Нервная система и болевые ощущения у комаров¶

Чувствуют ли комары боль — вопрос, который наука рассматривает через призму нейробиологии беспозвоночных и сравнительной физиологии боли. Под «чувствованием боли» обычно понимают субъективное переживание ноцицептивных сигналов, а не просто рефлекторный отклик на раздражитель. У комаров (семейство Culicidae) нервная система развита, но вопрос о наличии у них сознательного болевого опыта остаётся дискуссионным.

¶Нервная система комара

Взрослый комар, как и другие насекомые, обладает централизованной нервной системой, состоящей из головного мозга (надглоточного ганглия), подглоточного ганглия и брюшной цепочки из нескольких пар ганглиев, соединённых нервными тяжами. Головной мозг комара включает протоцереброн, дейтоцереброн и тритоцереброн и содержит около 100 000–200 000 нейронов (по разным данным, порядок зависит от вида).

Нервная система комара способна обрабатывать сенсорную информацию: механические, температурные, химические и визуальные стимулы. У комаров обнаружены рецепторы, реагирующие на CO₂, молочную кислоту, аммиак, тепло и влажность кожи хозяина — именно они обеспечивают поиск крови.

¶Ноцицепция у насекомых

Ноцицепция — это процесс обнаружения и передачи потенциально повреждающих стимулов. У насекомых, включая комаров, она реализована через свободные нервные окончания (ноцицепторы), реагирующие на высокую температуру, сильное давление, ткани повреждённых растений и химические сигналы раневого ответа.

Исследования на плодовых мухах (Drosophila melanogaster) показали, что личинки и взрослые особи уходят от повреждающих стимулов, избегают ассоциированных с ними мест и меняют поведение после получения неприятного опыта. Это свидетельствует о наличии ноцицептивных нейронов и способности к ассоциативному обучению с отрицательным подкреплением.

У комаров ноцицепторы обнаружены на лапках, хоботке и антеннах. Они позволяют насекомому реагировать на попытку убийства или укуса хозяина: комары Aedes aegypti способны уклоняться от ударов хвостом крупных животных, что требует обработки механического раздражения.

¶Боль и ноцицепция: различие

В нейробиологии принято разделять:

• Ноцицепцию — нервно-физиологический ответ на повреждающий стимул (рефлекторный отклик);
• Боль — субъективное переживание, связанное с работой кортикальных и лимбических структур мозга.

Ключевой критерий боли — наличие сознания. У насекомых нет неокортекса или его аналога, однако наличие сознания у беспозвоночных активно обсуждается. В 2012 году группа из Кембриджа опубликовала «Cambridge Declaration on Consciousness», в которой утверждалось, что многие животные, включая насекомых, обладают субстратами сознания. Это заявление не является научным консенсусом, но отражает текущее направление исследований.

¶Экспериментальные данные

Ряд исследований указывает на сложность поведения комаров при повреждении:

• Комары, получившие повреждение лапки, в дальнейшем изменяют паттерн походки и избегают повторных повреждений.
• После механического повреждения у комаров наблюдается «гиперчувствительность» — усиление реакции на лёгкие раздражители в области повреждения, что сходно с центральной сенситизацией у позвоночных.
• Личинки комаров, размещённые в воде с неприятным вкусом, в дальнейшем избегают ассоциированных с ним участков.

Вместе с тем эти реакции могут объясняться без привлечения субъективного переживания: достаточно работы модулирующих нейронных контуров, изменяющих пороги рефлексов.

¶Сравнение с другими насекомыми

Наиболее подробно ноцицепция изучена на Drosophila, Apis mellifera (пчёлы), Periplaneta americana (тараканы) и Manduca sexta (бабочки). Пчёлы способны к обучению с отрицательным подкреплением и демонстрируют длительное изменение поведения после повреждающих стимулов. Некоторые исследователи (например, Джозеф Ливайн) считают, что пчёлы могут обладать элементарными формами сознания.

Для комаров таких детальных исследований поведенческих реакций на боль существенно меньше, что связано с прикладным характером энтомологии: комары изучаются прежде всего как переносчики заболеваний.

¶Этический и практический контекст

Вопрос о боли у комаров имеет значение для этики обращения с насекомыми и для разработки методов борьбы с ними. В ряде стран обсуждаются нормы гуманного обращения с беспозвоночными в лабораториях. С другой стороны, комары ежегодно являются переносчиками малярии, денге, лихорадки Зика и других заболеваний, уносящих сотни тысяч жизней, что делает разработку методов их контроля приоритетной задачей.

¶Текущая позиция науки

Современная наука не даёт однозначного ответа на вопрос, чувствуют ли комары боль. Известно, что:

• Комары обладают ноцицепторами и рефлекторно реагируют на повреждающие стимулы;
• Их нервная система способна к сенситизации и обучению с отрицательным подкреплением;
• Отсутствие кортикальных структур делает наличие полноценного субъективного переживания маловероятным, но не исключает элементарных форм сознания.

Окончательный ответ потребовал бы критериев обнаружения сознания, которые на данный момент отсутствуют не только для насекомых, но и для ряда позвоночных.

¶Источники

• Strausfeld N.J. Arthropod Brain: Evolution, Functional Versatility, and Unusual Sensory Systems. — 2012.
• Smith E.S.J., Lewin G.R. Nociceptors: how do they feel pain? // The Senses: A Comprehensive Reference. — 2009.
• Cambridge Declaration on Consciousness. — 2012.
• Tracey W.D., Wilson R.I. The genetics and neural basis of nociception in Drosophila // Genetics. — 2012.
• Sneddon L.U. Evolution of nociception in vertebrates: comparative analysis // Advances in the Study of Behavior. — 2004.