Органы чувств (уши, глаза, кожа, язык, нос) посылают сообщения в таламус, который перенаправляет их в конечные пункты назначения в неокортексе/сознательном мозге.
В то же время таламус может посылать сигналы в другие области мозга, чтобы возбудить или затормозить его различные системы. В этом отношении таламус обрабатывает чувствительную информацию из внешнего мира, определяет и распределяет ее по соответствующим категориям и передает эти сведения во множество центров коры головного мозга. В зависимости от природы сенсорной информации или типа стимуляции из внешнего мира эти сведения затем передаются в различных направлениях по всему мозгу (среднему мозгу, мозговому стволу и так далее) и в тело. Таламус также является связующим звеном между неокортексом и мозговым стволом. Таким образом, эта структура позволяет всему мозгу единовременно получать разнообразные важные сведения из внешнего мира.
Гипоталамус. Эта область среднего мозга является химической фабрикой, регулирующей внутреннюю среду тела и поддерживающей баланс внутренних систем с внешним миром. Гипоталамус (что буквально означает «под таламусом») – это самая важная составляющая среднего мозга, поскольку она генерирует химических посредников для всего тела. Старейшая часть лимбической системы, она может воздействовать на любой орган или ткань тела.
В отличие от таламуса, отслеживающего внешние стимулы, основной функцией гипоталамуса является выработка химикалий, называемых нейропептидами, которые поддерживают баланс внутренней среды организма относительно внешнего мира. Гипоталамус отвечает за гомеостаз, автоматический саморегулирующийся механизм, который, подобно термостату, регулирует и поддерживает химический баланс и внутренний порядок в организме. Гипоталамус контролирует такие процессы, как аппетит, жажда, сон, бодрствование, уровень сахара в крови, температура тела, сердечный ритм, кровяное давление, химический баланс, уровень гормонов, сексуальное влечение, иммунные реакции и обмен веществ. Он также играет важнейшую роль в переживании эмоций. Эта часть мозга вырабатывает химические вещества, позволяющие нам чувствовать себя соответственно нашим мыслям и реакциям.
Давайте вернемся к нашей гипотетической экстремальной ситуации с медведем в кустах, чтобы увидеть, как будут действовать таламус и гипоталамус. Когда органы чувств воспримут облик и звуки приближающегося медведя, таламус получит ряд важных сообщений. Он быстро сориентирует мозг об опасности, в ту же секунду обеспечив поступление предупреждающих сенсорных сигналов. А затем скоординирует тело для немедленных действий. Таламус направит информацию в неокортекс (высшие сознательные центры мозга), который принимает решения, планирует действия, анализирует окружающую обстановку для быстрого поиска выхода и т. п.
Также таламус просигналит гипоталамусу, чтобы тот химически подготовил организм для борьбы или бегства и в теле появилась энергия для ответа на возникшую угрозу. К примеру, гипоталамус отвечает за то, чтобы ноги были физиологически готовы к бегу и прыжкам при получении сигнала из сознательного мозга. С другой стороны, при этой непосредственной угрозе притока крови к органам пищеварения не требуется, поэтому гипоталамус настраивает организм на активные действия вместо переваривания пищи – то есть на борьбу и бегство, но не на питание (или совокупление).
Гипофиз. Гипофиз, или слизистая железа, выделяет химические вещества, активирующие гормоны. Коротко говоря, железы – это органы или особые группы клеток, извлекающие некоторые элементы из крови и выделяющие их в той форме, в которой тело может легко использовать их и избавляться от них. Гормоны являются сложными химическими веществами, вырабатываемыми в том или ином органе тела и запускающими или регулирующими функции других органов. Гормоны выделяют такие железы, как надпочечники, щитовидная железа, яичники, а также некоторые другие.
Гипофиз часто называют главной железой, поскольку она контролирует многие процессы в организме. Эта железа в форме груши, свисающая с гиппокампа, словно фрукт с ветки, сообщается с гипоталамусом и основными железами тела. Гипоталамус посылает как химические, так и электрические сигналы в гипофиз, который вырабатывает определенные химические вещества, запускающие различные химические/гормональные процессы.
Шишковидная железа. Шишковидная железа, или эпифиз, представляющая собой крохотное образование в форме сосновой шишки, располагается в задней части среднего мозга, над мозжечком. (Имеется распространенное заблуждение, будто бы эпифиз находится прямо над глазами, возникшее из-за его названия – третий глаз.) Эпифиз химически регулирует циклы сна и бодрствования. Считайте эту железу внутренними часами мозга, ведь наш организм засыпает и пробуждается, благодаря ее химической активности. Зрительные рецепторы глаз ощущают уровни дневного света или темноты, после чего эта информация попадает в гипоталамус, а затем и в шишковидную железу. И тогда эпифиз у человека (и у многих других не ночных млекопитающих) выделяет различные нейромедиаторы, на которые напрямую влияет объем света, получаемого глазами.
Два нейромедиатора вырабатываются в человеческом теле шишковидной железой в наибольших количествах. Это серотонин, так называемый дневной нейромедиатор, подготавливающий мозг к пробуждению в дневные часы. И мелатонин, ночной нейромедиатор, подготавливающий тело к погружению в восстанавливающий сон в темное время суток, а также участвующий в создании сновидений. Так что, если вы читаете эту книгу поздним вечером и вам хочется спать, причина этого (я искренне надеюсь) биологическая. Зрительные рецепторы ваших глаз больше не чувствуют дневного света, что побуждает шишковидную железу преобразовывать серотонин в мелатонин.
ШИШКОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА У ЖИВОТНЫХ
В отличие от людей и других приматов, у многих низших живых организмов шишковидная железа расположена вблизи черепа. К примеру, у амфибий, рептилий, рыб, птиц и некоторых млекопитающих. Благодаря такому положению эпифиза эти животные могут распознавать изменение объема солнечного света в различные времена года, а также в разное время суток.
Таким образом, у многих видов животных эпифиз напрямую связан с биологическими циклами, зависящими от сезонных изменений. К ним можно отнести миграции, суточные биоритмы, репродуктивные циклы, вынашивание потомства и даже брачные игры.
Каким же образом эпифиз подталкивает животных к размножению в определенное время года? Возьмем для примера животных, впадающих в зимнюю спячку, таких как медведи. В течение относительно темных зимних месяцев их шишковидная железа выделяет в кровоток и ликвор больше ночного нейромедиатора, мелатонина. Часть мелатонина поглощается гипофизом, который в ответ вырабатывает нейрогормоны, подавляющие активность половых органов, снижая склонность животных к размножению.
Также эпифиз преобразует мелатонин в нейрогормон под названием 5-метокситриптамин, устраняющий половое влечение и снижающий аппетит у некоторых видов млекопитающих, впадающих в спячку. Кроме того, замедляются обмен веществ и другие процессы в организме, что позволяет этим животным спать всю зиму.
