Секретное дело для нерва № 0

Сейчас уже многие учёные уверены, что общая картина работы человеческого мозга , как её изображают в учебниках, существенно не верна. В ней не хватает маленькой детали с большим смыслом — крошечного и практически неизученного нерва, берущего своё начало в основании мозга. По мнению этих учёных, именно он отвечает за коммуникацию с помощью феромонов — то есть, иными словами, за секс.

Вомероназальный орган, или орган Якобсона, отвечающий у животных за восприятие феромонов, у человека считался атрофированным. Однако это никогда не было доказано, равно как не было доказано и обратное. Основная проблема в феромонной путанице — недостаток надёжных данных о том, как же всё-таки работает система восприятия феромонов.

Даже для животных смысл дополнительного органа был не совсем понятен: ведь сообщение о готовности самки к спариванию, к примеру, равно как и информация о поле и возрасте, вполне может передаваться и обонятельной системой. Зачем понадобился какой-то неполноценный дупликат этой системы? Было также неясно, как же сам орган анатомически связан с мозгом, где происходит переработка любой информации — зрительной, слуховой, обонятельной, тактильной.

Потрясающие открытия последних лет помогли пролить свет на эту загадку, а также взглянуть по-новому на феномен выбора партнёров при половом размножении .

Лишняя пара

Большинство нервов соединяются со спинным мозгом, по которому и передаются импульсы в мозг головной, где происходит их интерпретация и формируется реакция. Однако некоторые нервы, так называемые черепно-мозговые нервы, непосредственно входят в головной мозг и обеспечивают такие функции, как зрение , слух , обоняние , осязание, вкус. Они также обеспечивают движение языка, глаз, челюстей и мышц лица. Большинство черепно-мозговых нервов служит сенсорной и моторной функциям.

Эти нервы отходят парами от нижней части головного мозга, каждая пара пронумерована последовательно римскими цифрами. Пара нервов I — обонятельные (олфакторные), нервы II — зрительные, они передают информацию от глазных яблок в мозг. И так до пары XII, которая отходит от языка и соединяется с продолговатым мозгом через затылок.

Каждая пара была тщательно идентифицирована и изучена учёными, ведь о существовании черепно-мозговых нервов люди знали ещё в Древней Греции . И вот в конце девятнадцатого столетия это фундаментальное знание было, так сказать, атаковано акулой . В 1878 году немецкий учёный Густав Фрич (Gustav Theodor Fritsch, 1838–1927) заметил в мозгу акулы очень тонкий нерв, расположенный выше всех остальных пар.

Никто раньше не замечал этой тринадцатой пары. Да и сегодня среди студентов-медиков, препарирующих морских собак (чёрных собачьих акул), редко кто замечает спрятавшийся нерв. Неудивительно — ведь его до сих пор нет в учебниках. Это открытие поставило нейроанатомов в курьёзное положение: новая пара, согласно выбранной системе обозначения, должна была бы стать парой номер один. Однако перенумеровывать все остальные двенадцать пар было крайне неудобно. Решили назвать находку «нерв ноль» (cranial nerve zero), или терминальный нерв.

Поставила учёных в тупик и функция загадочного нерва, который обнаруживался при осторожном препарировании всех позвоночных животных. В 1913 году к ужасу нейроанатомов пара нулевых нервов была обнаружена и у человека. Обычно эта хрупкая пара нервов повреждается при диссекции жёстких мозговых оболочек. Но если знать, что и где искать, и соблюдать предельную осторожность, то тонкий нерв всегда оказывался на месте. Так каково же его назначение? Информация, получаемая всеми пятью чувствами, передаётся по двенадцати уже давно известным парам.

Подсказки дельфинов

Один ключ к разгадке даёт расположение нулевого нерва. Как и у первого — обонятельного — окончания нулевого нерва идут в нос. Учёные предположили было, что нулевой нерв является всего лишь архаичным придатком олфакторного нерва. В 2007 году нейрофизиолог, доктор медицины Дуглас Филдс (Douglas Fields), нейроанатом, доктор биологических наук Лео Демски (Leo Demski) из Нового колледжа Флориды (New College of Florida) и доктор медицины Сэм Риджвэй (Sam Ridgway) из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego) проверили эту гипотезу.

Исследователи знали об уникальной дыхательной системе китов и дельфинов — они произошли от морских животных, дышащих через ноздри, как сухопутные млекопитающие. На протяжении миллионов лет эволюции ноздри китов постепенно «мигрировали» на самую «макушку» головы и превратились в дыхало. При этом и киты, и дельфины утратили собственно обоняние, а наряду с ним и олфакторный нерв. Учёные предположили, что если нулевой нерв — ответвление первого, то он тоже должен был бы исчезнуть у китов в ходе эволюции. Но если нерв ноль несёт свою уникальную функцию, то он вполне мог остаться у китов при исчезновении первого нерва.

После аккуратного вскрытия оболочек огромного мозга погибшего дельфина учёные увидели захватывающую дух картину: два тонких белых нерва, ведущих к дыхалу. Интригующее наблюдение подтвердило подозрение, что терминальный нерв является отдельной независимой частью нервной системы. И для китов, которые пожертвовали обонянием и первой парой черепно-мозговых нервов, какую бы роль нулевая пара ни выполняла, эта роль должна быть слишком важной для их выживания, чтоб от неё отказаться.

Секретный нерв, которого нет в книгах, но который есть у всех высших животных, оставался окутанным тайной. Однако все косвенные улики сводились к тому, что нулевой нерв связан именно с выбором полового партнёра.

Нюхаем ли мы феромоны?

Феромонная передача кардинально отличается от обоняния. Феромоны — это крупные молекулы, которые не могут легко и быстро передаваться на далёкие расстояния, в отличие от молекул пахучих веществ. Кроме того, большинство феромонов не воздействуют на органы обоняния, а значит, они не могут восприниматься олфакторными рецепторами. Так, феромоны могут передаваться от одного животного к другому только при достаточно тесном контакте.

Если бы у феромонов была возможность напрямую передавать информацию в участки мозга, отвечающие за сексуальное восприятие, минуя «сознательные» участки мозга, то тогда они были бы отличными кандидатами на роль стрел Амура.

Нулевой нерв как раз может давать возможность такой передачи. При олфакторной передаче пахучие вещества воздействуют на первичные рецепторы запаха в носу, олфакторный нерв (первая пара) передаёт сигнал в обонятельную луковицу — массивное переплетение нервов. Там происходит сортировка и «оцифровывание» грубой первичной информации с помощью трёхсот сорока семи типов запаховых рецепторов (несмотря на слабое обоняния, люди распознают именно столько запахов). Дифференцированная информация оттуда уже идёт в олфакторный кортекс, где формируется сознательное восприятие и реакция.

Феромоны же вдыхаются особым способом. Лошадь, например, не тянет носом, а задирает верхнюю губу — такой процесс называется флеменом. Вомероназальный орган, куда феромоны попадают после этого, имеет форму полой трубки, выстланной сенсорными клетками, и передаёт информацию во «вспомогательную» обонятельную луковицу, расположенную рядом с основной. Оттуда нервы ведут в участки мозга, связанные с сексуальным возбуждением, а не в кортекс. «Феромонное обоняние» имеет прямое отношение к размножению.

У людей процесс подбора партнёра гораздо сложнее, однако сейчас накапливаются свидетельства, что и люди в некоторой степени полагаются на передачу информации посредством феромонов. В то время как для животных важность вомероназального органа в восприятии и передаче феромонной сигнализации была доказана в ряде экспериментов, у человека гены, кодирующие рецепторы вомероназального органа, были признаны псевдогенами, то есть, архаичными, не экспрессирующимися.

Вот тут нерв ноль и может восполнить пробел. В отличие от олфакторного нерва, он ведёт непосредственно в «сексуальные» участки мозга из носовой полости. Тесное отношение нулевого нерва к сексуальной функции начало проясняться в 1980-х годах. Ещё раньше учёные замечали, что при повреждении обонятельного нерва наряду с обонянием пропадало и половое влечение. Поэтому обонятельную систему связывали и с сексуальной функцией. Что было ошибочно, поскольку при перерезании первой пары черепных нервов, как правило, повреждался и нулевой нерв, который идёт параллельно олфакторному нерву основную часть своего пути от вомероназального органа до мозга.

Улики в деле феромонов

Нейроанатомы Глен Норткат (Glenn Northcutt) из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego) и Лео Демски нашли способ осуществить стимуляцию нулевого нерва и не затронуть при этом олфакторный нерв. Дело в том, что ответвления нулевого нерва идут также в ретину (сетчатую оболочку). И это понятно, если связывать функцию нерва с сексом — размножение для большинства животных явление сезонное, а основной характеристикой сезона является длина светового дня.

Норткат и Демски приложили электрический импульс на такое ответвление, идущее отдельно от олфакторных путей. Самец золотой рыбки отреагировал мгновенно выбросом спермы.

Челеста Вирзиг-Вайхман (Celeste R. Wirsig-Wiechmann) из Университета Оклахомы (University of Oklahoma) обнаружила, что, когда у хомяков аккуратно перерезали нулевой нерв, они становились неспособны к размножению, но при этом не испытывали проблем с нахождением еды по запаху. Дуглас Филдс, изучая нулевой нерв под электронным микроскопом, увидел, что его нервные волокна покрыты везикулами, которые выделяют в кровь пептидные гормоны.

Так накопились доказательства, что терминальный нерв участвует в передаче сексуальной информации и гормональной регуляции. Но каким образом он получает стимулы из внешнего мира? Все наблюдения свелись к одному ключу — феромонам.

Если собрать все результаты исследований вместе, вырисовывается схема «сексуальной сигнализации». Феромоны извне поступают в вомероназальный орган, откуда первичная информация по терминальному нерву идёт во вспомогательную обонятельную луковицу и в мозг — амигдалу и септальное ядро — напрямую в эпицентры вожделения.

Несколько лет назад появились интересные сведения, как феромоны влияют на процесс выбора «подходящего» партнера. В организме существует целый класс макромолекул, называемый комплексом гистосовместимости (major histocompatibility complex). Они помогают иммунной системе распознавать чужеродные тела. При этом они служат как бы маркерами индивидуальной иммунной системы. Исследования показали, что люди находили более привлекательным запах тех людей, у кого эти маркеры существенно отличались от их собственных. Комплекс гистосовместимости играет важную роль в размножении — чем больше разных генов, связанных с иммунитетом, будет в себя включать генетический набор партнёров, тем более жизнестойким будет потомство. Кроме того, такой механизм может защищать и от близкородственного скрещивания. Протеины комплекса гистосовместимости оказались сцеплены с молекулами феромонов.

Тем не менее и передача информации феромонами, и работа терминального нерва всё ещё остаются загадкой и требуют дальнейшего изучения. Секреты пола неохотно поддаются пытливому уму человечества.