Инна Вартанян - Коснуться невидимого, услышать неслышимое
Исследования с применением фокусированного ультразвука, дополненные простыми опытами с механической стимуляцией, приводят к нескольким выводам, важным для понимания температурной рецепции. Температурные ощущения в естественных условиях и под действием ультразвука вызываются в конечном счете механической стимуляцией рецепторного аппарата. Имеет ли все же какое-нибудь значение выделение тепла в фокальной области? Отмечено, что с увеличением количества тепла уменьшается амплитуда смещения среды в фокальной области, необходимая для появления порогового температурного ощущения. Это показали опыты, в которых определялись пороги температурных ощущений, вызываемых стимулами ультразвука разной длительности. Известно, что с увеличением длительности ультразвукового стимула увеличивается выделяемое количество тепла. При этом уменьшаются пороги температурных ощущений, рассчитанные по величине амплитуды смещения среды в фокальной области ультразвукового излучателя. Действие тепла на белки, окружающие рецепторную структуру, и механического фактора на саму структуру в конечном счете складываются.
Ощущения тепла и холода можно вызвать действием ультразвука на одни и те же чувствительные точки, при этом не имеет значения, где они находятся: на коже кисти, предплечья, плеча. Уже отмечалось, что в коже кисти рецепторные структуры расположены плотно, на предплечье и плече — реже. Между ними может быть расстояние больше 1 мм. При этом ультразвук в фокальной области будет активировать лишь одну структуру. Тем не менее в зависимости от температуры воды ультразвуковое воздействие вызывает ощущение тепла или холода. В результате делается следующий вывод: в коже имеются температурночувствительные точки, а не тепловые и холодовые, как предполагалось раньше. Этим точкам соответствуют общие для ощущений тепла и холода температурно-рецепторные структуры.
При расположении фокальной области излучателя под кожей ультразвуком также можно вызвать температурные ощущения. Однако человек всегда проецирует их на кожу Следовательно, рецепторный температурночувствительный аппарат человека расположен именно в коже, в глубже лежащих тканях его нет. Этот вывод хорошо согласуется с представлениями о роли сократительных белков, окружающих температурные рецепторные структуры. Сократительные белки имеются главным образом в коже.
Результаты исследования температурной чувствительности с помощью фокусированного ультразвука создали предпосылки для обоснования гипотезы температурной рецепции, которая позволяет не только объединить накопившийся экспериментальный материал, но и наметить пути будущих исследований в этой области. Эта гипотеза подробно изложена в работе Е. М. Цирульникова, приведенной в литературном указателе.
Боль
С полным основанием боль можно назвать сторожевым ощущением. Ее появление свидетельствует о неблагополучии, об опасности, подстерегающей организм извне или изнутри. Болью также называют неприятно окрашенные эмоции, иногда говорят о душевной боли. Отсутствие других ощущений, например зрения или слуха, может быть в какой-то мере скомпенсировано. При отсутствии боли возникает реальная опасность для жизни. Допустим, человек обжигает руку. Не чувствуя боли, он не отдергивает руку от источника поражения — довольно легко представить себе результат. Но вот боль возникла, ее причина ясна и устранена, а мучительное ощущение не стихает. Оборотная сторона, медали: боль выступает как несостоятельный сторож. Опасность обнаружена, даже устранена, а сторож продолжает сигналить. С такой болью приходится бороться, и борьба выступает как одна из важнейших задач медицины. А вот еще ситуация: бывает нужно заранее усыпить бдительность сторожа, не дать появиться боли, когда ее сигнальная роль для нас не имеет значения, например при хирургической операции. Над обезболиванием работает целая область медицины — анестезиология.
В дальнейшем речь пойдет исключительно о боли-стороже, точнее, о ее разновидности, которую называют «истинной» или «физической» болью. Возникает такая боль непосредственно в ответ на действие стимула и проецируется в место его приложения. Экспериментально удобным стимулом может быть фокусированный ультразвук.
Для систематического исследования боли был подобран такой режим воздействия, при котором ультразвук вызывает минимальное, пороговое болевое ощущение, сигнализирует о возможной опасности, но не разрушает ткани. Отсутствие разрушений подтверждается многократным стабильным по величине измерением болевых порогов в одном и том же месте. Преимущества ультразвука по сравнению с другими болевыми стимулами — тепловыми, механическими, химическими — выступают особенно отчетливо.
Прежде всего пороговое воздействие ограничено фокальной областью, т.е. заранее пространственно определено. Другими видами болевого воздействия, особенно тепловым или химическим, этого трудно достигнуть. В случаях, когда необходимо подействовать на структуры, расположенные под кожей: в мягких тканях, надкостнице, суставах и т. д., фокусированный ультразвук просто незаменим. Достаточно лишь направить фокальную область в нужное место. Отпадает надобность в предварительных оперативных вмешательствах или других манипуляциях для доступа к заданной структуре. Такие вмешательства могут не только затруднить последующее воздействие, но даже изменить характер ответной реакции, поскольку подлежащая воздействию структура часто оказывается в нефизиологических условиях.
При исследовании болевых ощущений с помощью фокусированного ультразвука отчетливо выступили ранее неизвестные закономерности или те, о существовании которых можно было только догадываться. Так, оказалось, что имеется ряд четко определенных видов боли, различающихся по степени неприятности ощущения, его распространенности и величине порога. Когда фокальная область излучателя располагается в коже — боль локальная, острая, как укол тоненькой иголкой или укус комара и пороги самые высокие из всех видов боли. При направлении фокальной области в мышцы боль ощущается пространственно шире, приобретает ноющий оттенок. Испытуемым она всегда неприятнее по сравнению с болью в коже. Пороги ниже, чем для боли в коже. Иногда болевое ощущение распространяется от места воздействия по направлению к пальцам. Обычно распространение соответствует ходу волокон какого-либо чувствительного нерва.
Если в фокальной области оказывается надкостница, боль субъективно еще неприятнее, а ее пороги — еще ниже. Появившись локально, ощущение боли в надкостнице мгновенно распространяется вокруг места воздействия и вновь концентрируется в самом месте. В случаях направления фокальной области в сустав — боль самая неприятная из всех описанных болевых ощущений, а ее пороги самые низкие. Зона иррадиации может захватывать весь сустав. Однако, как и в надкостнице, ощущение быстро концентрируется в месте воздействия.
Полученные данные позволяют объяснить известный в медицине феномен гиперпатии — повышенной мало локализованной болевой чувствительности, имеющей место, например, в период восстановления чувствительности после ожога. Кожа еще не зажила, чувствительность к прикосновениям отсутствует. Однако стоит применить более сильную стимуляцию, допустим, увеличить давление, как возникает резкая разлитая боль в глубине. Ее пороги ниже, чем для кожной боли. Это результат воздействия на глубинные структуры, проявление глубинных видов боли, которые раньше, под покровом неповрежденной кожи, отчетливо не выступали.
Как и другие виды ощущений, боль возникает при действии только на отдельные чувствительные точки на коже или в глубинных тканях. В некоторых из точек на коже при постепенном увеличении интенсивности ультразвуковых стимулов можно получить вначале тактильное ощущение, потом тактильное и температурное, затем к указанным ощущениям прибавляется боль. При действии на другие точки возникает только температурное ощущение и боль, тактильное и боль, только боль. Эти наблюдения можно расценить как дополнительное свидетельство о том, что тактильная, температурная и болевая чувствительность имеют каждая свой рецепторный аппарат. В отличие от температурночувствительного рецепторного аппарата, расположенного исключительно в коже, нервные структуры, связанные с рецепцией боли, находятся не только в коже, но и в различных глубинных тканях.
Изучение болевых порогов при направлении фокальной области ультразвукового излучателя на кожу и в подкожные ткани выявило новые факты: как правило, пороги ощущений боли, как и тактильные, возрастают по направлению от пальцев к предплечью, но в некоторых чувствительных точках предплечья пороги боли оказываются равными порогам на пальцах и ладони.
