Весьма актуальная область связана с кесаревым сечением. Изучают, в частности, вредно кесарево сечение или не очень и как оно сказывается на дальнейшем поведении ребенка. Существует много разных мнений по этому поводу. Например, солидный американский журнал2 в 2016 году опубликовал статью о связи кесарева сечения и риском ожирения во взрослом возрасте. Утверждается, что если ребенок появился на свет при помощи кесарева сечения, то в него не попадает нужный набор бактерий, которые дальше должны способствовать работе кишечника. В итоге из-за того, что у ребенка не такая как надо микробиота (термин, обозначающий содержимое толстого кишечника), он будет с большей вероятностью склонен к перееданию и набору веса. Дети, появившиеся на свет при помощи кесарева сечения, на 64% чаще страдали ожирением, чем их братья и сестры, рожденные классическим способом.
Отсюда мораль: не надо бояться кесарева сечения, но нужно использовать микробиоту матери. Исходя из теории «вагинального посева» (с которой, впрочем, не все согласны3), ребенку надо нанести смазку с соответствующей части тела матери на лицо или губы. Сейчас, кстати, микробиота — популярнейший объект исследования, и анализ того, что живет в кишечнике успешных людей, гениев, выдающихся музыкантов, всех интересует. Хотя на самом деле еще в XIX веке практиковалась технология, когда больные из высшего общества получали клизмы с микробиотой «совершенно здоровых крестьян».
Центры мозга, отвечающие за пищевое поведение
Вернемся к гипоталамусу, который состоит из примерно 80 отдельных групп ядер с разными задачами. Гипоталамус в этом смысле — очень сложная по устройству структура. В других областях мозга, например в таламусе, который находится чуть выше гипоталамуса, между ядрами с разными функциями имеются прослойки аксонов («белое вещество»), и это четко видно на срезах. В гипоталамусе же одно ядро незаметно переходит в другое, границы ядер анатомически неочевидны и определяются лишь при оценке функций нейронов. Гипоталамус требуется еще изучать и изучать, тем более что добираться до его центров тяжело, так как вживлять электроды надо очень глубоко в мозг (и очень точно).
Напомним, что:
средняя часть гипоталамуса в большей степени связана с голодом и жаждой;
передняя — с половым и родительским поведением;
задняя — с проявлениями страха и агрессии.
Действительно, если мы рассмотрим среднюю зону гипоталамуса, то обнаружим здесь не просто нейроны, связанные с голодом, но две конкурирующие области. Одну можно условно обозначить как собственно центр голода, другую — как центр пищевого насыщения, и они постоянно подтормаживают друг друга.
Надо отметить, что системы с взаимным торможением двух центров довольно часто встречаются в мозге, они позволяют поддерживать стабильность внутреннего состояния (гомеостаз). Если какой-то из блоков мозга вдруг начинает избыточно активироваться, его конкурент и оппонент говорит: «Потише, поспокойнее». В итоге равновесное состояние удерживается гораздо надежнее, чем если бы не было такой системы с отрицательными обратными связями.
Подобного рода контуры существуют и на уровне небольших нейросетей, и на уровне взаимодействия макроструктур (центры сна и бодрствования, положительных и отрицательных эмоций, сгибания и разгибания конечностей). И для победы одного из центров (например, центра голода) нужны серьезные дополнительные сигналы.
Если таких дополнительных сигналов нет, мы спокойны и голод не испытываем, центры насыщения (вентро-медиальный гипоталамус) временно побеждают. Но если появились сигналы о том, что в крови мало глюкозы и падает концентрация инсулина, если пустой желудок сообщает: «Мои стенки слишком сжались!» — тогда активируется латеральное ядро гипоталамуса, в наибольшей степени связанное с голодом, и пищевая потребность начинает побеждать. Чем дольше длится это состояние, тем больше уровень возбуждения, тем активнее гипоталамус «стучится» в кору больших полушарий и требует изменений поведения. Далее мы имеем дело с очень индивидуальной ситуацией: для кого-то эти сигналы совершенно невыносимы, сразу возникают негативные эмоции, а кто-то может терпеливо ждать времени обеда или ужина.
Важнейшим показателем в данной истории является концентрация глюкозы в крови. В идеале она составляет около 0,1%. Эта цифра важна прежде всего для мозга, для работы всех нервных клеток. Дело в том, что наши нейроны, во-первых, очень много потребляют глюкозы. Мозг — самая активная часть организма, и, как уже упоминалось, она «ест» больше всего энергии. Во-вторых, нейроны совершенно не умеют запасать глюкозу. Скажем, мышечные клетки способны создавать запасы глюкозы, и в случае, когда мы давно не ели, эти запасы они используют. А нервные клетки этого не умеют. Они все время, каждую секунду берут глюкозу из крови. Поэтому, если концентрация глюкозы в крови будет отличаться от 0,1%, пойдет вниз или вверх, скажем, на четверть или треть — мозгу это серьезно не понравится.
Если будет слишком мало глюкозы, можно упасть в голодный обморок. Если будет слишком много глюкозы, нервная система перевозбудится, и это может вызвать ее болезненное состояние.
Как известно, содержание глюкозы в крови регулируется инсулином. Когда мы едим, концентрация глюкозы в плазме начинает расти, поджелудочная железа это замечает и выделяет инсулин. Все клетки начинают быстро усваивать глюкозу. В итоге ее концентрация не должна подняться намного выше «правильного» уровня 0,1%.
А если мы давно не ели, то концентрация падает ниже 0,1%. В этом случае есть дополнительные механизмы стабилизации. Например, печень начинает выбрасывать свой запас глюкозы (она там хранится в форме полимера гликогена). Причем на фоне понижения концентрации глюкозы в крови инсулин вообще перестает выделяться. Отсутствие инсулина в крови — сигнал всем клеткам организма не трогать глюкозу. То есть мышцы, почки, кожа без инсулина глюкозу не берут. Без инсулина глюкозу имеет право брать только мозг. Нервные клетки продолжают глюкозу потреблять, но концентрация ее в крови все-таки падает. Вот тут-то и срабатывает центр голода.
Если концентрация глюкозы в крови оказывается заметно меньше 0,1%, мы начинаем на субъективном уровне чувствовать голод, и чем ниже падает концентрация, тем сильнее чувство голода. Возникает настоятельная пищевая потребность, сигналы гипоталамуса становятся все «громче», и даже очень разумное существо, занятое самыми возвышенными размышлениями, скорее всего, бросит эти размышления и пойдет к холодильнику или в магазин. Потому что это важно, потому что без глюкозы мозг быстро перейдет в плохое функциональное состояние.
Итак, снижение концентрации глюкозы в крови подтормаживает центры насыщения и активирует центр голода; повышение концентрации глюкозы и инсулина в крови тормозит центр голода и активирует центр насыщения.
Очень важным фактором (помимо химического состава крови) являются сигналы от пустого желудка. Пустота в желудке означает, что стенки его не растянуты. В желудке есть специальные нервные волокна, которые на это реагируют, и сигнал по ним уходит в центр голода.
Поэтому всем известный рецепт: если вы хотите есть, а есть нечего или вы героически сидите на диете, — чтобы заглушить