Думати не головою. Де у людини знайшовся другий мозок
Шлунково-кишковий тракт є єдиним внутрішнім органом, що володіє власної повноцінної нервовою системою. Її не контролюють ні мозок, ні спинний мозок, тобто вона здатна діяти повністю незалежно від центральної нервової системи. Фактично це другий мозок. Втім, таке слововживання може ввести в оману. Справа в тому, що саме цей мозок, керуючий шлунково-кишковим трактом, був першим мозком в еволюції людини. А той мозок, який ми вважаємо головним, тому що він розташований в голові, - з'явився ("відмежувався") набагато пізніше.
По-науковому черевний мозок називається ентеральної нервової системою (від давньогрецького слова энтерон - кишка), або скорочено ЕНС. Вона є найбільшим скупченням нейронів крім головного мозку і регулює роботу гладких м'язів внутрішніх органів, володіють скорочувальної активністю. Густі мережі нервових вузлів, складові ЕНС, розташовуються в оболонках порожнистих органів шлунково-кишкового тракту (починаючи від стравоходу і до самого кінця), а також сечовидільної системи.
ЕНС у людини налічує близько 500 млн нейронів. Це майже у 200 разів менше, ніж у головному мозку, але це в п'ять разів більше, ніж у спинному мозку. І це дві третини від кількості нейронів у нервовій системі такого хитрого істоти, як кіт (чи кішка, кому що ближче). Таким чином, у кожного з нас в череві сидить автономний мозок, по кмітливості порівнянний з котячим. А ми ще дивуємося, коли нам здається, що шлунок командує нами - приміром, схиляє нас поспати після їжі.
Австралійські вчені винайшли високотехнологічну методологію для точного обліку активності черевного мозку. Правда, в статті вони розповіли про дослідах тільки над мишами. У миші ЕНС налічує близько 400 тис. нейронів. Для реєстрації їх активності група Спенсера використовувала високочутливу систему візуалізації і одночасно електрофізіологічні запис.
"ЕНС називається другим мозком, тому що він дійсно самостійний мозок, який може функціонувати незалежно від будь-яких інших нервових факторів, - говорить Спенсер. - Завдяки цим експериментів ми змогли точно визначити, як десятки тисяч індивідуальних нейронів у ЕНС активуються, щоб викликати скорочення гладких м'язів, що лежать в основі руху товстої кишки". За його словами, раніше це було великою таємницею. До цього дослідження ніхто не знав, як велика кількість нейронів у ЕНС домагається скорочень кишечника. Тепер ми знаємо, як ЕНС активується в здоровому організмі, каже професор, а подальші дослідження дозволять з'ясувати нейрогенні причини дисфункцій різних ділянок шлунково-кишкового тракту. Від таких дисфункцій страждають у всьому світі багато мільйонів людей. Вони змушені покладатися на ліки, хоча причина розладів може критися в черевному мозку.
Австралійський інтернет-журнал New Atlas, коментуючи дослідження вчених з Університету Флиндерса, зазначає, що ця група вперше в історії науки зуміла зберегти унікальні образи нейронної діяльності в мережах ЕНС, що не мають відношення до центральної нервової системи. Наука тільки нещодавно почала серйозно дивитися на те, як фактично функціонує цей так званий другий мозок. Раніше вже було проведено безліч досліджень, які вивчали кореляцію між нейронної діяльністю головного мозку і фізичними діями організму. Але аналогічні кореляції між діяльністю черевного мозку і скороченням мускулатури шлунково-кишкового тракту залишалися маловивченими.
Як констатує New Atlas, протягом багатьох років черевний мозок ігнорувався вченими з-за того, що він управляє "найбруднішими" функціями організму. Однак накопичений до теперішнього часу обсяг дослідних даних говорить про те, що ЕНС має набагато більш широкий вплив на функціонування організму в цілому, ніж це вважалося раніше. І у зв'язку з необхідністю більш детального вивчення роботи ЕНС виникла навіть нова галузь науки - нейрогастроэнтерология.
В рамках цієї області науки вже були проведені деякі дослідження, що принесли позитивні результати. Наприклад, у 2010 р. було знайдено, що нейромедіатор серотонін, виробляється у великих кількостях в шлунково-кишковому тракті, може стати причиною остеопорозу - захворювання, що руйнує кісткові тканини. Препарат, який заблокував вироблення серотоніну у піддослідних гризунів, ефективно визволив їх також і від остеопорозу.
Винахід групи Спенсера, яка навчилася візуалізувати нейронну активність ЕНС з високою роздільною здатністю, є вельми цінним доповненням. Воно дозволить з'ясувати принципи роботи черевного мозку, який, як підозрюють вчені, далеко не останню роль у формуванні нашого поведінки. Вже згаданий серотонін вважається "гормоном гарного настрою" і навіть "гормоном щастя". Але 95% цього нейромедіатора виробляється в черевному мозку, а в головному мозку - лише 5%.
Один з перших дослідників ролі серотоніну в шлунково-кишковому тракті, голова відділення анатомії і клітинної біології Колумбійського університету (Нью-Йорк) Майкл Гершон ще 20 років тому написав популярну книгу "Другий мозок". Тому його називають батьком нейрогастроэнтерологии. Він любить показувати студентам відео, що демонструє здатність ЕНС працювати автономно. Головну роль в цьому кліпі грає поміщений в ємність з рідиною фрагмент кишечника морської свинки. Хоч це всього лише частина кишечника, видно, як вона переганяє пластикову гранулу з одного свого кінця в інший, і все це без всякої зв'язку з головним мозком. По всій імовірності, кишечник людини може працювати незалежно. Але всі ці складні травні функції повинні кимось управлятися і координуватися. І цей хтось-черевний мозок.
А ще Гершон любить повторювати, що про кишкових відчуттях, пов'язаних з серотониновой системою, ми часто дізнаємося тільки тоді, коли вона передає нам погані або дуже погані новини. Але з ним не згоден нейробіолог з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі професор Эмеран Майєр, який два роки тому написав книгу про зв'язки між шлунком і емоціями. За словами Майєра, величезні запаси серотоніну можуть передаватися з шлунково-кишкового тракту через блукаючий нерв до центрів емоцій в головному мозку. "Може бути, цим пояснюється, чому так багато людей відчувають почуття задоволення і благополуччя, коли їдять смачну їжу", - припускає науковець.
Як бачимо, нейрогастроэнтерология ще тільки починає відкривати, як багато ми не знаємо про своє живе в череві "друге Я". Що, повторимо, виникло першим.
Розгадка хвороби Паркінсона - у черевному мозку
У промислово розвинених країнах страждає від хвороби Паркінсона один зі ста чоловік старше 60 років. Нею хворіють понад 7 млн осіб у всьому світі, в тому числі 1 млн американців. Втім, справжні масштаби її поширення важко оцінити, оскільки хвороба зазвичай не діагностується за класичним неврологічних симптомів до тих пір, поки вона не заходить занадто далеко.
Класичні симптоми цієї хвороби на зрілої стадії: характерне тремтіння рук, повільні рухи, ригідні (тобто нееластичні, постійно напружені) м'язи, порушення постави і погіршення рівноваги. Ці симптоми відображають поступову загибель нейронів в невеликій ділянці головного мозку, де виробляється дофамін - один з найважливіших нейромедіаторів, необхідний для нормальної координації рухів.
Однак задовго до появи цих класичних неврологічних симптомів у пацієнтів часто розвиваються шлунково-кишкові симптоми. Вони спостерігаються у 80% хворих хворобою Паркінсона і можуть з'явитися за кілька десятиліть до перших неврологічних ознак. Недавні дослідження показали, що в ентеральної нервової системи (простіше кажучи, черевному мозку) нерви зазнають дегенерацію, типову для хвороби Паркінсона, теж задовго до появи класичних симптомів цього захворювання. До речі, дофаміну в черевному мозку здорової людини виробляється стільки ж, скільки і в головному мозку.
Таким чином, всі факти говорять про те, що розгадку хвороби Паркінсона слід шукати в черевному мозку. Саме там вона виникає і потім вже передається в головний мозок через так званий блукаючий нерв, що з'єднує энтеральную і центральну нервові системи. У квітні 2017 р. вийшла стаття вчених найбільшого медичного університету Швеції - Каролінського інституту, які проаналізували дані національного регістра захворювань за останні 40 років і встановили, що пацієнти, яким була проведена процедура ваготомії (висічення блукаючого нерва), на 40% рідше страждали від хвороби Паркінсона. Не виключено, що у решти 60% хвороба просто встигла потрапити в головний мозок раніше, до ваготомії. Звичайно, це не говорить про те, що всіх потрібно піддавати цій процедурі, а про необхідність більш пильно вивчати черевний мозок, перш ніж братися лікувати голову.