Изненадващата наука зад чувството за прохлада

Кожата ни има таен сигнален път само за усещането на прохлада, усилващ се в гръбначния стълб, преди да достигне до мозъка.

Новокартирана невронна верига показва как кожата ни усеща ниски температури и изпраща тази информация до мозъка, разкривайки неочакван усилвател в гръбначния мозък и предлагайки представа за болката, свързана със студа.

Изследователи от Мичиганския университет са изяснили цялостен сензорен път, показващ как кожата предава температурата на заобикалящата я среда на мозъка.

Това откритие, за което се смята, че е първото по рода си, разкрива, че ниските температури си намират свой собствен път, което показва, че еволюцията е създала различни вериги за високи и ниски температури. Това създава елегантно решение за осигуряване на прецизно топлинно възприятие и подходящи поведенчески реакции на промените в околната среда, коментира Бо Дуан (Bo Duan), старши автор на новото изследване и доцент по молекулярна, клетъчна и развойна биология в Мичиганския университет.

Кожата е най-големият орган на тялото. Тя ни помага да откриваме околната среда и да различаваме различните влияния и стимули.

Все още не е напълно ясно, как прави това нашата кожа, но сега екипът на Диан разкрива един път за усещането на ниски температури.

"Това е първата невронна верига за усещане за температура, в която пълният път от кожата до мозъка е ясно идентифициран", заявява Дуан.

Тази работа задълбочава разбирането ни за фундаменталната биология и ни доближава до обяснение за това как сме еволюирали, за да обитаваме безопасни температури и да избягваме опасни крайности, каза Дуан. Но тя има и медицински последици, които могат да бъдат проучени, за да се подобри качеството на живот на хората в бъдеще.

Например, повече от 70% от хората, преминали химиотерапия, изпитват болка, причинена от ниски температури, посочва Дуан. Новото проучване установява, че невронната верига, отговорна за усещането за безвреден студ, не медиира този тип болка от студ. Но разбирайки как работи веригата за усещане за студ, когато функционира правилно при нормални условия, изследователите сега имат по-голям шанс да открият какво не е наред при заболяване или нараняване. Това би могло също да помогне за разработването на целенасочени терапии, които възстановяват здравословното усещане, без да нарушават нормалното възприятие за температура.

Откриването на усилвателя

В своето проучване, публикувано в списание Nature Communications, Дуан и неговият екип използват сложни техники за изобразяване и електрофизиология, за да наблюдават как мишките предават усещането за ниски температури от кожата си към мозъка.

Това е подход, който екипът е прилагал и към други усещания в миналото.

Тези инструменти са им позволили да идентифицират невронните пътища за химически и механичен сърбеж преди това.

Сигналът за студ започва от кожата, където се намират молекулярни сензори, които могат да откриват специфичен диапазон от температури между около 15 и 25 градуса по Целзий. Когато тези сензори се активират, те възбуждат първични сензорни неврони, които изпращат сигнала за студ към гръбначния мозък. Тук екипът установява, че сигналът се усилва от специализирани интерневрони, които след това активират проекционни неврони, които се свързват с мозъка.

Изследователите са знаели преди това за молекулярните термометри на кожата – те отчасти са донесли на изследователи в Калифорния Нобеловата награда за физиология или медицина за 2021 г. – но усилвателят на гръбначния мозък е бил неизвестен ключов фактор. Когато усилвателят е деактивиран, сигналът за студ се губи в шума, установява екипът.

Въпреки че изследването е проведено върху мишки, чрез генетично секвениране е доказано, че всеки компонент от веригата се намира и при хората, отбелязва Дуан. Така че благодарение на същия път имаме освежаващото усещане от влизането в климатизирана стая в горещ летен ден.

В бъдеще екипът планира да идентифицира пътя или пътищата, участващи в острата болка от студ.

"Мисля, че болезнените усещания ще бъдат по-сложни", предполага Дуан. "Когато сме в по-рискови ситуации, може да има множество пътища."

Екипът му се интересува и от това как мозъкът обработва тези различни сигнали от кожата и как сме еволюирали не само да ги различаваме, но и да свързваме емоции с тях, за да се защитим. Всъщност, именно любопитството към тези въпроси първоначално е мотивирало работата на Дуан, за която той постоянно си спомня, докато работи в Мичиган.

"През лятото обичам да се разхождам край езерото Мичиган и лекият бриз да ми докосва лицето. Чувствам се приятно разхладен", разказва Дуан. "Но зимата е наистина ужасна за мен."

Справка: Hankyu Lee, Chia Chun Hor, Lorraine R. Horwitz, Ailin Xiong, Xin-Yu Su, Daniel R. Soden, Sarah Yang, Wei Cai, Wenwen Zhang, Chen Li, Christopher Radcliff, Abbey Dinh, Tin Long Rex Fung, Ilma Rovcanin, Kevin P. Pipe, X. Z. Shawn Xu, Bo Duan. A dedicated skin-to-brain circuit for cool sensation in mice. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-61562-y

Източник: Researchers uncover protein responsible for cold sensation, University of Michigan 

Още по темата

07/04/2025

Медицина

Естрогенът и прогестеронът стимулират организма да произвежда опиоиди

04/10/2021

Медицина

Откритията, които ни помогнаха да разберем как усещаме света около нас

19/06/2020

Животът

Защо се заблуждаваме от тази класическа визуална илюзия, разкри проучване

24/09/2018

Животът

Нашите черва са директно свързани с мозъка ни чрез новооткрита невронна верига