Звільнення України від московської КГБ-окупації Liberation of Ukraine from Moscow's KGB-occupation

Сана, маленька 31-річна французька жінка з кучерявим каштановим волоссям, прив’язана до крісла в клінічному центрі Національного інституту охорони здоров'я.Перед нею стіл. Оточуючи її, 12 інфрачервоних камер стежать за кожним її рухом. Тест ось-ось розпочнеться.

На столі чорний циліндр стоїть вертикально. Він увінчаний сріблястим пластиковим кулькою. Ось виклик: її просять доторкнутися до носа, а потім торкнутися кульки перед нею. Легко. Вона торкається носа. Вона торкається кулі.

Тепер настає важка частина.

Технік-лаборант каже їй закрити очі. Він кладе її пальцем на кульку, а потім переміщує її назад до носа. Він відпускає і просить Сану зробити це сама, тримаючи очі закритими.

Раптом це схоже на те, що розташування кулі було стерто з її думки. Вона ридає навколо, широко розмахуючи рукою вліво і вправо. Коли їй вдається торкнутися м’яча, це здається випадковістю. Вона з усіх сил намагається знайти ніс на обличчі, відверто пропустивши кілька разів.

"Це так, як я загублена", - каже вона через перекладача. Коли очі закриті, вона не знає, де знаходиться її тіло в космосі.

Спробуйте це завдання для себе. Поставте перед собою стаканчик для пиття. Кілька разів торкніться її верхівки з відкритими очима. Потім спробуйте знайти це із заплющеними очима. Швидше за все, ти все-таки зможеш.

Коли ми закриваємо очі, наше відчуття світу та місця нашого тіла в ньому не зникає.Залишається невидиме враження. Цей сенс називається пропріоцепцією (вимовляється "про-прее-о-цепція"); це усвідомлення того, де перебувають наші кінцівки і як розташовані наші тіла в просторі. І як і інші органи чуття - зір, слух тощо - це допомагає нашому мозку орієнтуватися у світі. Іноді вчені називають це "нашим шостим почуттям".

Пропріоцепція відрізняється від інших ключовим чином: ніколи не вимикається, за винятком дуже рідкісних випадків. Ми знаємо, що таке тиша, коли ми закриваємо вуха, ми знаємо, що таке темрява, коли ми закриваємо очі.

Сана - одна з небагатьох людей у всьому світі, яка знає, що це таке, коли проприоцептивний сенс вимкнено. Ще одна її старша сестра, Савсен, 36 років, яка також проходила тестування в NIH, в серпні. У неї теж є проблеми з тим, щоб знайти ніс у темряві.

«Вдома, - каже Саусен, якщо потужність згасає, а вона встає, - я падаю на землю». Почуття так само важко уявити, як і описати. "Це як би у вас зав'язали очі, і хтось кілька разів звернув вас, і тоді вас попросять піти в напрямку. Перші кілька секунд ви не знаєте, в якому напрямку рухаєтесь. Чиста дезорієнтація.

Сестри, прізвища яких я не використовую з міркувань конфіденційності, також поділяють ще одну цікавість: вони не можуть відчути багато того, чого вони торкаються. "Навіть з відкритими очима, коли я торкаюся маленької кульки, я цього не відчуваю", - каже Саусен.

З усіх почуттів дотик та пропріоцепція, мабуть, найменш зрозумілі. Але за останнє десятиліття нейрологи зробили величезний прорив, який розкриває, як працюють дотик та пропріоцепція. Це призвело до надійних розумінь, які могли б дати кращі способи лікування болю та кращі протези для ампутованих. Це також дає нам більш повне розуміння того, що означає бути людиною і переживати світ через тіло.

Сана, Саусен та жменька подібних пацієнтів - ідеальні предмети для вчених, які вивчають дотик та пропріоцепцію. Нічого незвичайного в їх м’язах чи мозку. Їм просто не вистачає однієї крихітної, але надзвичайно наслідкової речі: рецептора розміру молекули, який діє як двері, через яку фізичні сили потрапляють до нервової системи та піднімаються до усвідомленого усвідомлення. Рецептор називається piezo2, і його було відкрито лише 10 років тому.

Відсутні молекули, по суті, залишають їх без "очей" пропріоцептивної системи. Це також залишає їх шкіру не в змозі відчути певні відчуття.

Жінка - ні Сана, ні Савсен - яка народилася без працюючих рецепторів п’єзо2, не можуть знайти предмет перед нею, зав'язавши очі, на цьому відео, вперше опублікованому разом з дослідженням у *журналі New England Journal of Medicine* . Жінка була однією з перших пацієнтів без п’єзо2, яку знайшли та протестували NIH.

Ці пацієнти зустрічаються рідко - команда NIH та їхні колеги по всьому світу виявили лише 18 випадків, причому перші два задокументовані в журналі New England Journal of Medicine в 2016 році. Вони є "еквівалентом ідентифікації першого сліпого чи першого глуха людина, - каже Олександр Чеслер, невролог з НІГ, який працював із Саною, Саузен та іншими. "Ось люди, які, виходячи з того, що ми розуміли про молекулу в той час, були б сліпими".

Наслідки цього стану можуть ускладнити людям контроль над тілом, особливо, коли їх зір закритий. І симптоми цього рідкісного генетичного розладу часто неправильно діагностуються або залишаються діагностованими роками.

Вивчаючи їх, неврологи вивчають основні функції дотику та пропріоцептивної системи, а також отримують знання про чудову здатність мозку до адаптації.

Велика сила крихітної молекули

Карстен Боннеманн - детектив неврологічних медичних таємниць. Коли у дітей виникають неврологічні стани, які важко діагностувати, він наїжджає на спробу розірвати справу. "Ми шукаємо незрозуміле", - говорить Бьоннеман, дитячий невролог Національного інституту неврологічних розладів та інсульту.

У 2015 році одна така таємниця привезла його до Калгарі, Канада, щоб оглянути 18-річну жінку із дивним розладом. Вона могла ходити - вона дізналася близько 7 років, - але тільки коли дивилася на ноги. Якби вона заплющила очі, стоячи, вона звалилася б на підлогу. Це було схоже на те, що її зір містив силу увімкнути таємний перемикач і контролювати її частину тіла, на яку вона дивилася. Поза зору її тіло було поза її контролем.

"І коли я її оглянув, я зрозумів, що у неї немає ... пропріоцепції", - говорить Боннеманн.Коли очі були закриті, у неї не було відчуття, як її лікарі обережно рухають пальцями вгору або вниз. Але відсутність обізнаності була не лише в її суглобах пальців. У неї не було відчуття руху в ліктях, плечах, стегнах - у будь-якому суглобі на тілі.

Хоча це часто не в нашій свідомому усвідомленні, пропріоцепція все ще виконує важливу функцію. "Якщо ви хочете рухатися координовано, ви повинні знати, де знаходиться ваше тіло в усі моменти", - говорить Адам Хантман, невролог з Медичного інституту Говарда Х'юза, який вивчає пропріоцепцію. "Ви можете дивитися на свої кінцівки, але це означає, що ви не можете дивитися на інші речі". Пропріоцепція дозволяє нашим очам звертати увагу на те, що відбувається поза нашими тілами.

Щоб поставити діагноз, команда Боннемана секвенувала весь геном дівчинки і виявила мутацію генів, кодуючих рецептор дотику під назвою п'єзо2. У 2015 році piezo2 був все ще новим для науки.

До цього вчені давно знали, що всі види спеціальних нервів присвячені чуттю зовнішнього світу. Якщо нерви - це дроти, які передають інформацію від світу до нашого мозку, ці рецептори - це комутатори - перший гвинтик біологічної машини - звідки походять електричні сигнали.

Орієнтирне відкриття п’єзо2 сталося в Науково-дослідному інституті Скриппса, де дослідники витратили роки, продаючи клітини крихітними скляними зондами. (При натисканні п'єзорецептор виробляє невеликий електричний струм. П'єзо грецькою мовою "натискати".) Дослідники знайшли два рецептори - п'єзо1 і п'єзо2. Коли клітини, що містять ці рецептори, розтягуються, рецептори розкриваються, пускаючи іони і відводячи електричний імпульс.

П'єзо1 бере участь у вбудованих системах моніторингу артеріального тиску , а також у інших внутрішніх системах, які залежать від зондування тиску. Подальші дослідження Piezo2 - це молекула, яка є критичною як для дотику, так і для пропріоцепції, шлюзу, через який механічні сили починають свій шлях у нашу свідомість.

У 2015 році вчені тільки починали розбиратися, що п’єзо2 робив на мишах, не кажучи вже про людей. Боннеманну довелося вчитися, і він повернувся до NIH у Бетесді, штат Меріленд, і надіслав електронною поштою Чеслеру, який вивчав мишей, гени яких були модифіковані на відсутність п'єзо2. Боннеманн надіслав його по електронній пошті про пацієнта, а також про іншу - 8-річну дівчину в Сан-Дієго - вони визнали мутацію.

"І це змусило мене в основному впасти з крісла і підбігти до його кабінету", - говорить Чеслер. "Я ніколи не мав можливості попросити своїх мишей просто описати, яким було їхнє життя, яким був їхній досвід, задати їм питання".

Наше таємниче почуття дотику, пояснено

Сана і Саусен, як і перший пацієнт Беннеманна, народилися з генетичною мутацією, яка робить їх гени piezo2 не функціонуючими. І це залишило у них пошкодження протягом усього життя, з їхнім сприйняттям, дотиком та рухом. Обидві жінки можуть ходити трохи самостійно, але користуватися електричними візками, щоб обійти.Обидва живуть незалежно. Сана - клінічний психолог, і Савсен очолює табір для дітей з обмеженими можливостями.

Вони не знають життя з пропріоцепцією, через що їм важко навіть описати те, чого їм не вистачає. "Я не маю хороших порівнянь, тому що я завжди був таким", - каже Сана.

З небагатьох випадків людей, які не мають пропріоцепції в літературі з історії історії, найвідомішим був Ян Ватерман , британський чоловік, чиї нейрони, що відчували дотик та пропріоцепцію, були пошкоджені інфекцією. Це залишило його без жодних почуттів чи пропріоцепції від шиї вниз, хоча він ще міг рухати своїм тілом. Це була "безмежна кінцівка", невролог Джонатан Коул написав у медичній біографії Вотермена.

У Вотермена явно було пошкодження нервів. Але приблизно рік тому Сана і Саусен ніколи не знали, що з ними не так. Потім вони випробували позитивну мутацію на своїх генах piezo2, і це привело їх до постійних досліджень Боннемана та Чеслера щодо того, як п'єзо2 функціонує в організмі людини. Поки що дослідники побачили десяток пацієнтів, які мають нефункціональні п’єзо2 рецептори.

Дотик - це дуже складний сенс, оскільки існує дуже багато його форм, кожна з яких покладається на трохи різні системи нервів і рецепторів.

Просто оцінюючи все, що ми можемо відчути, може викликати почуття побоювання."Якби хтось із нас підкрався за вами і пересунув єдине волосся, ви це відразу зрозуміли б", - говорить Чеслер. "Це одна з найдивовижніших біологічних машин".

Багато в чому сенсорна інформація, яку ми отримуємо від нашого тіла, набагато різноманітніша, ніж інформація, яку ми отримуємо з очей, вух і рота.

Наприклад, відчуття тепла та холоду працює на інших нервах, ніж відчуття легкого дотику, і використовують різні рецептори (деякі з яких були також виявлені лишенещодавно ). Біль, свербіж і тиск теж виразні. Існують також деякі сенсорні відчуття, які залежать від контексту. Подумайте, як відчуття легкого дотику футболки до вашого тіла згасає від вашої усвідомленості, чим довше ви її носите. Або як під час засмаги носити цю футболку раптом стає нестерпно.

Без piezo2, сестри не можуть відчувати легкого, ніжного дотику, особливо на руках і пальцях. Sawsen каже мені, що коли вона кладе руку в кишенькову книжку, "я вийму руку з сумки, думаючи, що я щось тримаю, а моя рука порожня", - каже вона. Вона не відчуває предметів, і не знає, де її рука. Тож кишенькова книжка може бути і чорною дірою, коли вона не дивиться в неї безпосередньо.

Але сестри можуть відчувати тепло і холод. Вони можуть відчувати тиск. І вони не застраховані від болю. Особливо вони можуть відчувати різкі відчуття.

Sawsen взявся за гостре різання як хобі ("для зняття напруги") і споряджував курок зброї твердим прямокутним шматком. Коли вона копає пальцем у край, вона може це відчути.

Цей тип защемлення болю повинен розпочати свій шлях до нервової системи рецептором, відмінним від п'єзо2. "Тож, коли вас зачепить це відчуття, ми на молекулярному рівні не розуміємо, що відбувається для активації ваших нейронів", - говорить Чеслер. Це дивно. Як гострий біль ступає на цеглу LEGO точно потрапляє до нашої нервової системи, поки залишається науковою таємницею у 2019 році.

Вони можуть відчувати такий тип болю, але не можуть відчути іншого, який називаютьтактильною алодинією. Ось тоді легкі відчуття від дотику, як правило, приємні, стають болючими. (У лабораторії дослідники створюють тактильну аллодінію, протираючи шкіру капсаїцином - гострою хімічною речовиною у гострому перці.)

Ще одна таємниця: пацієнти можуть відчувати, коли їх погладжують шкіру з волоссям, як на руках. Але як не дивно, вони, здається, не відчувають окремих рухів волосся. "Ми не знаємо, як вони це роблять", - говорить Чеслер. Що означає: Нейрологія не розуміє повністю, як це відчуття генерується в організмі.

Саме ці уявлення можуть призвести до певних практичних результатів цього дослідження: А саме до нових способів лікування болю. Вчені сподіваються, виявивши рецептори, які вносять фізичні відчуття в наше тіло, вони можуть навчитися їх збільшувати, можливо, вимикаючи їх, коли вони заподіюють біль.

"Це мрія про дослідження болю", - говорить Чеслер. "Чи можемо ми відійти від цих дійсно грубих способів погляду на біль і зрозуміти її на більш механістичному рівні?" Якщо, наприклад, ви не знаєте рецептора, відповідального за різкий біль, ви не можете розробити препарат, який би міг повернутись. це вимкнено.

Таємниці пропріоцепції

Дотик складний. Пропріоцепція може бути навіть тим більше. Але вивчаючи це, дослідники можуть дати відкриття та застосування, які виходять далеко за межі людського тіла.

Глибоко у всіх наших м’язах знаходяться волокна, які називаються м’язовими веретенами: Це пучок волокон і нервів, що фіксують розтягнення м’язів. На нервових закінченнях м’язових веретена, так, ви знайдете п'єзо2. Коли м'язи розтягнуті, інші стискаються, і пієзо2 потім передає всю цю інформацію спинному мозку, щоб визначити, де перебувають ваші кінцівки.

Дивовижне - це те, як кожен м'яз у вашому тілі постійно надсилає цю інформацію.Ваша нервова система якось обробляє ту величезну кількість даних без будь-якої свідомої роботи з нашого боку. Як це могло бути свідомим? Ви бідуєте від перевантаження інформацією.

Подумайте лише, що потрібно, щоб сісти прямо. Усі м’язи на спині повинні передавати правильну інформацію, щоб ви могли тримати всі кістки хребта в черзі. У пацієнтів, які не мають п'єзо2, цього немає. Вони мають сколіотичну поставу, тому що у них немає м’язів на спині, що говорить мозку, як вирівняти хребет. (Багато хто з цих пацієнтів, як мені кажуть, також мають неправильне ставлення до утроби матері до народження, або народжуються зі зміщенням стегна - ось наскільки фундаментальним є сенс пропріоцепції.)

Не маючи основного вкладу для пропріоцепції, Сана та Саусен повинні сильно сконцентруватися, щоб не відчувати себе дезорієнтованими. Іноді, каже Сана, саме її волосся, що перешкоджає погляду, призведе до втрати орієнтації на те, де знаходиться її тіло. Те ж може статися, якщо хтось занадто наблизиться до її обличчя, блокуючи її периферійний зір. Що означає, що їй потрібно зосередитись надто важко, якщо вона хоче когось поцілувати.

Все ще глибока таємниця, як мозок так без зусиль збирає разом усі джерела пропріоцептивної інформації.

"Найдивовижніше з цього приводу полягає в тому, наскільки це надзвичайно гнучко", - каже Адам Хантман, невролог з Медичного інституту Говарда Х'юза, який вивчає пропріоцепцію. "Ви можете попросити мене потягнутись за чашкою і сказати:" Не робіть цього ні в якому разі, коли ви робили це раніше ", і, не вправляючись, я міг обхопити руку вниз головою і покласти її за свою назад і дістатися до тієї чашки. Я ніколи в житті не робив цієї дії, і міг би це зробити без практики ".

І є стільки прекрасних ускладнень у цьому дослідженні, як і раніше недостатньо зрозуміле вченим.

Вчені, як правило, розглядають дотик та пропріоцепцію як різні системи. "Але вони можуть певною мірою перетинатися", - каже дослідниця неврології Джоріен Де Нуай, яка вивчає пропріоцепцію в Колумбійському університеті. Рецептори шкіри впливають на наше розуміння того, де наші кінцівки. «Коли ви ходите, у ваших стопах є всі ці рецептори тиску, які будуть активуватися щоразу, коли ви зробите крок», - каже вона. І це також дає нашому мозку інформацію про те, де знаходиться тіло.

У нас так багато входів у нашу сенсорну систему, які дають нам зворотній зв’язок і орієнтують наш розум на те, що роблять наші тіла. "Дізнатися, як мозок насправді усуває це - які алгоритми він використовує для створення цих моделей та використання їх - допоможе нам зробити кращі машини", - говорить Хантман.

Зокрема, це може допомогти дослідникам зробити краще протезування, яке безпосередньо контролюється нервовою системою ампутованого. "Машини досить добре приймають сигнал від мозку і змушують протези рухатися", - говорить він. "Але ми дійсно не виконали такої великої роботи, закриваючи цикл, повертаючи сенсорну інформацію".

Мозок також робить ще одне, що стосується пропріоцепції, яку дослідники глибоко хочуть зрозуміти: як це компенсується за умови втрати, як у випадках із Саною та Саусен.

Найвидатніше, що може зробити мозок

М'язові веретена та інші нервові закінчення пояснюють, як працює пропріоцепція в організмі. Але навіть дивним є те, як це проявляється в нашій свідомості.

Я продовжую думати про те, що станеться, коли я заплющую очі і щось досягаю. На моєму столі стоїть склянка. Я все ще можу схопити це із заплющеними очима. Я намагаюся сконцентруватися на думці про те, де знаходиться склянка у просторі, і розсікаю його: Що саме я переживаю в цей момент?

Це як спробувати описати денний крем. Ви знаєте, що там. Це здається справжнім.Але вона не має форми. «Це свідомість, - каже Ардем Патапутіан, дослідник нейронауки у Скриппса, в лабораторії якої вперше виявили п’єзорецептори. Фізичний аспект свідомості, за його словами, інформується і формується частково пропріоцепцією.

Доповідаючи про цю історію, я придумав процес, за допомогою якого мозок створює свідомість як свого роду чарівника чи спокусника, що перемішує зілля. Майстер бере чуттєві дані з наших тіл: як дотик, температура, усвідомлення суглобів, змішує його з нашими думками, емоціями та спогадами, своїми передбаченнями про світ і кидає його в казан, щоб генерувати нашу свідомість. Ці цілісні почуття виникають із цих розрізнених частин. Це більше, ніж сума частин, і однини.

Але це не так, як якщо вам не вистачає інгредієнта, зілля виходить погано. Сана і Саусен бракують інформації у своїх рецепторах п'єзо2, але їх розум все ще використовує інші інгредієнти для компенсації. Вони такі ж свідомі, як ніхто інший.

Чеслер вважає, що мозок сестри все ще генерує карту їхнього тіла. Вони просто повинні використовувати інші входи, як-от їх зір, чи інші відчуття, такі як тепло і холод, або хворобливий дотик.

Як і сліпа людина з притаманним вухом, вони використовують свої інші чуття, щоб компенсувати те, чого їм не вистачає. Коли Сана тягнулася до циліндра із закритими очима, вона каже, що намагалася відчути тягу із розташованого поблизу каналу кондиціонера. Вона пам’ятала, що за м'ячем стало холодніше, і намагалася знайти це холодне місце.

"Що відбувається в їхньому мозку, щоб побудувати образ тіла за відсутності інформації, на яку ми так стійко покладаємось? Це питання є одним із найважливіших питань, про які ми могли б задати цей сенс, - каже Чеслер, - і таке, на яке я сподіваюся, в найближчі кілька років моя лабораторія насправді почне вирішувати питання ».

Але вам не потрібно дослідження, щоб зрозуміти, що це правда: людський розум має надзвичайну стійкість.

"Ви звикаєте до власного тіла", - каже Саусен. "Ви навчитеся справлятися з матеріалами, до яких маєте доступ".

Брайан Реснік - старший науковий репортер Vox, який висвітлює психологію, космос, медицину, навколишнє середовище та все, що змушує задуматися: "О, це здорово".

https://www.vox.com/the-highlight/2019/11/22/20920762/proprioception-sixth-sense

Шукати в цьому блозі

Звільнення України від московської КГБ-окупації Liberation of Ukraine from Moscow's KGB-occupation