В дальнейшем речь пойдет исключительно о боли-стороже, точнее, о ее разновидности, которую называют «истинной» или «физической» болью. Возникает такая боль непосредственно в ответ на действие стимула и проецируется в место его приложения. Экспериментально удобным стимулом может быть фокусированный ультразвук.

Для систематического исследования боли был подобран такой режим воздействия, при котором ультразвук вызывает минимальное, пороговое болевое ощущение, сигнализирует о возможной опасности, но не разрушает ткани. Отсутствие разрушений подтверждается многократным стабильным по величине измерением болевых порогов в одном и том же месте. Преимущества ультразвука по сравнению с другими болевыми стимулами — тепловыми, механическими, химическими — выступают особенно отчетливо.

Прежде всего пороговое воздействие ограничено фокальной областью, т.е. заранее пространственно определено. Другими видами болевого воздействия, особенно тепловым или химическим, этого трудно достигнуть. В случаях, когда необходимо подействовать на структуры, расположенные под кожей: в мягких тканях, надкостнице, суставах и т. д., фокусированный ультразвук просто незаменим. Достаточно лишь направить фокальную область в нужное место. Отпадает надобность в предварительных оперативных вмешательствах или других манипуляциях для доступа к заданной структуре. Такие вмешательства могут не только затруднить последующее воздействие, но даже изменить характер ответной реакции, поскольку подлежащая воздействию структура часто оказывается в нефизиологических условиях.

При исследовании болевых ощущений с помощью фокусированного ультразвука отчетливо выступили ранее неизвестные закономерности или те, о существовании которых можно было только догадываться. Так, оказалось, что имеется ряд четко определенных видов боли, различающихся по степени неприятности ощущения, его распространенности и величине порога. Когда фокальная область излучателя располагается в коже — боль локальная, острая, как укол тоненькой иголкой или укус комара и пороги самые высокие из всех видов боли. При направлении фокальной области в мышцы боль ощущается пространственно шире, приобретает ноющий оттенок. Испытуемым она всегда неприятнее по сравнению с болью в коже. Пороги ниже, чем для боли в коже. Иногда болевое ощущение распространяется от места воздействия по направлению к пальцам. Обычно распространение соответствует ходу волокон какого-либо чувствительного нерва.

Если в фокальной области оказывается надкостница, боль субъективно еще неприятнее, а ее пороги — еще ниже. Появившись локально, ощущение боли в надкостнице мгновенно распространяется вокруг места воздействия и вновь концентрируется в самом месте. В случаях направления фокальной области в сустав — боль самая неприятная из всех описанных болевых ощущений, а ее пороги самые низкие. Зона иррадиации может захватывать весь сустав. Однако, как и в надкостнице, ощущение быстро концентрируется в месте воздействия.

Полученные данные позволяют объяснить известный в медицине феномен гиперпатии — повышенной мало локализованной болевой чувствительности, имеющей место, например, в период восстановления чувствительности после ожога. Кожа еще не зажила, чувствительность к прикосновениям отсутствует. Однако стоит применить более сильную стимуляцию, допустим, увеличить давление, как возникает резкая разлитая боль в глубине. Ее пороги ниже, чем для кожной боли. Это результат воздействия на глубинные структуры, проявление глубинных видов боли, которые раньше, под покровом неповрежденной кожи, отчетливо не выступали.

Как и другие виды ощущений, боль возникает при действии только на отдельные чувствительные точки на коже или в глубинных тканях. В некоторых из точек на коже при постепенном увеличении интенсивности ультразвуковых стимулов можно получить вначале тактильное ощущение, потом тактильное и температурное, затем к указанным ощущениям прибавляется боль. При действии на другие точки возникает только температурное ощущение и боль, тактильное и боль, только боль. Эти наблюдения можно расценить как дополнительное свидетельство о том, что тактильная, температурная и болевая чувствительность имеют каждая свой рецепторный аппарат. В отличие от температурночувствительного рецепторного аппарата, расположенного исключительно в коже, нервные структуры, связанные с рецепцией боли, находятся не только в коже, но и в различных глубинных тканях.

Изучение болевых порогов при направлении фокальной области ультразвукового излучателя на кожу и в подкожные ткани выявило новые факты: как правило, пороги ощущений боли, как и тактильные, возрастают по направлению от пальцев к предплечью, но в некоторых чувствительных точках предплечья пороги боли оказываются равными порогам на пальцах и ладони.

Наиболее непротиворечивая современная гипотеза болевой рецепции предполагает, что в области рецепторной структуры под действием различных внешних или внутренних агентов появляется (образуется на месте воздействия или переносится из других областей) биологически активное вещество. Возникновению ощущения боли предшествует взаимодействие этого алгезирующего, т. е. вызывающего боль, вещества с рецепторной структурой. На роль такого вещества имеется несколько кандидатов. Не исключено, что и реально существует несколько таких веществ. Наши исследования косвенно подтверждают эту химическую гипотезу. На образование или перенос алгезирующих веществ необходимо некоторое время, большее чем для непосредственной активации стимулом рецепторной структуры, как это имеет место, например, при тактильных ощущениях. Действительно, скрытое время реакции, т. е. время от момента предъявления стимула до появления ощущения боли, значительно больше, чем до появления тактильных ощущений. Разницу во времени прекрасно улавливают сами обследуемые: уже указывалось, что имеются чувствительные точки, в которых последовательно ощущаются прикосновение, появление тепла или холода и, наконец, после температурного ощущения или на его фоне — боль.

Данные о существовании смешанных чувствительных точек и чисто болевых в сочетании с описанными закономерностями в распределении болевых порогов на руке позволяют присоединиться к точке зрения о существовании специфической и неспецифической болевой рецепции. Неспецифическая имеет место в том случае, когда тактильные или температурные рецепторные структуры раздражаются сверхсильно. Поэтому, вероятно, боль в температурных чувствительных точках часто обладает жгучим характером, а тактильное ощущение в точках на коже при усилении стимуляции может перейти в острую колющую боль, напоминающую боль при уколе тонкой швейной иглы.

Тактильные ощущения связывают с наиболее толстыми миелинизированными (покрытыми миелиновой оболочкой) волокнами, температурные — с миелинизированными волокнами меньшей толщины. Чем тоньше осевой цилиндр волокна и тоньше миелиновая оболочка, тем медленнее оно проводит раздражение. При действии ультразвука на чувствительные точки, когда с увеличением интенсивности стимуляции имевшееся ранее тактильное или температурное ощущение сменяется болью, очевидно, функционируют более толстые волокна, в том случае, когда возникает ощущение боли с порогом ниже, без сопутствующих других ощущений, включаются тонкие волокна. Эти рассуждения согласуются с данными литературы о двух типах болевой рецепции: специфической, связанной с тонкими волокнами, и неспецифической, — с более толстыми.

Ощущение света связано со зрением, ощущение звука — со слухом. Имеется ли специфическое ощущение для вибрации? Для зрения и слуха существуют соответствующие органы чувств со специализированным рецепторным аппаратом. Для восприятия вибрации специализированного рецепторного аппарата не найдено.

С точки зрения физики вибрация и звук представляют собой механические колебания. Частота звуковых колебаний определяется возможностями слухового восприятия человека, приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. А частота вибрации? Одно время считалось, что ощущение вибрации связано с так называемой костно-тканевой проводимостью механических колебаний к рецепторам органа слуха.