Ученые обнаружили область в мозгу, отвечающую за восприятие тепла и холода

Желтым цветом окрашена, обсуждаемая область мозга: posterior insular cortex (pIC).

Что происходит в нашем мозгу, когда мы тянемся за горячим латте или холодным молочным коктейлем? Исследователи из Центра Макса Дельбрюка обнаружили область мозга, отвечающую за восприятие тепла и холода в то время, когда люди касаются предметов. В исследовании, опубликованном в феврале 2023 в журнале Nature, представлены данные о «тепловой коре», расположенной в задней области островковой коры(область, окрашенная в желтый, на обложке этой статьи).

Способность человека определять температуру является важным навыком выживания. Ученые десятилетиями спорили о местонахождении этой конкретной обласи, поэтому это исследование представляет собой критический поворотный момент в нейробиологических исследованиях. 

Исследование выявило тепловую кору в мозгу мышей и нейроны, которые идентифицируют холодную или теплую температуру. Исследователи использовали методы визуализации, чтобы определить, какая часть мозга реагировала на изменения температуры кожи, когда они нагревали передние лапы мышей. Первичная соматосенсорная кора не реагировала на тепло, но исследователи обнаружили, что нейроны реагируют в области боковой части мозга, называемой задней островковой корой. 

Двухфотонный микроскоп позволил исследователям увидеть реакцию отдельных нейронов в задней части островковой коры. Автор исследования доктор Вестергаард объяснил наблюдения команды:

«Мы обнаружили, что существуют определенные нейроны, реагирующие на холод, и определенные нейроны, реагирующие на тепло, а также много таких, которые реагируют как на тепло, так и на холод». 

Теплые и холодные нейроны реагировали по-разному. Например, теплые нейроны реагировали на абсолютную температуру, тогда как холодные нейроны были более чувствительны к относительному изменению температуры. Различия в реакции указывают на то, что могут быть отдельные пути для сенсорного восприятия холода или тепла.

Мозг обрабатывает информацию, поступающую от органов чувств, главным образом в коре. Исследовательская группа ранее обнаружила, что нейроны в первичной соматосенсорной коре реагируют, когда кожа находится в контакте с низкими температурами; они ожидали, что теплые температуры также будут кодироваться в этой области мозга. 

Чтобы подтвердить роль островковой коры в восприятии температуры, исследователи использовали технику оптогенетики для временной деактивации задней части островковой коры, и таким образом мыши не реагировали на температурный раздражитель.

В будущих исследованиях будет изучен путь прохождения информации о температуре от кожи через спинной мозг к таламусу и коре головного мозга. Этот метод позволит исследователям изучить различные станции, чтобы оценить, как информация о температуре представляется и трансформируется на пути следования. Дополнительным направлением исследований является понимание того, почему первичная соматосенсорная кора реагирует на холод, но не на тепло.