Ученые выяснили, как мозг различает ощущения жара и холода

Фото из открытых источников

Когда мы прикасаемся к чему-то горячему или холодному, температура ощущается осознанно. Предыдущие исследования показали, что кора головного мозга, самый внешний слой мозга, отвечает за тепловые ощущения. Однако то, как кора определяет, является ли что-то горячим или холодным, не совсем понятно. Тепловая чувствительность часто субъективна и индивидуальна; то, что является комфортной температурой для одного человека, может быть слишком горячей или слишком холодной для другого.

В новом исследовании профессор Кей Нагашима из Лаборатории температуры тела и жидкости Факультета гуманитарных наук Университета Васэда, Япония, и Хиронори Ватанабэ из Университета Васэда в сотрудничестве с другими учеными использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) для картирования реакции мозга на высокие и низкие температуры и выяснения закономерностей активности. 

В этом исследовании 20 участников подвергались различным температурным воздействиям на правый указательный и средний пальцы. Температурные воздействия проводились импульсами в течение 15 секунд с 10-секундным прерывистым повышением температуры до 32 ˚C. Нейронная активность мозга в ответ на две разные температуры, 40 ˚C и 24 ˚C, регистрировалась с помощью носимого устройства ЭЭГ. Исследование было опубликовано в журнале Neuroscience.

Записи были проанализированы, чтобы выявить закономерности активности мозга, специфичные для региона и времени. Кластерная активность мозга была обнаружена в десяти различных областях коры. Интересно, что как высокие, так и низкие температуры вызывали активность мозга в одних и тех же десяти областях. Однако ЭЭГ различалась в ответ на два типа температурных ощущений. «Различия в этих закономерностях активности позволят различать разницу температур, что приведет к разному поведению», — говорит Нагашима.

Различные типы паттернов активности в одних и тех же областях мозга могут быть основным механизмом для различения горячих и холодных температур. Также было отмечено, что большая часть мозговой активности была сосредоточена в правом полушарии, что указывает на то, что оно играет большую роль в тепловых ощущениях, чем левое полушарие.

Полученные в этом исследовании знания можно применить для разработки более объективных методов оценки теплового комфорта. Нагашима утверждает: «Тепловой комфорт используется в качестве стандарта для создания оптимальной среды в помещении (кондиционирования воздуха) Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, но он по-прежнему основан на субъективных отчетах. Мы посчитали, что важно оценить его объективно и научно». Риски для здоровья, связанные с неоднозначностью субъективных оценок теплового комфорта, можно обойти, если лучше понять реакцию мозга.