Осязание: как кожа и мозг помогают чувствовать мир

Осязание помогает распознавать прикосновения, температуру, давление и боль, а также защищает от опасных воздействий. Учёные постепенно выясняют, как сигналы проходят от кожи к мозгу, почему обычное прикосновение иногда становится болезненным и как нарушения обработки сенсорной информации связаны с заболеваниями.

Кожа — главный орган осязания

Зрение, слух, вкус и обоняние часто называют основными чувствами, но осязание не менее важно. Оно помогает замечать физические угрозы, ориентироваться в окружающей среде и формировать социальные связи. При этом чрезмерно слабая или, наоборот, слишком сильная чувствительность к прикосновениям может заметно влиять на качество жизни.

Кожа — самый большой сенсорный орган человека. Нервные клетки в ней реагируют на разные виды воздействий: укол, щипок, высокую или низкую температуру, жжение, давление и растяжение. Затем они передают электрические импульсы в спинной мозг, а оттуда сигналы поступают в головной мозг, где и формируется восприятие.

Как организм различает прикосновение и боль

Разные нервные клетки обладают разной чувствительностью. Одни распознают потенциально болезненные воздействия, другие реагируют на тепло, холод или химические ощущения, например жжение от острого перца. Отдельные нервные окончания воспринимают механические силы — давление или растяжение тканей.

Исследователи только начинают понимать, как клетки, чувствительные к давлению, влияют на восприятие ощущений во всём теле и что происходит при их повреждении. Важную роль в восприятии лёгкого прикосновения играет белок PIEZO2. У людей с редким врождённым состоянием, при котором этого белка нет, могут возникать трудности с распознаванием некоторых слабых ощущений, включая вибрацию. Им также бывает сложнее определять положение частей тела, если глаза закрыты.

PIEZO2 обнаружен не только в коже. Исследования показывают, что он участвует и в восприятии сексуальных ощущений, а также присутствует во многих внутренних органах. Учёные изучают, какие функции он выполняет внутри организма. Например, рецепторы давления могут быть связаны с формированием позыва к мочеиспусканию при наполнении мочевого пузыря.

Почему лёгкое касание иногда становится болезненным

Сигналы о прикосновении могут изменяться не только в коже, но и по пути к мозгу. При состоянии, которое называют тактильной аллодинией, безболезненное лёгкое касание воспринимается как боль. Такое бывает, например, когда кожа повреждена солнечным ожогом. Обычно болезненность уменьшается после заживления, однако у некоторых людей она сохраняется и переходит в хроническую боль.

Исследования показывают, что PIEZO2 играет важную роль в формировании такого типа боли. Учёные ищут лекарственные соединения, которые в будущем могли бы блокировать работу этого белка в коже, сохраняя его функции в других частях организма. Это экспериментальное направление, а не готовый метод лечения для пациентов.

Как мозг обрабатывает ощущения

После выхода из нервных клеток кожи сигналы могут по-разному преобразовываться до того, как достигнут мозга. Поэтому для понимания осязания важно изучать не только кожу, но и весь путь передачи информации.

Исследователи используют методы визуализации, чтобы наблюдать за активностью отдельных нервных клеток у живых мышей. Так они изучают, как сообщения о прикосновении проходят через организм и достигают мозга, а также чем обработка приятного контакта отличается от обработки боли. Были обнаружены и клетки мозга, которые, по-видимому, участвуют в формировании воспоминаний о прикосновениях.

Память помогает мозгу быстрее распознавать привычные свойства предметов: например, гладкость стекла или шероховатость наждачной бумаги. Благодаря этому внимание можно сосредоточить на неожиданном сигнале — например, на остром предмете там, где поверхность обычно должна быть гладкой. Такая обработка информации помогает избегать опасности.

Когда осязание нарушается

На восприятие прикосновений могут влиять разные физические и психические состояния. При инсульте некоторые люди хуже обрабатывают сенсорную информацию. При аутизме, напротив, прикосновения и другие ощущения могут восприниматься как чрезмерно сильные и перегружающие.

Учёные пытаются определить участки сенсорной сети, связанные с такими особенностями. В будущем это может помочь разработать новые подходы к нарушениям обработки ощущений и хронической боли. Однако результаты исследований пока не означают, что экспериментальные методы подходят для самостоятельного применения или уже стали стандартным лечением.

Осязание, эмоции и технологии

Эмоциональный контекст влияет на то, как воспринимается прикосновение. Контакт с близким человеком может быть приятным, тогда как такое же действие со стороны незнакомца в переполненном транспорте может вызывать дискомфорт. Изучение связи между эмоциями и осязанием помогает лучше понять некоторые особенности хронической боли.

Отдельное направление исследований — гаптика, то есть изучение взаимодействия человека с электронными устройствами через ощущения. Учёные пытаются разработать системы, которые будут передавать сигналы от техники к нервным клеткам осязания и обратно. В перспективе это может помочь создавать искусственные конечности, способные реалистичнее ощущать прикосновение, но такие разработки находятся на этапе исследований.

Если боль, необычная чувствительность или другие трудности с осязанием сохраняются, стоит обсудить их с медицинским специалистом. Причины нарушений могут быть разными, поэтому оценка состояния зависит от конкретных симптомов и общего здоровья.

Источник: NIH News in Health — Trouble With Touch?. Перевод и адаптация для Сити Клиник.