Мозг измеряет тепло отдельно от холода
В коре мозга нашли нейроны, реагирующие порознь на потепление и на похолодание.
Для температуры у нас есть специальные рецепторы, причём разные виды рецепторов реагируют на разные диапазоны температур. Мы подробно писали о них два года назад по случаю очередной Нобелевской премии, которую дали за открытие температурных (а также осязательных) рецепторных белков. Но белки-рецепторы лишь воспринимают какой-то стимул и превращают его в нейронный сигнал. Сигнал бежит в мозг, но куда именно в мозг?
Известно, что есть несколько мозговых отделов, которые воспринимают температурную информацию. Один из таких отделов — гипоталамус, от которого зависит множество физиологических процессов, начиная от сна и заканчивая терморегуляцией. По данным об окружающей температуре гипоталамус настраивает обмен веществ и определяет, сколько энергии потратить на обогрев.
Но также любая сенсорная информация приходит и в кору полушарий. И в том, что касается температуры, до последнего времени не было понятно, как именно кора полушарий её измеряет. Отчасти на этот вопрос отвечают исследования сотрудников Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка и берлинского медицинского центра Шарите. Экспериментируя с мышами, они рассчитывали, что найдут температурные нейроны в первичной соматосенсорной коре, про которую известно, что она реагирует на осязательные сигналы и понижение температуры. Однако оказалось, что, хотя соматосенсорная кора реагирует на похолодание, она не реагирует на потепление.
Островковая кора, или островок, лежит в глубине латеральной борозды, скрытая наползающими на неё другими участками коры. Иллюстрация: Daniel Sabinasz / Wikipedia
Дальнейшие опыты привели исследователей к другой зоне — островковой коре, точнее, к задней части островковой коры. Здесь обнаружились нейроны, которые реагируют на потепление, нейроны, реагирующие на похолодание, и нейроны, реагирующие на то и на другое. При этом нейроны, которые принимают температурные сигналы от расположенных рядом участков кожи, сами тоже расположены рядом друг с другом в островковой коре. В статье в Nature исследователи пишут, что характеристики импульсов, которые «термонейроны» генерировали в ответ на тепло и холод, были разными; например, ответ на потепление длился дольше, чем ответ на похолодание.
Если температурные нейроны в островковой коре отключали, у мышей слабела чувствительность к температуре. Слабела — не значит исчезала: всё-таки тепло и холод в мозге анализируют разные центры (мы выше говорили про гипоталамус и соматосенсорную кору), причём всё осложняется тем, что для тепла и холода могут быть отдельные нейронные цепи. Сами авторы работы уточняют, что кора мозга состоит из нескольких слоёв нейронов, а клетки температурной чувствительности они искали только в двух слоях. Возможно, в той же островковой коре есть и другие температурные нейроны, и в перспективе предстоит выяснить, что они делают с температурными сигналами, как преобразуют и как совмещают — если совмещают — с другими сенсорными сигналами, в первую очередь, с осязательными.
