Объясняя боль. Как работать с настройками мозга, чтобы избавиться от боли и вернуть контроль над телом

На степень боли, которую испытывает человек, влияет и то, кто находится рядом. В экспериментах было доказано, что мужчины демонстрируют более высокий болевой порог, если тестирование проводится женщинами [42]. Кроме того, пациент с внимательным и заботливым супругом/супругой в его присутствии будет испытывать большую боль, чем пациент с безразличным спутником жизни [43].

Наконец, один из самых распространенных видов боли на планете – это зубная боль. И она тоже зависит от контекста. Усиливается ли она из-за огромной стоимости лечения зубов? Всем стоматологам знакомы пациенты, которые записываются на срочный прием, однако боль проходит в тот самый момент, когда человек переступает порог кабинета. Зубная боль – отличный пример боли, которая заставляет действовать. Если боль прошла, ваш мозг, вероятно, удовлетворен тем, что вы предприняли необходимые действия, еще до того, как стоматолог заглянул вам в рот.

Фантом в теле. Идея виртуального тела

Фантомная боль в конечности – это ощущение боли в части тела, которой не существует. 70% людей, потерявших конечность, испытывают фантомные боли. И это не только ноги и руки. Сообщалось о фантомных грудях, пенисах и языках [44].

Ощущения в фантомной конечности совершенно реальны. Она может чесаться, покалывать и болеть. Как и другие виды боли, она усиливается, когда человек испытывает стресс. Симптомы ухудшаются, когда кто-то приближается к месту, где должна была быть отсутствующая часть тела. Одни испытывают утреннюю скованность в фантомных суставах [45]. Другие сообщают о чувстве колец на фантомных пальцах, старых хирургических швов и кистей рук, все еще сжатых так, будто они держат руль мотоцикла. Некоторые рассказывают о фантомных ногах, которые «не могут перестать идти».

Боль после ампутации обычно более сильная, если до операции пациент уже испытывал боль [46]. Это своего рода память о боли.

Боль в фантомной конечности указывает на то, что в мозге существует некоторое представление этой конечности, или ее карта («виртуальная конечность»). На самом деле мозг хранит много виртуальных тел. Они позволяют знать, где находится реальное тело в пространстве. Попробуйте закрыть глаза и дотянуться до чашки. Вы все равно сможете это сделать, потому что мозг использует виртуальное тело, чтобы понимать, где находится реальное. В случае с фантомными ощущениями, несмотря на физическое отсутствие ноги, виртуальная нога и ее расположение относительно остального тела все еще четко представлены в мозге.

Даже если вы родились без конечностей, фантомные ощущения в них все равно возможны [47]. Это говорит о том, что виртуальное тело, по всей видимости, присутствует в мозге с самого начала. Оно продолжает развиваться, совершенствоваться и дополняться по мере взросления человека и освоения новых навыков. Возьмем, к примеру, обучение ударам по мячу. Карта ноги будет связана с областями в мозге, которые участвуют в поддержании равновесия и координации, а также в использовании определенных мышц.

Некоторые исследования с использованием методов визуализации мозговой деятельности [48–50] показали, что фантомная боль связана с обширными изменениями в организации различных областей мозга. Более того, такие исследования демонстрируют, что заметные изменения происходят в мозге при любой хронической боли, а не только при фантомной [51–53]. Эти перестройки приводят к искажениям в виртуальном теле. Например, в случае фантомной боли в ноге область мозга, связанная с ногой, фактически «размывается», так что в мозге больше нет четко очерченной виртуальной ноги.

Возраст, пол, культура и боль

Точное влияние возраста, культуры и пола на боль трудно изучить и до конца понять, хотя исследования в этой области ведутся активно.

Возраст

В медицине часто считается, что пожилые и молодые люди испытывают меньше боли, чем люди среднего возраста. Это неправда [54, 55]. Представленный в книге подход к боли одинаково применим для всех возрастов, с необходимыми адаптациями. Например, если шлагбаум на железнодорожном переезде равномерно упадет на десятилетнего ребенка, 45-летнего и 62-летнего человека, все они скажут, что боль примерно одинаковая. Тем не менее реакция на удар будет различаться в зависимости от возраста. Ребенок будет плакать, а взрослые могут отреагировать по-разному, в том числе подать в суд на железнодорожную компанию.

Распространенность некоторых видов боли, таких как боль в спине, варьируется на протяжении всей жизни [56]. Так, люди в возрасте старше 60 лет реже страдают от боли в спине, чем более молодые люди [57]. Это еще раз показывает, что боль необязательно связана со степенью дегенерации тканей, хотя некоторые состояния, которые могут быть болезненными, такие как остеоартрит, становятся более распространенными с возрастом.

Вы замечали, что, когда младенец ударится или упадет, он часто бросает взгляд на родителей, прежде чем закричать от боли? Родители могут «передавать» детям значение сенсорной информации, которую они получают (медицинские работники также передают пациентам, будь то правильно или неправильно, значение сенсорной информации). Влияние этого явления было исследовано на уколах: вторая инъекция, получаемая ребенком, обычно вызывает больше болезненных реакций (таких как крик, попытка увернуться), чем первая [58]. Кроме того, реакция на боль при вакцинации у мальчика, прошедшего обрезание в раннем возрасте, более очевидна, чем у необрезанного мальчика [59].

Пол

Гендерные различия в восприятии боли могут быть обусловлены как различиями половых органов, так и социальными гендерными ролями. Например, они могут следовать за стереотипами: роли матери или отца, женщины на высоких каблуках, мужчины с пивными животами, женщины с большой грудью, а также стереотипные требования к работе, хобби или занятия спортом. Эти различия в восприятии боли обычно связаны с разными социальными ролями, а не различиями в биологии.

Существует распространенный миф о том, что у женщин болевой порог и болевая выносливость ниже, чем у мужчин, по крайней мере, до момента родов, когда они «чудесным образом» повышаются. Более вероятно, что многие женщины честнее сообщают об уровне испытываемой боли, а во время родов чувствуют себя «обязанными» все «терпеть». До сих пор наблюдается тенденция, когда женщинам реже назначают препараты для лечения боли, чем мужчинам: это указывает на то, что медицинские работники предполагают психологические причины боли у женщин чаще, чем у мужчин [60].

Нужно признать, что большинство исследований на сегодняшний день проводились на самцах животных исследователями мужского пола. Возможно, понимание боли изменится, когда поменяются эти исследовательские стандарты.

Культура

Обряды инициации – отличный пример культурного влияния: они часто связаны с серьезными травмами, но редко описываются как болезненные. Зачем нужна реакция боли, если смысл инициации в том, чтобы войти в пору мужественности? А как насчет пасхальных распятий (добровольных) на Филиппинах? Сообщается о минимальной боли или ее полном отсутствии. Опять же, зачем здесь нужна боль, если смысл распятия – в приближении к Богу?

Многие исследования [61, 62] сообщают о различиях в болевых порогах и реакциях на нее у людей различных культур. Так, уровень теплового излучения, который считается болезненным для жителей Средиземноморья, северные европейцы воспринимают просто как тепло [63]. Есть ли у средиземноморских жителей больше причин считать тепловое излучение опасным?

Боль одного человека никогда не будет такой же, как боль, испытываемая его врачом или еще кем бы то ни было.

Выводы

‣ Все болевые ощущения являются нормальной реакцией на то, что мозг считает угрозой.

‣ Интенсивность боли не всегда отражает степень повреждения тканей.

‣ Формирование болевого ощущения в мозге зависит от многих сенсорных сигналов.

‣ Фантомная боль в конечностях служит напоминанием о наличии виртуальной конечности в мозге.

Глава 2. Невероятная система тревожной сигнализации

За тысячи лет человечество развило замечательную сенсорную систему, которая постоянно обнаруживает даже небольшие изменения в организме и сообщает о них мозгу. Почти всегда мозг реагирует на это так, что информация об этом даже не доходит до сознания [29, 53, 64, 65]. Одним из компонентов сенсорной системы является система «тревожной сигнализации», которая обнаруживает изменения, достаточно серьезные, чтобы представлять опасность. Так мозг получает предупреждение. Эта система сообщает мозгу, в какой части тела возникла угроза, а мозг, в свою очередь, сообщает человеку о степени опасности и ее характере (например, он отличит ожог от укола).

Будьте благодарны своей тревожной сигнализации. Некоторые заболевания и травмы могут нарушать ее работу (например, сахарный диабет и некоторые формы хлыстовой травмы). Последствия этого могут быть колоссальными, например, при проказе, которая, как известно, приводит к гангрене, потере конечностей и уродствам, на самом деле происходит сбой в работе этой системы.

Бывают редкие случаи, когда люди рождаются с неисправной системой тревожной сигнализации. Это серьезная проблема, потому что они не испытывают боли, когда тело подвергается реальной опасности [66]. Угрожающие жизни ситуации, такие как острый аппендицит, могут оставаться незамеченными, и эти редкие случаи напоминают, что, какой бы неприятной зачастую ни была боль, она попросту необходима.

У тревожной сигнализации имеются превосходные резервные механизмы. Зрение, обоняние, слух и вкус объединяются, чтобы уберечь тело от самоуничтожения. Одно из главных преимуществ человека перед остальным животным миром заключается в том, что мы можем предсказывать будущее. Можем использовать воспоминания и способность к рассуждению, чтобы избежать опасности, прежде чем она произойдет. Мир вокруг жесток, и наши тела пытаются помочь нам как могут.

У тревожной сигнализации должен быть какой-то командный центр, и, очевидно, в этой роли выступает мозг. Подобно тому как вы предпочитаете хранить самые ценные вещи в сейфе с сигнализацией и мягкой обивкой, командный центр тревожной системы находится в самом безопасном месте тела под защитой костей черепа (они самые прочные), уютно расположившись в гидравлически амортизированной среде. Есть и другие подчиненные командные центры. Они также расположены в достаточно безопасных местах – рядом с костными позвонками.

Если вы положите руку на горячую поверхность, повышение температуры активирует тревожную сигнализацию и кожа пошлет мозгу несколько сигналов о надвигающейся опасности. Процесс, который в конечном итоге может превратить эти сигналы опасности в боль, гораздо сложнее. Теперь рассмотрим под микроскопом эту удивительную систему тревожной сигнализции, которая есть у всех.

Более пристальный взгляд на сигналы тревоги

Наша нервная система содержит миллионы датчиков – рецепторов. Они сродни репортерам, которые постоянно разнюхивают все вокруг и отслеживают любую активность в подотчетной им области. Эти рецепторы расположены в стенках и на концах отдельных нервных клеток (нейронов) и наделяют нейроны возможностью передавать информацию.

Рецепторы могут быть весьма специализированными. Одни реагируют на механические усилия (M), такие как сдавливание или давление. Другие реагируют на изменения температуры (T), причем как на холод, так и на тепло. Третьи реагируют на наличие химических изменений (Х), происходящих как снаружи организма (например, крапива, аллергены), так и внутри (химические вещества, выделяемые клетками или переносимые в жидкостях организма, например, молочная кислота). Когда рецепторы реагируют на какой-то стимул, такой как кислота или щипок, они открываются и положительно заряженные частицы извне устремляются в нейрон. Так в нейроне запускается электрический импульс.

Эти рецепторы, наряду с сенсорами в глазах (специализирующимися реагировать на свет), ушах (реагирующими на звуковые волны) и носу (реагируют на химические вещества в воздухе), являются первой линией защиты от потенциального вреда. Мозг будет предупрежден о самых опасных стимулах, а если один тип рецепторов выйдет из строя, другой может взять на себя его функции.

Подобно рецепторам, нейроны, в которых они находятся, также могут быть специализированными. Например, электрические импульсы в одних нейронах распространяются со скоростью 150 километров в час, в то время как в других, не быстрее, чем один километр в час. Информация, которую нейроны передают центральной нервной системе, довольно ограничена. Например, спинной мозг получает сигнал «повышение температуры в моей области», «повышение уровня кислотности в моей области» или «ОПАСНОСТЬ в моей области». Сложные ощущения, которые мы осознаем, такие как «разрыв», «растяжение», «порез», «боль» и «мучительная боль», порождаются мозгом на основе его оценки всей доступной ему информации, а не только полученных сигналов об опасности.

Познакомьтесь с некоторыми рецепторами, реагирующими на внешние стимулы

Важная информация о датчиках

1. Большинство рецепторов находится в мозге. Они специально приспособлены для химической активации. Всевозможные мысли могут заставить мозг бить тревогу, подобно тому как крапива и другие раздражители провоцируют сигналы тревоги в периферических нервах. Начнем с рецепторов в нервах кожи, мышц и костей.

2. Если посмотреть на нейроны под микроскопом, в рецепторах происходит бурная деятельность. Механический рецептор может открываться или закрываться под действием определенных химических веществ. Например, если вы идете к стоматологу и вам делают укол, химические вещества во введенном препарате закрывают рецепторы в этой области, чтобы они не могли обнаружить механические раздражители. Как результат, в головной и спинной мозг больше не передаются никакие импульсы.

Другие препараты и вещества, наоборот, могут удерживать эти рецепторы открытыми. Так, например, при уколе ската-хвостокола, который считается одним из самых болезненных в природе, в организм попадают вещества, которые не дают рецепторам закрыться, тем самым усиливая болевые ощущения.

3. Жизнь каждого рецептора коротка – они живут всего несколько дней, а затем заменяются новыми [67]. Как результат, степень их чувствительности постоянно меняется. Запомните этот нюанс. Если вы страдаете от хронической боли, то это может дать новую надежду. Текущий уровень чувствительности человека не является неизменным.

4. Рецепторы создаются внутри нейронов под управлением ДНК – величайшей книги рецептов из всех существующих. То, какой именно рецептор будет создан конкретным нейроном, зависит от того, какие рецепты активированы, что, в свою очередь, зависит от индивидуальных потребностей для выживания и комфорта в этот момент времени. Как правило, имеющийся набор рецепторов довольно стабилен, однако при необходимости он может быстро меняться. Если мозг решит, что повышенная чувствительность будет способствовать выживанию, то ДНК увеличит производство рецепторов, которые открываются под воздействием веществ, связанных со стрессом, таких как адреналин.

5. Аналогично скорость, с которой производятся рецепторы, обычно относительно стабильна, однако может быстро меняться. Изменение скорости производства сенсоров увеличивает или уменьшает чувствительность отдельно взятого нейрона к определенному стимулу. Сообщение о том, что скорость производства рецепторов можно уменьшить, если потребность в них снизится, будет хорошим известием для страдающих от хронической боли.

Итак, как рецепторы и их активность связаны с болью?

Эта книга посвящена боли, однако на самом деле у людей нет «рецепторов боли», «нервов боли», «путей боли» или «центров боли», несмотря на то что вы можете прочитать про это в других источниках. Между тем в тканях есть некоторые нейроны, которые реагируют на все виды стимулов, если они достаточно сильны, чтобы представлять опасность для тканей. Когда эти специальные нейроны активируются, они посылают в спинной мозг сигнал тревоги, который может быть перенаправлен в головной мозг.

Подобная активность в нервах называется «ноцицепцией», что буквально означает «восприятие опасности», но оно не является ни достаточным, ни необходимым условием для боли. У нас ноцицепция происходит почти постоянно, но только иногда она заканчивается болью. Например, давление на ягодицы, создаваемое, когда вы сидите и читаете, посылает сигналы опасности в спинной мозг. Вряд ли от этого будет больно, но теперь, когда вам об этом напомнили, вы, надеемся, немного пошевелитесь!

Ноцицепция является наиболее распространенным, но отнюдь не единственным предшественником боли. Например, некоторые мысли и места могут активировать сигналы тревоги прямо в мозге, без возникновения ноцицепции где-либо.

Помните, что ноцицепция не является ни достаточным, ни необходимым условием для возникновения боли.

В мембрану нейрона встроены различные рецепторы. Если рецептор открыт, ионы проходят через него. Многие рецепторы открываются только при определенных входных сигналах. M открывается под воздействием механических сил, С – под воздействием кислотных или химических сил, а T – под воздействием температурных изменений. Если открыто достаточное количество рецепторов, положительные ионы проникают в нейрон и посылают сигнал опасности в спинной мозг.

Отправка сигналов

Критическое количество открытых рецепторов запускает реакцию

Нейроны электрически возбудимы. Каждый раз, когда рецептор открывается и положительно заряженные частицы врываются внутрь, нейрон становится немного более возбужденным. Когда открывается больше рецепторов и возбуждение достигает критического уровня, быстрая волна электрического тока проходит по нейрону. Ток служит сигналом, так называемым «импульсом» или «биоэлектрическим потенциалом». Именно с помощью биоэлектрических потенциалов нервы и передают сигналы, а каждый биоэлектрический потенциал – это отдельный сигнал.

На графике горизонтальная ось – это время, а вертикальная – уровень возбуждения (электрический заряд, или, для электриков среди читателей, разность потенциалов или напряжение в мембране нейрона). Обратите внимание на начало графика, где уровень возбуждения варьируется, в основном из-за количества открытых рецепторов.

Также обратите внимание на критический порог «все или ничего», при котором формируется биоэлектрический потенциал (сигнал). Когда фактический уровень возбуждения приближается к критическому, даже небольшие события, которые открывают только несколько рецепторов, могут запустить сигнал. Таким образом, если этот нейрон специализировался на передаче сигналов «опасности», то даже небольшого стимула, такого как незначительное движение или изменение температуры, может оказаться достаточно, чтобы достичь критического порога и спровоцировать боль (разумеется, все зависит от выводов, которые сделает мозг).

Помните, что, когда мы говорим о восприятии опасности, сигнал, посылаемый по нерву в спинной мозг, говорит только об «опасности». Он не сообщает о «боли». Спинной и головной мозг каким-то образом принимают и анализируют эти входные сигналы, в результате порождая значимые переживания, которые могут включать или не включать в себя болевые ощущения.

Сигнал об опасности попадает в спинной мозг

Когда сигнал достигает конца нейрона спинного мозга (внутри спины или шеи), это вызывает выброс химических веществ в промежуток (синапс) между концом этого нейрона и соседними нейронами. Посмотрите на рисунок и обратите внимание на следующее.

‣ Синапс (промежуток между нейронами).

‣ Многие нейроны, несущие сигналы от тканей, сходятся на одном нейроне, ведущем к мозгу (это один из способов распространения боли – один нейрон, несущий сигналы от тканей, может исходить от стопы, другой – от колена).

‣ Есть нейрон, который передает сигналы из мозга. Он может остановить синаптическую активность, в результате чего сигналы об опасности не могут пройти дальше – об этом важном моменте поговорим позже.

‣ Каждый нейрон, передающий сигналы от тканей, выделяет смесь различных химических соединений в синапс – здесь они символически представлены кружками, квадратами, сердечками и звездочками.

‣ По другую сторону синапса у ведущего в мозг нейрона имеются рецепторы в форме сердца, квадрата и круга. Это позволяет ему реагировать только на определенные соединения.

‣ Проще говоря, круглые химические соединения подходят к круглым рецепторам, квадратные – к квадратным и так далее. Если подходят, они открывают рецептор. Это называется принципом «замка и ключа». Вот вы только что и окончили второй курс по университетской биологии.

Рецепторы в нейронах, ведущих в мозг

Одни из этих сенсоров на следующем нейроне отвечают за повседневные сигналы опасности; другие являются особыми рецепторами памяти; третьи – усиливающими сенсорами, а активность определенных рецепторов может усиливаться при активации иммунной системы. Когда весь ваш организм находится под угрозой, например, при гриппе, повышенная чувствительность является обычным явлением.

Сигнал опасности вызовет поступление определенных (скажем, квадратных) химических веществ в синапс. Эти вещества являются ключами, открывающими квадратные рецепторы на втором нейроне. Когда уровень возбуждения второго нейрона достигает критического уровня – БАМ! – второй нейрон посылает сигнал в мозг. Он говорит: «Опасность!» Поэтому эти вторые нейроны называются «ноцицепторами второго порядка». Называем их «нейронами – посредниками сигнала опасности».

Сортировка в синапсе

Синапс в спинном мозге является важным местом сортировки – чем-то вроде почтового отделения. Тут постоянно что-то принимают и отправляют. Если в «отделении» проходит вечеринка и все возбуждены, то могут пройти самые разные сообщения. Однако это всего лишь «региональное отделение» и в некоторой степени его деятельность контролируется «центральным отделением» (головным мозгом). Фактически «центральное почтовое отделение» (головной мозг) может даже закрыть «региональное» (спинной мозг) с помощью мощной внутренней системы управления опасностью (нейрон головного мозга).

Аптечка в мозге

Как это делается? Из головного мозга идет нейронный путь, который встречает любые поступающие в него импульсы. Не стоит недооценивать его возможности, которые так ярко продемонстрированы в удивительных историях о боли в этой книге. Он мощнее любого лекарства, которое можно ввести или принять внутрь (плюсом не имеет побочных эффектов и не требует рецепта).

Этот нейронный путь пропускает поток химических соединений (гормонов счастья), которые имеют разную форму и поэтому активируют различные рецепторы. Они фактически заставляют положительно заряженные частицы покидать нейрон, что делает его менее возбудимым, а это, в свою очередь, снижает вероятность отправки сигнала. Таким образом, нисходящий входной сигнал ослабляет сигналы тревоги.

Да, с помощью этой системы вы можете выиграть чемпионат мира или приготовить еду для двадцати человек, даже имея травмы. Лучший способ усилить ее действие – это обладать знаниями и пониманием.

Сигнал обрабатывается по всему мозгу

Одновременно обрабатывается множество сигналов

Таким образом, если нерв, передающий сигнал об опасности из тканей, преодолевает синапс, этот сигнал поступает по спинному мозгу в головной. Сигнал об опасности идет туда вместе с множеством других сигналов, и все они обрабатываются головным мозгом.

Задача мозга состоит в том, чтобы составить как можно более разумную картину на основе всей поступающей информации и огромного количества информации, которая уже хранится в нем.

Мозг не просто пассивный наблюдатель – он реагирует на полученную картину мира, выполняя множество действий, в том числе давая человеку представление о происходящем. Можно сказать, что боль – это часть реакции мозга на поступающую извне информацию (другими реакциями могут быть движение, потоотделение, слова и так далее).