Чувства животных и человека - Лорус Милн

Когда человека охлаждают до температуры ниже 34,5°, у него пропадает зрение и слух. При температуре ниже 29,5° прекращает работу механизм терморегуляции, который должен был бы повышать температуру тела, и больной оказывается целиком во власти врачей. Зрачки расширяются, всякие ощущения исчезают; частота пульса падает от нормальных 70–75 ударов в минуту до 40, кровяное давление снижается и становится постоянным. Около 26,5° исчезают также и дыхательные движения. Хирургические операции обычно проводят при еще более низкой температуре — 25°. Аппарат искусственного дыхания работает в таком режиме, что примерно 30 раз в минуту наполняет легкие чистым кислородом и снова опустошает их. Когда хирурги заканчивают операцию, температуру тела больного постепенно повышают и возвращают к нормальному уровню. При 26,5° снова появляются дыхательные импульсы, а при 30° восстанавливается пульс и повышается кровяное давление, которое уже можно измерять. При 32° начинает работать терморегуляция, а когда температура достигает 34,5°, возвращаются зрение и слух.

Собак удавалось охладить еще больше. При температуре около 10° у них останавливается сердце. Однако, применяя искусственное кровообращение, обнаружили, что потребность в кислороде оказалась очень незначительной. При 4° невозможно было уловить разницы в содержании кислорода в артериальной и, венозной крови. Напротив, находящиеся в спячке животные продолжают потреблять кислород, пока температура их тела не достигнет точки замерзания. Работа сердца у них значительно замедляется, и дыхание становится редким. Более того, при любой температуре выше точки замерзания они могут проснуться сами. Стоит им в 50 раз увеличить теплопродукцию, как температура их тела за три часа поднимется до 12°. Любопытно, что жир животных, впадающих в спячку, обладает особым свойством: он остается жидким при очень низких температурах, тогда как жир человека застывает уже при 7°.

До тех пор пока космонавты не смогут впадать в состояние гибернации в особой кабине с автоматическим оборудованием, которое с гарантией обеспечило бы им возвращение к нормальной температуре, стоимость затрат при запуске космонавтов в охлажденном состоянии будет значительно превышать любой выигрыш, полученный в результате такого запуска. Но даже и тогда могут возникнуть осложнения, которых мы пока не представляем себе. Одним из таких осложнений может быть появление у человека своеобразных пигментных пятен, вроде тех, что мы наблюдаем у домашних кроликов гималайской породы. До тех пор пока эти кролики содержатся при температуре выше 27°, шерсть их остается совершенно белой. При значительном понижении температуры на кончиках ушей, лап, носа и по краям седловидной области на спине появляются характерные черные пигментные пятна.

Различия между совершенно белыми и пигментированными кроликами полностью объясняются разной температурой кожи во время образования пигмента и волос. Обычная скорость кровотока оказывается недостаточной, чтобы согреть эти области тела до такой температуры, которая тормозит образование черного пигмента. Можно получить подобные результаты, если приложить кусочки льда к коже кролика до появления на ней новых волос.

Волосы на голове и лице человека растут все время. Кто знает, что произошло бы с волосами космонавта, который в течение нескольких недель находился в состоянии гибернации? Биологи уже интересовались вопросом, почему человеку от рождения присущ определенный цвет волос и у него не бывает участков кожи, покрытых волосами контрастирующих цветов, как у морских свинок и коров. Возможно, холодовое воздействие вызовет к жизни такие типы людей. Подобный вид пигментации может оказаться полезным для личной маскировки в экзотическом мире какой-то далекой планеты.

Глава 9

Шоковая информация

С тех пор как человек приобрел способность что-либо чувствовать, он узнал, что при сильном ударе по глазу возникает ощущение света и боли. Даже удар по голове может оказаться достаточным механическим раздражением для того, чтобы у нас «искры из глаз посыпались». Однако до конца 20-х годов прошлого столетия этому явлению не было дано никакого научного объяснения. Именно тогда выдающийся немецкий физиолог Иоганнес Мюллер в возрасте чуть более двадцати лет неожиданно понял, что назначение нерва определяет смысл передаваемой по нему информации. Та часть мозга, к которой подходит от глаза оптический нерв, может воспринимать пришедшие сигналы только в виде зрительных ощущений, хотя особенно сильные возбуждения могут распространяться и на другие области мозга, вызывая ощущение боли.

Нервные сигналы, приходящие от глаза, носа и других частей тела, являются однотипными. Они представляют собой электрохимические изменения, которые пробегают по нерву с большой скоростью (свыше 120 метров в секунду) в виде дискретных импульсов продолжительностью около 0,0001 секунды. Если раздражитель сильный, импульсы могут следовать один за другим каждую тысячную долю секунды. Или нерв может передавать их с большими интервалами, часто в виде вспышек активности, что дает мозгу дополнительную информацию, записанную в простом коде.

Хотя нервный импульс — это не электрический ток (и он не распространяется со скоростью света — 300 000 километров в секунду), после электрического раздражения все нейроны начинают генерировать импульсы. Уже в 1943 году стало ясно, что при раздражении различных участков кожи человека одинаковыми высоковольтными электрическими импульсами в мозгу возникают ощущения тепла, холода, боли, давления и прикосновения в зависимости от того, на какие нервные окончания оказывали воздействие. Эти же раздражители, приложенные к языку, создают дополнительные ощущения горечи, солености, кислоты или сладости в зависимости от возбуждения определенных рецепторных систем.

Мы действительно не можем ощущать электричество. Ни один из наших органов чувств не приспособлен для «настораживания» нашего мозга, когда мы получаем раздражения такого рода. Напротив, каждый анализатор проявляет особую чувствительность к каким-то «своим» сигналам. Что касается типа этих сигналов, то его определяет наш мозг, который расшифровывает информацию, приходящую к нему по нервам, связанным с определенным органом чувств. Сами по себе все эти нервные посылки однотипны и похожи на те, которые мозг передает мышцам, когда мы хотим совершить произвольное движение. Они совершенно непричастны к ощущениям покалывания или внезапной судорожной боли, которые мы чувствуем при сильном сокращении мышц в ответ на раздражение их электрическим током. Нормальные нервные импульсы вызывают активность мышц при гораздо меньшей затрате энергии, и при этом управление ими осуществляется лучше.