеющие от испуга
Всем известно, что от неожиданного звука человек может буквально подскочить на месте. Однако представьте, что его мышцы при испуге деревенеют и он сваливается со стула или падает плашмя, как клоун в цирке. Такое может случаться с людьми, страдающими болезнью испуга или стартл-болезнью. Поскольку их руки сильно прижимаются к бокам, они не могут ухватиться за что-нибудь, когда падают, и могут получить многочисленные травмы. У грудных детей с таким заболеванием реакция бывает настолько сильной, что их позвоночник выгибается назад, а дыхательные мышцы деревенеют, и они задыхаются и умирают. Такую патологию называют синдромом мышечной скованности младенцев.
Симптомы этой странной болезни сходны с симптомами отравления стрихнином, что дает ключ к разгадке ее причины. Обычно это нарушение функционирования глициновых рецепторов либо в результате мутации, как при стартл-болезни, либо в результате ингибирования стрихнином. Глицин — один из основных нейромедиаторов в тормозящих синапсах спинного мозга и ствола головного мозга. Он выделяется тормозящими нервными клетками и взаимодействует с глициновыми рецепторами в мембране постсинаптических нервных клеток, открывая их проницаемый для хлорид-ионов канал. Это приводит к подавлению электрической активности целевой клетки и делает ее невосприимчивой к возбуждающим сигналам. Такое ингибирование принципиально необходимо для нормального функционирования организма. Мышцы, приводящие в движение наши конечности, являются парными — одна сгибает конечность, а другая разгибает ее. Крайне важно, чтобы одна мышца расслаблялась, когда другая стимулируется, иначе конечность не сможет двигаться. У людей, страдающих стартл-болезнью, отсутствует реакция на выброс глицина из тормозящих нервов, поэтому их парные мышцы не расслабляются. Поскольку обе мышцы сокращаются одновременно, они деревенеют при испуге.
Хотя эта болезнь и похожа на патологию миотонических коз из штата Теннесси, о которой мы говорили раньше (в обоих случаях наблюдается одеревенение мышц), причины недуга совершенно разные. Стартл-болезнь — это проблема центральной нервной системы, которая перестает передавать мышцам необходимые сигналы. Сами мышцы функционируют нормально. В отличие от этого у миотонических коз с нервной системой все в порядке, а источник проблемы кроется в мышцах. «Загадочное происшествие в Стайлзе»
Однажды ночью миссис Эмили Кавендиш, богатая вдова, была обнаружена умирающей в своем имении Стайлз-Корт в Эссексе. Как выяснилось позднее, ее отравили стрихнином. В повести Агаты Кристи знаменитый детектив Эркюль Пуаро распутывает сложнейшее переплетение событий и доказывает, что в преступлении виноваты новый муж Эмили и его любовница. Стрихнин фигурирует во многих известных случаях отравления, как реальных, так и литературных. «Отравитель из Ламбета», серийный убийца д-р Томас Нил Крим, приглашал проституток выпить с ним, добавлял в их порцию спиртного стрихнин и оставлял умирать в муках. Поскольку стрихнин — одно из самых горьких веществ на свете, выпивку нужно было подсластить, чтобы замаскировать его вкус, или девушки должны были находиться в сильном подпитии, чтобы не заметить горечь. Стрихнин раньше использовали как крысиный яд.
Отравление стрихнином напоминает стартл-болезнь потому, что это вещество блокирует глициновые рецепторы и полностью прекращает их работу. Этот токсин впервые выделили из бобов игнации горькой, Strychnos ignatia, названной так в честь Игнатия Лойолы, основателя ордена иезуитов. Он также содержится в семенах дерева, известного как рвотный орех (Strychnos nux-vomica). Любопытно, что стрихнин одно время применяли в качестве возбуждающего средства, естественно, в значительно меньших дозах, чем те, что вызывают острое отравление. Понятно, что иногда случались передозировки. Один студент-медик описал в 1896 г., как он взбадривал себя стрихнином во время подготовки к экзамену. В один прекрасный момент его икроножные мышцы начали деревенеть и судорожно сокращаться, пальцы ног выгнулись вверх, в глазах начали мелькать яркие точки, он упал и покрылся холодным потом. По его словам, «он понимал, что с ним происходит что-то серьезное», и поэтому кое-как добрался до своего медицинского саквояжа и принял хлорат калия (обезболивающее средство). После этого он потерял сознание и погрузился в глубокий сон. Проснулся он «на следующее утро без каких-либо неприятных симптомов», но с огромным желанием двигаться. Надо думать, что желания повторить эксперимент у него больше не было. Мозговой шторм
Прекращение торможения в определенных мозговых структурах может провоцировать приступы эпилепсии, неожиданные нескоординированные всплески электрической активности, напоминающие электрический шторм в мозге. Федор Достоевский был, пожалуй, самым известным эпилептиком в истории[34]. В его записной книжке имеются записи о 102 приступах, а пережитое во время обострений нашло отражение в романах. Припадки, или приступы, индивидуальны у каждого человека, поскольку у эпилепсии множество разновидностей и масса причин, однако в целом их можно разделить на две большие группы. При малых эпилептических припадках больной теряет сознание на несколько секунд, смотрит в пространство с отсутствующим видом и, по всей видимости, отключается от окружающего мира. Более серьезны судорожные припадки, во время которых конечности больного конвульсивно дергаются и совершают неконтролируемые движения из-за того, что электрический шторм затрагивает нервные клетки, управляющие их мышцами. У одних людей конвульсии имеют выраженную локализацию и затрагивают только небольшую группу мышц, а у других могут наблюдаться большие эпилептические припадки с судорогами всего тела и нередко с потерей сознания.
Эпилепсия известна людям с древних времен. Гиппократ называл ее «священной болезнью» и совершенно правильно утверждал, что ее причиной является нарушение работы мозга. Тем не менее на протяжении многих веков представление об эпилепсии как о болезни соседствовало с идеей о том, что эпилептики — это проклятые богами или одержимые нечистой силой. Эпилептиков изгоняли из общества, а в XVI в. стали обвинять еще и в колдовстве. Постепенно было признано, что эпилепсия — это болезнь, однако негативная аура вокруг нее все же осталась. Когда у принца Джона, младшего сына короля Георга V, обнаружилась эпилепсия, его спрятали подальше от глаз в одном из коттеджей сандрихемской резиденции. К счастью, в наши дни эта болезнь уже не ассоциируется с клеймом позора.
Происхождение эпилепсии до сих пор не совсем понятно. В одних случаях это следствие черепно-мозговой травмы, давления опухоли на мозг или родовой травмы мозга. В других она наследуется и возникает в результате мутации определенных генов, многие из которых представляют собой ионные каналы. Чаще всего такие мутации подавляют электрическую активность тормозящих нервных клеток, которые в нормальном состоянии сдерживают активность мозга. Отпустите тормоз, и мозг пойдет вразнос из-за чрезмерного стимулирования возбуждающих цепей.
Происхождение эпилепсии до сих пор не совсем понятно. В одних случаях это следствие черепно-мозговой травмы, давления опухоли на мозг или родовой травмы мозга. В других она наследуется и возникает в результате мутации определенных генов, многие из которых представляют собой ионные каналы. Чаще всего такие мутации подавляют электрическую активность тормозящих нервных клеток, которые в нормальном состоянии сдерживают активность мозга. Отпустите тормоз, и мозг пойдет вразнос из-за чрезмерного стимулирования возбуждающих цепей.
Поначалу средства против эпилепсии были, мягко говоря, экстравагантными — от совета Плиния пить кровь гладиаторов до рекомендации Роберта Бойля принимать внутрь толченые ягоды омелы «в количестве, умещающемся на шестипенсовой монете» во время полнолуния. Прорыв произошел, когда в конце XIX в. обнаружилось, что удаление триггерной области мозга может давать положительный эффект. Однако хирургическое вмешательство не всегда возможно, да к тому же при удалении эпилептического очага очень легко повредить другие части мозга. Современные методы лечения нередко заключаются в приеме лекарств, уменьшающих частоту и интенсивность припадков. По большей части такие лекарства усиливают выделение или действие тормозящего нейромедиатора ГАМК, который снимает избыточную электрическую активность, удерживая мембранный потенциал нервных клеток на более отрицательном уровне. Существуют и средства, которые непосредственно подавляют активность возбуждающих нейронов, воздействуя на их натриевые и калиевые каналы. Вместе с тем, поскольку эпилептические припадки могут повреждать мозг, такое лечение не очень эффективно, если его не начать на ранней стадии развития заболевания.
У некоторых детей встречается неустранимая эпилепсия, которая не поддается медикаментозному лечению и затрагивает части мозга, недоступные для хирургического вмешательства. Одним из старых средств, которое оказывается удивительно эффективным в этих случаях, является строгое ограничение потребления углеводов. Его называют кетогенной диетой, поскольку она приводит к повышению концентрации таких промежуточных продуктов метаболизма в крови, как кетоновые тела. Это почти устраняет припадки примерно у трети больных и еще у одной трети уменьшает их частоту. Почему этот метод работает, так и остается неясным, но это мало волнует больных детей и их родителей. Вместе с тем выдержать такую диету непросто, ведь даже одна шоколадка или другое сладкое лакомство способно спровоцировать припадок. Наш мозг
В этой главе мы разобрали, как устроен головной мозг, как через его сложнейшую структуру проходят каскады электрических импульсов и «химических поцелуев», позволяющие нам двигаться и воспринимать происходящее вокруг. Однако у мозга есть еще более важная и удивительная функция. Он определяет наши эмоции, мысли, личность, самосознание — в общем, чувство собственного «Я».
Глава 11 Что есть разум
О музыки качанье и безумье —
Как различить, где танец, где плясунья?[35]
Уильям Батлер Йейтс. Среди школьников
Радость, печаль, страх, гнев, волнение, отчаяние — наши эмоции меняются как погода летом в Англии. Они влияют на наши думы, определяют наши действия и характер. Однако мы не марионетки, которыми управляют эмоции. Мы способны аргументировать, рационально мыслить и действовать, высказывать идеи, которые появляются будто бы ниоткуда. В отличие от средневековых представлений мы не считаем, что в нашем мозге сидит некий фантом, который дергает в нужный момент за ниточки. Это в процессе эволюции наш мозг стал таким, какой он есть, и все, что мы думаем, чувствуем и делаем, является результатом электрических и химических событий, происходящих в нервных клетках. Возможно, не слишком приятно думать, что ваши мысли и чувства определяются потоками химических веществ в головном мозге и вызываемыми ими изменениями характера электрической активности. Но с этим все же придется согласиться, учитывая, что наркотики, гормоны и заболевания, которые влияют на концентрацию нейромедиаторов в головном мозге, оказывают на нас очень сильное действие, изменяя эмоции и поведение.
Небольшое количество алкоголя, например, может сделать нас более общительными, стать причиной иррационального поведения или ввергнуть в меланхолию. Настроение женщин зависит от менструального цикла. Регулярные пробежки могут поднимать тонус настолько, что любители бега начинают нервничать и раздражаться, если им мешают. Аденозин, вводимый в организм для регулирования сердечного ритма, дает своеобразный побочный эффект — кратковременное чувство обреченности, которое настолько сильно, что некоторые воспринимают его как приближение смерти. Болезнь Паркинсона часто сопровождается депрессией. Сифилис сильно меняет характер, это ярко показал пример короля Генриха VIII. Простое стимулирование определенных областей головного мозга может вызвать эйфорию, гнев и даже, как утверждают, душевные переживания. Все человеческие эмоции уходят корнями в электрохимию мозга, и сложнейшие переплетения химических и электрических сигналов управляют каждой нашей мыслью и действием.
В этой, предпоследней главе мы поговорим о том, как нейромедиаторы влияют на наше настроение, память и мысли и как наркотические препараты усиливают или имитируют их действие. Здесь речь пойдет о том, как наш характер зависит от электрической активности мозга, и о том, что происходит во время сна и при наркозе. А еще мы попробуем ответить на вопрос, который веками мучил людей, — что такое сознание и кто я есть? Какое наслаждение
Стремление к наслаждению заложено в нас природой. Еда, секс, выпивка, физические упражнения — все это рождает чувство наслаждения и заставляет нас искать продолжения. Однако мы стремимся к этому не просто из склонности к гедонизму или примитивному сладострастию — это способ обеспечения условий для выживания нашего биологического вида. Все, что приносит наслаждение, стимулирует «центр удовольствия» головного мозга. Он состоит из нескольких четко локализованных областей мозга, включая прилежащее ядро, миндалевидное тело и вентральную область покрышки, которые связаны вместе группой нервных клеток, известных как медиальный переднемозговой пучок. Дофамин, один из самых важных нейромедиаторов в головном мозге, принимает непосредственное участие в формировании чувства желания и пристрастия. Чувственные наслаждения, такие как секс, любовь и еда, инициируют выброс дофамина в центре удовольствия мозга, который повышает электрическую активность нервных клеток, усиливает чувство наслаждения и заставляет нас съесть еще кусочек шоколада или выпить еще бокал вина, который иногда бывает лишним. Многие фармакологические средства, вызывающие зависимость, повышают концентрацию дофамина в центре удовольствия и, таким образом, приводят к появлению чувства эйфории.
Когда я была еще подростком, мы как-то пошли в кино со школьной подругой и ее родителями. Очередь была огромной, и скоро стало ясно, что мы вряд ли попадем на фильм. «Не расстраивайтесь, — сказала мать моей подруги, — пошли домой и примем кокаинчику». Это было самое невероятное предложение, которое только можно было представить. Ее сын только что приехал из Южной Америки и привез мешочек листьев коки. Перуанские индейцы жевали их на протяжении 8000 лет по той причине, что алкалоиды коки подавляли аппетит и отгоняли сон. На меня, однако, листья коки совершенно не оказали возбуждающего действия — я почувствовали лишь легкое онемение губ и языка, как после визита к зубному врачу. И всё. Дело, возможно, было в том, что я побоялась пробовать больше, чем один листочек, — уже тогда кокаин, который получали из листьев коки, был известен как опасный наркотик, вызывающий зависимость.
Первоначально, однако, кокаин был популярен и даже получал широкое одобрение. Зигмунд Фрейд регулярно принимал кокаин, когда работал над «Толкованием сновидений», поскольку находил, что он вызывает «приятное возбуждение и продолжительную эйфорию» и дает «удивительный стимулирующий эффект», который «позволяет долго и интенсивно работать, умственно и физически, не чувствуя усталости». В XIX в. содержащий кокаин напиток «вино Мариани», предлагавшийся как тонизирующее средство для тела и ума, настолько понравился папе Льву XIII, что он присудил ему специальную золотую медаль и превозносил его достоинства. Листья коки в небольшом количестве входили первоначальный рецепт «Кока-колы» наряду с экстрактом ореха колы (отсюда и название напитка). Способность кокаина снимать усталость использовали даже путешественники. Эрнест Шеклтон и капитан Роберт Скотт брали в Антарктику средство под названием Forced March, представлявшее собой таблетки с кокаином. А во время Первой мировой войны такие таблетки выдавали в некоторых подразделениях британской армии.