Когда человек умирает, его мозг не перестает работать в одночасье. Сначала нервные клетки переходят в режим энергосбережения, а затем разряжаются большой волной – как при коротком замыкании. Невролог Йенс Драйер изучил состояние мозга в это время и обнаружил интригующие параллели с мигренью, о чем рассказал в интервью для немецкого научного журнала Spektrum.de.
Йенс Драйер – профессор Центра исследования инсульта в Берлине (CSB) и старший врач неврологической клиники Шарите. Его исследовательская группа изучает, в частности, инсульты, возникающие после особой формы кровоизлияния в мозг – субарахноидального кровоизлияния. Исследования являются частью международного проекта Co-Operative Studies on Brain Injury Depolarisations (COSBID) и посвящены так называемой распространяющейся деполяризации – большим волнам активности, которые возникают при различных заболеваниях мозга, а также во время смерти.
Сходство состояний мозга при мигрени и смерти было установлено случайно. Настоящей целью проводимого исследования было желание помочь людям с субарахноидальным кровоизлиянием в мозг, т.к. волны деполяризации возникают не только во время смерти, но и во время инсульта. “Если мы регистрируем активность нейронов с помощью электродов, расположенных на поверхности мозга, то по волнам мы можем определить, когда человек перенес инсульт. Это позволяет нам вовремя вмешаться в терапевтическую ситуацию”, – поясняет профессор.
Деполяризация – это снижение разности потенциалов между внутренней и внешней частью мембраны клетки. Нервные клетки имеют так называемый мембранный потенциал, они "поляризованы". Внутренняя часть клеточной мембраны в состоянии покоя обычно заряжена отрицательно, а на внешней стороне имеется напряжение -70 милливольт. Во время нервного импульса клетки деполяризуются. Следовательно, внутренняя часть становится положительной на короткое время, а затем снова реполяризуется, т.е. возвращается в исходное состояние. Однако при прекращении подачи кислорода клетки гиперполяризуются, то есть становятся еще более негативными.
Для поддержания гиперполяризации клетке требуется энергия, которая обычно вырабатывается организмом из глюкозы и кислорода. Если ее не хватает, мембранные насосы, создающие градиент напряжения, больше не могут работать. Через несколько минут возникает огромная волна деполяризации, также называемая терминальной распространяющейся деполяризацией, при которой нервные клетки разряжаются одна за другой подобно короткому замыканию. “Мы впервые обнаружили его у людей в 2018 году. Световые явления незадолго до смерти могут быть обусловлены этим патофизиологическим процессом”, – добавляет доктор Драйер.
Обычно деполяризация начинается в определенных уязвимых точках коры головного мозга и распространяется по всему мозгу со скоростью примерно три миллиметра в минуту. Важным отличием является то, что при инсульте недостаток энергии возникает только локально, а при смерти – глобально. При глобальной деполяризации волна проходит через все участки, где расположены тела нервных клеток. Помимо коры головного мозга, сюда входят, например, базальные ганглии, мозжечок и даже структуры в спинном мозге.
Фактически, деполяризация вызывает серьезные изменения внутри нервных клеток: например, концентрация кальция увеличивается в 1.000 раз. Если это состояние продолжается слишком долго – нейроны отравляются и умирают. Если же мембранные насосы снова запускаются и удаляют все лишнее – клетки выживают.
Одним из примеров деполяризации с восстановлением является аура при мигрени. С помощью магнитно-резонансной томографии ученые смогли наблюдать, как волна распространяется в мозге людей, страдающих мигренью.
Как уже упоминалось ранее, при инсульте – когда кровеносный сосуд блокируется – происходит то же самое, что и при смерти, только локально. Некоторые из мигренозных аур могут иметь ту же причину: небольшой кровяной сгусток блокирует сосуд и вызывает волну. Но он настолько мал, что самостоятельно растворяется и не причиняет вреда.
Однако не все ауры мигрени возникают по этой причине, существует множество других триггеров для волны, большинство из которых еще не изучены. Например, некоторые врожденные нарушения в метаболизме нервных клеток или астроцитов связаны с формой мигрени, которая не имеет ничего общего с сосудистыми проблемами. А, собственно, процесс "распространяющейся деполяризации" может происходить даже без типичного кровообращения: например, у кузнечиков и тараканов. Филогенетически этот процесс очень древний.
При этом, из-за схожести протекания ауры мигрени и предсмертного состояния, возник вопрос: чаще ли люди с мигренозными аурами сталкиваются с околосмертным опытом?
Околосмертный опыт – это состояние сознания в критический момент для мозга, то есть в процессе умирания. Есть некоторые часто описываемые детали этого состояния, например, ощущение одновременного пребывания в разных эпохах и местах. Также часто возникают абстрактные сенсорные впечатления, например, яркий свет или сужение поля зрения – как будто вы идете по туннелю. Некоторые также рассказывают о внетелесном опыте. “Наши знания о нем основаны исключительно на интервью: люди, которые едва избежали смерти, например, благодаря реанимации, рассказывают о своем опыте”, – поясняет профессор Драйер.
Коллеги Йенса Драйера из Копенгагенского университета использовали интернет-опросы, чтобы ответить на этот вопрос. Согласно итогам, связь между этими явлениями действительно существует, но пока что в пользу этого говорят лишь смутные доказательства. В настоящее время исследовательская группа доктора Драйера из Шарите совместно с копенгагенской группой проводит еще одно исследование на эту тему, на этот раз на пациентах амбулаторных клиник головной боли.
По словам доктора, прояснить природу околосмертного опыта также могут некоторые наркотические вещества, которые вызывают именно такие переживания. Два самых важных – кетамин и диметилтриптамин. “Интересно то, что они подавляют волны деполяризации. Возможно, что организм выделяет подобные вещества в чрезвычайных ситуациях, чтобы предотвратить или задержать распространяющуюся деполяризацию. Околосмертные переживания могут быть вызваны действием "внутренних наркотиков", а не самой волной. Только яркий свет будет свидетельствовать о том, что отдельные участки мозга уже затронуты волной. Но это, конечно, чистая спекуляция”, – заключает профессор.