Сила обоняния. Как умение распознавать запахи формирует память, предсказывает болезни и влияет на нашу жизнь бесплатное чтение

Иоганнес Фраснелли
Сила обоняния: Как умение распознавать запахи формирует память, предсказывает болезни и влияет на нашу жизнь

Моим родителям

Johannes Frasnelli

WIR RIECHEN BESSER, ALS WIR DENKEN

Wie der Geruchssinn Erinnerungen prägt, Krankheiten voraussagt und unser Liebesleben steuert

(2., erweiterte Auflage)

Перевод с немецкого Александра Анваера

© Molden Verlag in der Verlagsgruppe Styria GmbH & Co KG, 2022

© Анваер А. Н., перевод на русский язык, 2022

© Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2022 КоЛибри^®

Глава 1
От практики к теории: как я стал специалистом по обонянию

Из этой главы вы узнаете:

• как запахи сопровождали меня с самого раннего детства,

• как я пришел к науке об обонянии благодаря вину,

• как запахи выманили меня в большой мир.

Запахи детства

Все мое раннее детство прошло под влиянием самых разнообразных запахов. Я вырос в Мерано, в Южном Тироле, где каждый месяц года имел свой особый запах, свой «ведущий аромат». Январь пахнул снегом – на фоне серого неба и белых заснеженных гор. В феврале уже начиналась весна и в воздухе, задолго до того, как на деревьях распускались листья, распространялся аромат цветения зимоцвета раннего. Во время карнавала пахло абрикосовым мармеладом, начинкой аппетитных праздничных пончиков и серой фейерверков. В сорокадневный пост по пятницам пахло запеченной рыбой, а в марте распространяли свой аромат цветущие вишни и абрикосы. В апреле случался взрыв запахов – одновременно расцветали яблоневые сады в долине Адидже, и тогда их аромат разливался по всей округе. Пасха запомнилась мне запахом не только ладана, но и спаржи, ветчины, хрена и клубники. В мае открывались кафе-мороженые и расцветали розы. Крестьяне опрыскивали химикатами яблоневые сады. В июне пахло вишнями и скошенной травой, в июле – солнцезащитным кремом и хлоркой, летними грозами, а пуще всего сливочным мороженым. В августе пахло отдыхом в горах, хвойными иголками, черничными полянами, альпийской розой, коровьим навозом, древесной смолой и средствами от комаров. Сентябрь дышал яблоками, виноградом, грецкими орехами и дизельным выхлопом тракторов. Октябрь запомнился запахом жареных каштанов, походных костров, молодого вина, колбас, кислой капусты и инжира. В ноябре заставляли морщить нос гнилые листья и всепроникающая сырость, сменявшаяся в декабре запахом ванили, корицы, гвоздики и глинтвейна, смешанным с дымком горящих свечей.

Разные места тоже имели свои запахи. В родительском доме днем и вечером всегда пахло едой. В доме бабушки пахло ядровым мылом, в школе – книгами и моющими средствами, в церкви – ладаном. В гараже пахло бензином и резиной, над футбольным полем витал запах травы. В больнице, где нас с братом регулярно от чего-нибудь врачевали, резко воняло дезинфекцией, а в кабинете зубного врача пахло гвоздикой. У пожилой соседки в доме все время колыхалось облако одеколона, а у моей тети пахло фруктовым чаем и кексами. На катке пахло сигаретами, глинтвейном и сосисками, вокзал пахнул железной дорогой.

Определенными запахами обладали и люди. От другой бабушки пахло кремом для рук и розами, подруга мамы источала аромат духов Paris от Yves Saint Laurent. От крестьян пахло трудом, а иногда одноклассники начинали источать резкий запах пота. Я всегда точно знал, возвращаясь из школы, что отец дома, по аромату жидкости после бритья от Giorgio Armani. По воскресеньям от взрослых попахивало вином. Мне очень нравилось, когда дедушка закуривал сигарету – приятным был запах первой волны табачного дыма, смешанный с запахом серных спичек, потом дым начинал вонять весьма противно. От учительницы музыки пахло луком, а от церковного служки – старостью.

Вот так я и рос, в окружении самых разнообразных запахов. Большинство из них я воспринимал бессознательно, они были подложкой, фоном, а не чувственными впечатлениями. Но иногда запахи заявляли о себе более решительно и выступали на первый план.

Нос, полный воспоминаний

Когда мне было пять лет, с моим младшим братом произошло большое несчастье. С балкона второго этажа он упал на бетонную площадку перед нашим домом. В результате он получил перелом черепа, таза и руки. Мне кажется, что я помню, как он падал, ибо до сих пор мысленно вижу, как за перилами балкона исчезают его зеленые штанишки, и явственно слышу крик ужаса, который испустила соседка, наблюдавшая это падение. Брата тотчас отвезли в больницу в Мерано, а оттуда перевели в нейрохирургическое отделение больницы в Вероне. В первые недели, пока брат находился между жизнью и смертью, родители безотлучно были при нем, сменяя друг друга через день. Я в это время жил у бабушки и дедушки в Литтау, в Швейцарии. Можно себе представить, какой страх пришлось пережить нашей семье, и, хотя я не очень понимал, что происходит, я видел, в каком напряжении пребывали взрослые.

Бабушка и дедушка работали тогда на кофеобжарочной фабрике. Работа начиналась в шесть часов утра, и каждое утро я просыпался вместе с ними. Я вставал и шел на кухню, где меня уже ждали «саечки» и «рожки». Я завтракал, а потом самостоятельно шел на фабрику. У меня были игрушки, но больше я интересовался машинами. На фабрике был вилочный автопогрузчик, с помощью которого разгружали мешки с сырыми кофейными зернами. Тогда я уже умел немного читать и мог разобрать на мешках надпись «Café do Brasil». От мешков пахло не кофе, а джутом, и склад был единственным на фабрике местом, где не пахло кофе. Мешки затем транспортировали в обжарочный цех, где зерна высыпали в огромный котел, где и происходила обжарка. Котел вращался с оглушительным скрежетом, был страшно горячим, а наблюдавшие за его работой люди беспечно при этом насвистывали.

Все эти побочные впечатления меркли на фоне аромата кофе, который стоял в помещении. Он ошеломлял, но был он и ошеломляюще прекрасен. Взрослым не очень нравилось, когда я бывал в том цехе, так как это было немного опасно, но каждый раз, когда подворачивалась возможность, я возвращался туда. Бабушка и дедушка работали в соседнем цехе. Дедушка обслуживал большую упаковочную машину, которая фасовала обжаренные зерна, а потом укладывал упаковки в ящики. Бабушка же работала на огромной кофейной мельнице и занималась вакуумной упаковкой размолотого кофе с помощью другой машины. Там я тоже упивался чудесным, сложным и великолепным кофейным ароматом. У бабушки и дедушки я пробыл шесть недель и даже получил от руководства фабрики «зарплату» в виде пятнадцати франков и двух плиток шоколада. Помню я и первую встречу с братом после несчастья. У него на голове еще была повязка. Тогда это воспринималось как чудо, но он поправился полностью.

Эта история с падением и чудесным выздоровлением осталась в прошлом, бабушки и дедушки уже нет в живых. Но с тех пор у меня сохранилось особое отношение к кофе и прежде всего к его аромату. Я не могу пройти мимо кофейни, обжарочной фабрики, кофейной мельницы, не вспомнив при этом ту швейцарскую фабрику, бабушку и дедушку, наградные плитки шоколада и моего брата. У меня такое чувство, что кофейный аромат покорил меня, так интенсивны эти воспоминания, так сильны ассоциации. Это отношение до сих пор остается таким же глубоким и крепким, каким оно было, когда мне было пять лет, то есть уже более сорока лет.

Только много позже я узнал, что я не единственный, кто ассоциирует запахи с определенными воспоминаниями. На эту тему написано бесчисленное множество книг, самая известная из которых – семитомный роман «В поисках утраченного времени» Марселя Пруста, где запах погруженного в чай бисквитного печенья пробуждает у рассказчика воспоминания детства, которые далее описываются на четырех тысячах страниц. По этой причине пробуждение сильных, эмоционально окрашенных воспоминаний под влиянием восприятия запаха называют также эффектом Пруста. Он возникает потому, что обонятельные стимулы обрабатываются в тех же областях лимбической системы головного мозга, что и память, обучение и ощущения.

В детстве я был очень разборчив в еде. Самым отталкивающим для меня блюдом была зелень, моими овощами было мясо. Я с удовольствием ел зеленый салат, но все остальное – шпинат, брокколи, спаржа, свекла, зеленая фасоль, брюссельская капуста, ревень и савойская капуста – было мне до ужаса противно. Я не хотел их даже пробовать. Несмотря на то что мама изо всех сил настаивала, я был не в состоянии проглотить ни кусочка. Один раз в неделю я обедал у бабушки с отцовской стороны. Однажды она сказала мне, что я должен есть и овощи, не важно какие, ибо это абсолютно необходимо. Я могу выбрать, что именно я буду есть, но потом мне придется есть этот овощ регулярно. После некоторого размышления я остановился на зеленом горошке. Вероятно, этот выбор я сделал потому, что горошек больше всего напоминал картофель и был меньше всего похож на остальные овощи. Столь же отвратительными я находил и такие молочные продукты, как моцарелла, овечий сыр и тому подобное; о манной каше, молочной рисовой каше и оливках мне было страшно даже думать.

Только к пятнадцати-шестнадцати годам я начал робко экспериментировать с едой. Помню, как отважился попробовать свеклу и нашел, что она не так уж и плоха. Я до сих пор злюсь на себя за то, что только к шестнадцати годам начал есть спаржу и белые грибы, которые до тех пор находил просто тошнотворными. Позднее, будучи студентом, я был бы уже не прочь наслаждаться ими, но тогда я не мог себе этого позволить. Я только много позже узнал, что я – или скорее моя мама – страдал тем недугом, который называют неофобией, и ею страдают в той или иной степени большинство детей.

«Я это не ем!» – неофобия

Словом «неофобия» обозначают состояние, когда человек испытывает страх перед новым. В особенности сильно она проявляется в отношении запахов, преимущественно запахов пищевых продуктов. Самой природой мы запрограммированы негативно воспринимать большинство незнакомых запахов и ароматов. Именно поэтому большинство детей мало расположены к гастрономическим экспериментам. Для того чтобы преодолеть неофобию, надо воспринять незнакомый запах или аромат не меньше десяти раз, прежде чем он покажется приятным. По этой причине дети, отказывающиеся есть новую пищу, должны ее хотя бы попробовать. Со временем они привыкают к ней и принимают ее – так, во всяком случае, гласит теория.

После окончания школы в Мерано для продолжения учебы я поехал в Вену. В большом городе я открыл для себя новые запахи. Первым и главным стал запах выхлопных газов. Типичным зимним венским запахом стал для меня запах угольного дыма – венцы в большинстве своем отапливали жилища углем. Но познакомился я и с приятными запахами. Я жил неподалеку от Нашмаркта, и каждую субботу мы ходили туда, чтобы закупить на неделю дешевых продуктов. Там мы открыли для себя донер-кебаб, там мы вдыхали ароматы восточных специй, фруктов и овощей со всего белого света. Там я купил свое первое манго, первую фетаксу. Мы начали экспериментировать с карри и чили. Мы ели замороженную пиццу, сдабривая ее моцареллой, помидорами и свежим базиликом.

В какой-то момент мы открыли для себя и вино. Сначала мы просто пили его, чтобы расслабиться, но были очень горды, когда, заметив, как тщательно закупоривают бутылки, поняли, что вина различаются по сортам винограда, из которых они сделаны, и научились отличать их друг от друга. Мы устраивали винные вечера, на которые каждый приносил, к примеру, свой сорт мерло, а затем мы сравнивали их между собой. На следующий вечер мы повторяли то же с каберне-совиньоном. При этом мы поняли, как трудно описать словами свойства вина. Иногда мы сходились на том, что какое-то вино отдает ароматом дубовой бочки, в которой его хранили, или соглашались в том, что каберне-франк имеет вкус красного перца. Намного чаще мы спорили о том, отдает ли вкус вина ванилью или табаком, земляникой или вишней. Для описания свойств и вкуса вина мы прибегали к ассоциациям, а когда это не помогало, мы сходились на том, что вино было «мужским». Также только позднее я узнал, почему так трудно описать аромат и букет вина и почему сомелье и парфюмеры много лет учатся – теоретически и практически – искусству словесного описания запахов.

Обоняние как предмет научного исследования

Разумеется, в Вене я занимался не только тем, что знакомился с новыми запахами и учился пить вино; я, кроме того, изучал медицину. К концу курса обучения я проводил много времени с одним приятелем, с которым вместе проходил практику в Мерано. Этот коллега решил защитить докторскую диссертацию^[1] и много рассказывал мне о своих экспериментах и занятиях. Я был буквально очарован наукой, и во мне постепенно созрело желание тоже написать диссертацию, но у меня не было ни темы, ни научного руководителя. Помог счастливый случай. Университетская оториноларингологическая клиника была единственной, имевшей свою домашнюю страницу с информацией для студентов, и то только потому, что нашелся секретарь, умевший программировать. Однажды, занимаясь поиском вакансий, я зашел на эту домашнюю страницу и обнаружил, что предлагаются темы для докторских диссертаций. Мало того, кафедра искала студентов, желавших заняться темой «Обоняние и вкус». Это сообщение поразило меня как током.

Спустя некоторое время я связался с моим будущим руководителем и на двух встречах с ним получил свою тему: «Обоняние и вкус при хронической почечной недостаточности». Для начала надо было разобраться, какие неврологические нарушения сопутствуют почечной недостаточности. Но я одновременно должен был понять, как работает восприятие запахов. Я начал искать ответы в учебниках, но скоро заметил, что на эту тему известно не так много, что обонянию уделяется не больше половины страницы в большинстве руководств. Я начал читать специальные журналы и увидел, что только недавно было открыто, как вообще функционируют обонятельные рецепторы. За исследования в этой области американские ученые Линда Бак и Ричард Аксель получили в 2004 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии. К тому времени только недавно стало известно, как перерабатываются в головном мозге обонятельные стимулы. Это открытие было сделано в Монреале, в тамошнем Неврологическом институте.

Я был сильно озадачен, ибо предполагал, что обоняние – подобно слуху и зрению – исследовано глубоко и всесторонне. Я начал просматривать старые статьи, читать работы 1920–1950-х годов и был еще больше очарован этим «неизвестным чувством». Как долго пытались, по аналогии с основными цветами – красным, желтым и синим, – найти основные запахи, из смешения которых возникают все остальные. Сколько могло существовать основных запахов и сколько их, следовательно, можно различить. Сегодня мы знаем, что обоняние функционирует не так, как слух и зрение, что обонятельных рецепторов у нас в сотни раз больше, чем зрительных, что мы способны различать более миллиарда различных запахов, а значит, столько их и существует в природе. Но тогда это было недавним открытием, а многого мы просто еще не знали.

Параллельно я начал проходить практику в лор-клинике. Мы исследовали пациентов, утративших обоняние. Я никогда не придавал обонянию большого значения и был страшно удивлен, узнав, что это происходит относительно часто. Я познакомился с методами оценки обоняния, которые в сравнении с методами оценки состояния зрения показались мне сырыми и неточными. Мы исследовали, насколько хорошо пациенты могут улавливать запахи, насколько хорошо могут их различать. Я узнал, что более точные методы, такие как ЭЭГ и магнитно-резонансная томография, использовались только в специализированных научно-исследовательских лабораториях, но пока не применялись в рутинных обследованиях пациентов.

После окончания докторантуры я получил возможность работать в специализированной исследовательской лаборатории в Дрездене, где мы пытались помочь пациентам с нарушениями обоняния, для чего сначала надо было понять, как вообще функционирует обоняние. Так мне пришлось осваивать специализированные методы исследования. Мы регистрировали электрическую активность мозга в то время, как больные и здоровые испытуемые нюхали определенные запахи, а затем анализировали, какие отделы головного мозга становятся особенно активными при восприятии различных запахов. Я с восхищением узнавал, как мозг реагирует на запахи, как он их перерабатывает, как может контекст изменять восприимчивость к запахам. В Дрездене я принял решение посвятить себя не врачеванию, а фундаментальным исследованиям.

Через несколько лет мне представилась возможность присоединиться к команде ученых Монреальского неврологического института. Это легендарное учреждение. Прижатое к горе Мон-Руаяль, которая уроженцу Южного Тироля кажется невысоким холмом, здание господствует над городом. Институт был основан в 1930-х годах Уайлдером Пенфилдом, создателем современной нейрохирургии, как место, где должны были взаимодействовать с пользой друг для друга фундаментальные научные исследования и клиническая практика. Здесь были разработаны методы хирургического лечения эпилепсии, здесь были заложены основы нашего понимания механизмов памяти, здесь были разработаны многие методы визуализации. Ради изучения этих методов я решился пересечь Атлантику. Мне хотелось понять, что происходит в головном мозге, когда мы нюхаем, а также узнать, как мозговые структуры влияют на наши обонятельные способности.

Проработав несколько лет в Монреале, я получил предложение поработать несколько месяцев в Центре химических чувств Монелла в качестве приглашенного исследователя. Этот центр, расположенный в Филадельфии, штат Пенсильвания, является ведущим учреждением, где выполняются исследования обоняния и вкуса. Более двадцати групп пытаются разобраться в чувствах обоняния и вкуса, понять, как работают рецепторы, как происходит передача импульсов, что случается при утрате вкуса и обоняния. Работы не ограничиваются изучением этих процессов у людей, исследования выполняют также на дрозофилах, комарах, крысах, мышах и на животных многих других видов. Я выполнял в том центре особую миссию. Всегда легче понять, как обрабатывается восприятие единственного запаха, но в норме мы воспринимаем не какое-то отдельное летучее вещество, но смесь пахучих веществ. Мы заинтересовались тем, как взаимодействуют запахи, и сравнили раздражения, возникающие при восприятии отдельных и смешанных запахов. Мы начали лучше понимать сложное взаимовлияние запахов и увидели, что некоторые запахи подавляют восприятие других, а некоторые, наоборот, усиливают друг друга.

Химические чувства

Обоняние – химическое чувство, и его орган работает не так, как органы зрения, осязания или слуха. У слепых, в особенности у тех, кто потерял зрение с рождения или вскоре после него, как правило, развивается обостренное восприятие звуков и тактильных стимулов, что позволяет извлекать больше информации из этих чувств. Такая же компенсация наблюдается и при потере слуха. Химические чувства, однако, этому образцу не следуют. У слепых и глухих не наблюдают обострения обоняния, как можно было бы ожидать, скорее, наоборот, это чувство становится слабее, что в числе других показали и наши исследования. Соответственно, есть выдающиеся слепые музыканты – наиболее известные примеры – Рэй Чарльз, Стиви Уандер и Андреа Бочелли, – но среди слепых нет выдающихся парфюмеров или сомелье. Особенность химических чувств заключается в том, что у пациентов, утративших обоняние, наблюдают также и ослабление способности к восприятию вкуса. Чувство вкуса не компенсирует ослабление или исчезновение обоняния, скорее ослабление одного из этих чувств ослабляет другое.

Вернувшись в Монреаль, я для прохождения постдокторантуры присоединился к группе исследователей Монреальского университета. Эта группа специализировалась на интермодальной сенсорной пластичности, а проще говоря, на том, как изменяется работа мозга при выпадении какого-либо органа чувств, у слепых, глухих, а также у пациентов, страдающих аносмией. Если до этого группа занималась только выпадением зрения, слуха и тактильной чувствительности, то мой опыт мог пригодиться для изучения химического чувства.

В 2013–2014 годах я наконец сделал решающий шаг, стал самостоятельным исследователем и создал свою научную группу. Сначала мы работали в научном центре при больнице Сакре-Кёр в Монреале, а затем, после того как мне предложили должность профессора анатомии в Университете Квебека, – в маленьком городе Труа-Ривьер в предместье Монреаля. Наша группа занимается двумя научными направлениями, касающимися главного вопроса: «Каким образом обоняние зависит от работы мозга?» Во-первых, мы изучаем определенные заболевания мозга, которые влияют на обоняние. К этим заболеваниям относятся такие дегенеративные заболевания, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, а также черепно-мозговые травмы, например сотрясения мозга. Во-вторых, мы стараемся понять, как взаимодействуют мозг и обоняние у здоровых людей. В каких частях мозга происходит обработка обонятельных стимулов, какие факторы влияют на восприятие запахов, как одновременные сопутствующие раздражения, например вкусовые, изменяют информацию о запахе? Мы также хотим узнать, насколько возможна тренировка обоняния и может ли такая тренировка изменять работу головного мозга. Если это так, то мы хотим исследовать вопрос о том, не может ли тренировка обоняния включить какие-то резервы мозга и в известной мере защитить от быстрого развития нейродегенеративных заболеваний.

К профессиональной деятельности ученого относится не только выдвижение новых гипотез, проведение экспериментов, соотнесение полученных данных с данными литературы и тем самым создание нового знания, но и распространение этого знания. Для этого существует множество каналов. Ученые публикуют статьи в специализированных научных журналах и представляют свои данные и результаты на конгрессах – обычно в форме диаграмм или докладов. Но по этим каналам знания распространяются только в научном сообществе, среди других ученых и специалистов. Я убежден в том, что именно сегодня, при критическом настрое общества в отношении результатов научных исследований, настоятельной становится необходимость того, чтобы ученые покинули свои башни из слоновой кости и поделились со всеми своими данными, результатами и знаниями. Я не работаю над такими великими проблемами человечества, как изменение климата, инфекционные заболевания или новые сельскохозяйственные технологии. Разумеется, однако, что вопросы, касающиеся обоняния, могут пробудить интерес к науке, ибо с каждым вдохом мы воспринимаем запахи, которые несут нам радость или страдание. Я поставил перед собой задачу: всегда, когда это возможно, делиться своими знаниями с общественностью, будь то в форме лекций, интервью корреспондентам телевидения, радио или газет или в форме книг, таких как эта. В следующих главах я поведу вас в путешествие в мир запахов и обоняния и надеюсь, что вы разделите со мной очарование этим древним чувством. Не пропускайте упражнения, которые я предлагаю в конце каждой главы. Гарантирую, что, ознакомившись с ними, вы не раз скажете: «Ага, в этом что-то есть!»

Домашнее задание

Мысленно совершите путешествие в свое детство: какие запахи запечатлелись в вашей памяти, какие воспоминания они пробуждают, о каких историях напоминают? Каких запахов вашего детства уже нет, но воспоминания о них пережили время?

Глава 2
Как функционирует обоняние? Фабрика чудес «Нос и компания»

Из этой главы вы узнаете:

• что при восприятии запаха в нос проникает весьма малое число его носителей,

• что обонятельных рецепторов у нас в сотни раз больше, чем рецепторов зрительных,

• что обонятельные раздражения обрабатываются в эмоциональных центрах головного мозга.

Физические и химические чувства

Обоняние относят к пяти классическим чувствам. Наряду со зрением и слухом, вкусом и осязанием оно позволяет нам воспринимать окружающий мир и адекватно на него реагировать. Зрение, слух и осязание являются физическими чувствами, которые проявляются ощущениями, возникающими в результате физического воздействия соответствующих раздражителей на органы чувств. Бросим для начала взгляд на функциональную сторону этого дела: при восприятии зрительных стимулов фотоны солнечного света или света искусственных источников отражаются от поверхностей различных предметов. От светлых поверхностей отражается больше фотонов, от темных – меньше. Фотоны, проникающие в глаз через роговицу, проходят через хрусталик, где фокусируются, а затем проходят через стекловидное тело. В сетчатке, выстилающей заднюю стенку глаза, пучок фотонов проходит еще через несколько клеточных слоев, прежде чем встречается с рецепторными клетками. Эти клетки представлены двумя типами: палочками, обладающими высокой чувствительностью и обеспечивающими черно-белое зрение, например ночью, в условиях низкой освещенности, и колбочками, которые отвечают за цветовое зрение и для нормальной функции которых требуется весьма много света. Эти рецепторные клетки «переводят» физическое раздражение на язык нервной системы, то есть на язык электрических импульсов. Эти электрические стимулы передаются по нервным волокнам в головной мозг, где подвергаются дальнейшей обработке.

Слух, в свою очередь, основан на восприятии звуковых волн, порождаемых колеблющимися структурами. Этими структурами могут быть мембраны динамика, голосовые связки взволнованного коллеги или двигатель автомобиля. Звуковые волны проводятся в какой-либо среде, как правило, в воздухе, частицы которого начинают колебаться с частотой исходных звуковых волн. Когда волны достигают нашей барабанной перепонки, она начинает колебаться, приводя в движение слуховые косточки – молоточек, наковальню и стремечко. Движения стремечка вызывают колебания в жидкости, заполняющей внутреннее ухо, синхронные с колебаниями источника звука. Во внутреннем ухе, в улитке, возникает бегущая волна, проходящая по завиткам спиральной улитки. В определенном месте, соответствующем частоте звука, амплитуда колебания жидкости становится максимальной. Энергия колебания возбуждает волосковые клетки, рецепторные клетки слуховой системы. Таким образом механическое давление волны превращается в электрический стимул, то есть волосковые клетки играют ту же роль, что палочки и колбочки сетчатки глаза. Электрические стимулы по слуховому нерву направляются в головной мозг, где подвергаются дальнейшей обработке. Для системы осязания тоже существуют специфические рецепторные клетки, переводящие энергию механического давления в энергию электрических нервных стимулов.

Задачей рецепторных клеток различных органов чувств является перевод с языка раздражителей внешнего мира в электрические стимулы, то есть перевод на «язык мозга»; процесс такого перевода называют трансдукцией. Для того чтобы понять, как работает орган чувства, надо разобраться в работе рецепторных клеток и рецепторов: как осуществляют такой перевод палочки и колбочки сетчатки глаза и волосковые клетки слуховой улитки? Детали трансдукции сложны и в разных органах чувств отличаются друг от друга, но в основе лежит одно и то же – рецепторные клетки располагают рецепторами, особыми белками, отвечающими на раздражение, в ходе которого они меняют свою конфигурацию (свою трехмерную форму). Следствием такого изменения является сдвиг электролитного равновесия в рецепторной клетке. В результате либо в самой рецепторной клетке, либо в других клетках возникает так называемый потенциал действия – преходящее изменение нормального электрического напряжения между цитоплазмой (внутренней средой клетки) и внеклеточным пространством. Этот потенциал действия от места своего возникновения охватывает всю клетку и передается на отростки нервных клеток, которые связывают органы чувств с головным мозгом. Так образуется электрическое раздражение, передающееся от органа чувств в мозг.

Особенность физических ощущений – зрения, слуха и осязания – заключается в том, что рецепторные клетки не вступают в непосредственный контакт с источником раздражения. Напротив, источник может быть удален от организма на значительное расстояние. Раздающийся после разряда молнии гром мы слышим за много километров, и для этого не нужно, чтобы молния ударила нам во внутреннее ухо. Фотоны, воспринимаемые нами в течение всего светового дня, преодолевают 150 миллионов километров, прежде чем отразятся от какого-нибудь дерева, проникнут в наши глаза и активизируют рецепторные клетки сетчатки.

При восприятии химических стимулов вкуса и обоняния дело обстоит несколько по-иному. В данном случае некоторые вещества, химические соединения, вступают в непосредственный контакт с рецепторными клетками. Для того чтобы мы ощутили сладкий вкус сахара, его молекулы должны раствориться в слюне и подействовать на вкусовые рецепторы, расположенные во вкусовых сосочках языка. В этих сосочках на поверхности рецепторных клеток находятся рецепторы, реагирующие на молекулы сахара. Эта реакция вызывает изменение конфигурации рецепторов и порождает потенциал действия. Таким образом, вещества, вызывающие ощущение вкуса, должны быть водорастворимыми. Для того же, чтобы мы ощутили аромат, пахучие вещества должны проникнуть в нос.

На этом месте мне придется остановиться, чтобы разъяснить разницу между ароматом, запахом и пахучим веществом. Под словом «аромат» мы разумеем какой-то приятный запах, но не всякий запах является ароматом. Оба выражения описывают наши ощущения. Пахучее вещество, напротив, является химическим веществом, вызывающим ощущение аромата или запаха. Пахучее вещество является субстанцией, вступающей в контакт с обонятельными рецепторами, а аромат или запах – это то, что мы затем воспринимаем и ощущаем.

Пахучие вещества достигают рецепторов не через слюну, а через воздух. Следовательно, они должны быть летучими, то есть должны обладать способностью переходить в парообразное состояние. Оказавшись в носу, они могут вступать в контакт со своими рецепторами в обонятельных клетках. Воздействие раздражителя опять-таки приводит к изменению конфигурации рецепторного белка и порождению потенциала действия, передающего электрическое возбуждение в головной мозг.

Как работает наше обоняние

Обонятельная слизистая оболочка

Вся носовая полость выстлана слизистой оболочкой, причем большая часть ее представлена так называемым мерцательным эпителием. Он получил такое название, потому что на поверхности его клеток присутствуют маленькие, постоянно колеблющиеся («мерцающие») реснички, участвующие в очищении дыхательных путей. В мерцательном эпителии, однако, обонятельные рецепторы отсутствуют. Они находятся на весьма небольшом участке поверхности стенки полости носа – в верхней части носовой полости. В так называемой крыше носа, расположенной позади его корня, обнаруживается слизистая оболочка другого типа, обонятельная слизистая оболочка. Она отличается от мерцательного эпителия, так как в этом участке находятся также нервные клетки, а именно обонятельные рецепторные клетки. Эти клетки на стороне, обращенной в полость носа, несут реснички – действительно напоминающие по форме ресницы выросты. На этих ресничках находятся обонятельные рецепторы, белки, распознающие пахучие вещества.

В процессе восприятия запаха посредством химического чувства, как уже было сказано, надо, чтобы хоть небольшая часть источника раздражения вступила в непосредственный контакт с рецепторами, а следовательно, и с нервной системой. Например, когда мы пьем кофе, часть пахучего вещества из напитка возгоняется в воздух и с током вдыхаемого воздуха поступает в носовую полость, где связывается с рецепторными белками рецепторных клеток. Не важно, что мы ощущаем – запах человеческого тела, коровьего навоза, пиццы или розы: каждый раз пахучее вещество и, соответственно, часть источника запаха, пусть даже крошечная, поступает в организм. При восприятии физических раздражителей, как я уже говорил, не происходит непосредственного контакта источника раздражения и рецепторных клеток.

Обонятельные рецепторные клетки

Обонятельные рецепторные клетки, как и все рецепторные клетки, являются нервными клетками, а значит, являются частью нервной системы. В случае физических чувств рецепторные клетки находятся в глубине тканей организма. Они могут повреждаться, если сила раздражения превосходит пороговый уровень – например, если мы смотрим на солнце или слышим невыносимый грохот. Но в принципе зрительные и слуховые рецепторные клетки хорошо защищены от воздействий окружающей среды. С обонянием как химическим чувством дело обстоит по-другому: рецепторные клетки должны находиться в непосредственном контакте с окружающим миром, так как иначе они не смогут нормально функционировать. Таким образом, помимо пахучих веществ на них действуют всевозможные токсические раздражители, которые потенциально могут их повредить и даже убить. По этой причине эволюция снабдила наши обонятельные рецепторные клетки особым свойством – способностью к регенерации. В обонятельном эпителии располагаются не только обонятельные рецепторные клетки, но и стволовые клетки, которые могут созревать и становиться рецепторными. Эта особенность присуща нервной системе взрослого человека, хотя в норме отмирающие нервные клетки не восстанавливаются, что, например, мы наблюдаем при поперечном миелите. Напротив, обонятельные рецепторные клетки образуются постоянно. По существующим оценкам, обонятельные клетки обновляются за период от шести недель до шести месяцев.

Исследование стволовых клеток является пока оживленно обсуждаемой темой, потому что получать их можно только из эмбрионов. Но стволовых клеток обонятельной слизистой оболочки эти этические дискуссии не касаются. Поэтому существует множество исследовательских групп, которые пытаются выделять стволовые клетки из обонятельной слизистой оболочки и пересаживать их в другие ткани, например в спинной мозг, в надежде, что там они будут дифференцироваться в нервные клетки спинного мозга. Этот подход пока только зарождается, но подает надежду, что когда-нибудь нам удастся излечить поперечный миелит.

Обонятельные рецепторы

Пахучие вещества, которые мы можем воспринимать обонянием, исчисляются сотнями тысяч. Но каким образом могут обонятельные рецепторные клетки регистрировать такое множество химических соединений? Чтобы попытаться дать ответ на этот вопрос, нам стоит присмотреться к органам чувств, принципы работы которых нам известны лучше и точнее: глубже всего исследовано в этом отношении зрение. Мы знаем, что палочки отвечают за черно-белое зрение, а колбочки – за цветовое. На самом деле в нашей сетчатке присутствуют колбочки трех различных типов, которые реагируют на световые волны различной длины. Клетки одного типа реагируют на длинноволновое излучение в красном спектре, клетки другого типа – на более короткие волны зеленого цвета, а клетки третьего типа – на еще более короткие волны синего цвета. Когда мы наблюдаем цветную поверхность, происходит стимуляция колбочек соответствующего типа. Если поверхность окрашена в зеленый цвет, то происходит стимуляция преимущественно колбочек, воспринимающих световые волны в зеленом спектре, а клетки двух других типов реагируют в меньшей степени; если поверхность окрашена в синий цвет, то прежде всего возбуждаются колбочки, реагирующие на синие световые волны. Если мы видим предмет бирюзового цвета, то возбуждаются колбочки синего и зеленого типов в равной степени. Когда же мы наблюдаем радугу, то происходит стимуляция колбочек всех трех типов. Специалисты подсчитали, что мы, люди, способны различать до десяти миллионов цветовых оттенков. Некоторые из нас страдают цветовой слепотой; в этом случае отсутствуют колбочки для зеленого цвета, а колбочки двух других типов сохранены. Дальтоники могут различать «всего» 40 000 цветовых оттенков. Таким образом, мы видим, что рецепторы одного дополнительного типа обеспечивают отчетливое увеличение числа различаемых стимулов.

Только недавно мы узнали, как функционируют обонятельные рецепторные клетки. Подобно рецепторным клеткам сетчатки, среди обонятельных рецепторных клеток существуют клетки, реагирующие на различные раздражители. В случае зрения известно свойство, по которому различают разные раздражители: колбочки трех типов соответствуют световым волнам разной длины. Этого оказывается вполне достаточно, ибо цвет определяется именно длиной световой волны. В случае химических соединений такой принцип не работает, так как отличия их друг от друга более разнообразны. Химические соединения могут содержать различные функциональные группы, быть спиртами, альдегидами, кислотами, содержать углеродные цепи различной длины, серные группы и бензольные кольца и многое, многое другое. И все эти вещества имеют разные запахи. Химические соединения, содержащие серу, пахнут тухлыми яйцами, соединения, содержащие бензольное кольцо, обладают ароматным запахом, альдегиды имеют сладковато-фруктовый запах, спирты, понятно, – спиртовой запах, запах алкоголя и так далее. Вещества невозможно упорядочить по запаху на какой-то оси, как это можно сделать с цветами, ориентируясь на длину их волн. Запахи намного сложнее, и для их описания требуется много разных дескрипторов. Вместо одного измерения, такого как длина волны, нам требуется некоторое множество измерений. Для того чтобы добиться адекватного восприятия запахов, недостаточно трех или четырех различных рецепторов, их необходимы десятки, а еще лучше – сотни.

Именно так функционирует рецепторная система обоняния. У нас, людей, существует от 350 до 400 различных типов обонятельных рецепторов, и на каждой рецепторной клетке присутствует рецептор только одного типа. Эти рецепторы реагируют не на какое-то одно пахучее вещество, но на функциональные группы, из которых состоят пахучие вещества. Летучие соединения, содержащие в молекуле спиртовую группу, стимулируют, следовательно, те обонятельные рецепторные клетки, которые реагируют на спиртовую группу. Таким образом, все эти соединения имеют один спиртовой признак, спиртовую ноту. Следовательно, какое-то одно пахучее вещество может стимулировать обонятельные рецепторные клетки разных типов, а единичная рецепторная клетка может реагировать на различные химические соединения. Число возможных комбинаций поистине умопомрачительно, особенно если подумать о том, что большинство пахучих веществ состоят не из какого-то одного химического соединения, но представляют собой смеси многих разных молекул. Например, кофейный аромат образуется в результате взаимодействия сотен различных пахучих веществ.

Обонятельные рецепторы, расположенные в других участках тела

Интересно, что обонятельные рецепторы обнаруживаются не только на обонятельных рецепторных клетках в обонятельной слизистой оболочке. Почти во всех тканях нашего организма, в печени, почках, кишечнике и так далее на клетках располагаются обонятельные рецепторы. Здесь эти рецепторы не имеют никакого взаимодействия с запахами, насколько это сейчас известно, но функция этих рецепторов пока не выяснена. Обонятельные рецепторы обнаруживаются даже на сперматозоидах, некоторые из них реагируют на запах жасмина. Представляется, что эти рецепторы помогают сперматозоиду обнаружить яйцеклетку. Очевидно, яйце клетки выделяют какое-то вещество, которое воздействует на обонятельные рецепторы поверхности сперматозоидов. Это вещество пока не идентифицировано, но, возможно, его обнаружение позволит разработать новые, негормональные контрацептивные средства.

В наших генах заложено строение всех синтезируемых в организме белков, а значит, запрограммировано и строение всех 400 обонятельных рецепторов. Всего эти программы занимают приблизительно 2 % всей нашей генетической информации. Эволюция, как правило, не сохраняет признаки, не важные для способности к выживанию. То, что целых два процента генетической информации зарезервированы для обоняния, означает, что оно очень важно для нашего выживания.

Обонятельный нерв

От обонятельных рецепторных клеток, расположенных в обонятельном эпителии, пучки нервных волокон направляются в головной мозг. Совокупность этих пучков образует I пару черепных нервов – обонятельный нерв. Всего у нас двенадцать пар черепных нервов, и каждый из них выполняет свою особую функцию. Студенты-медики всего мира, изучая анатомию, стараются наизусть затвердить названия и функции черепных нервов, и первой в этом списке значится пара nervus olfactorius, обонятельный нерв. II пара – это зрительный нерв, он проводит в мозг зрительную информацию. III, IV и VI пары черепных нервов отвечают за движения глаз, V пара нервов отвечает за тактильную и болевую чувствительность кожи и слизистых оболочек лица, XII пара отвечает за движения языка. Обонятельный нерв, таким образом, представляет собой совокупность пучков нервных волокон, начинающихся на обонятельной слизистой оболочке. В виде отдельных волокон обонятельный нерв входит в полость черепа позади корня носа, между глаз. Каждый пучок проходит сквозь собственное небольшое отверстие, а в результате весь нерв прободает кость черепа, как решето. Поэтому соответствующая кость называется решетчатой костью, а место, где проходят волокна обонятельного нерва, называется решетчатой пластинкой. Под решетчатой пластинкой находится полость носа, над ней – головной мозг.

Обонятельная луковица

Пучки волокон обонятельного нерва не отличаются большой длиной, они оканчиваются непосредственно над решетчатой пластинкой в структуре, напоминающей вытянутую в длину чечевицу, в обонятельной луковице. Когда анатомы говорят об обонятельной луковице, они имеют в виду не нос, а именно bulbus olfactorius. При резких смещениях головного мозга волокна обонятельного нерва могут подвергаться опасности. В норме головной мозг плавает в цереброспинальной жидкости. Когда мы наклоняем голову или качаем ею, эта жидкость служит амортизатором. Если же мы получаем сильный удар по голове, то может случиться так, что жидкость не может смягчить удар и мозг, смещаясь, ударяется о кости черепа; в таких случаях может развиться ушиб или сотрясение головного мозга. У сотрясения мозга весьма неприятные последствия: головная боль, тошнота, светобоязнь, быстрая утомляемость, а иногда длительная депрессия и тревожность.

Поскольку волокна обонятельного нерва не смещаются вместе с головным мозгом, так как они коротки и прочно фиксированы на решетчатой кости, постольку при резких смещениях головного мозга при его сотрясении может произойти их надрыв или разрыв. Результатом может стать полная или частичная утрата обоняния. Мы провели исследование, в ходе которого изучали состояние пациентов в первые дни после перенесенного сотрясения головного мозга, и выяснили, что в двух третях случаев имело место нарушение обоняния. Самое удивительное заключалось в том, что сами больные не замечали этого поражения; их, естественно, в первую очередь беспокоили другие симптомы сотрясения – головная боль и повышенная чувствительность к внешним раздражениям. Больные, однако, часто жаловались на безвкусную больничную пищу. В главе 6 мы увидим, каким образом связано с обонянием восприятие ароматов пищи. Я со своей стороны уверен, что жалобы пациентов были обусловлены не низкой квалификацией больничных поваров, а нарушением обоняния у самих пациентов.

К счастью, в обонятельном эпителии есть стволовые клетки. Обонятельные нервные клетки вновь возникают в течение нескольких недель после перенесенного сотрясения мозга и отращивают аксоны, восстанавливая связь обонятельного эпителия с обонятельной луковицей. Именно поэтому число пациентов с нарушениями обоняния после сотрясения мозга со временем, прошедшим после травмы, уменьшается, хотя в некоторых случаях нарушения остаются стойкими. Такое случается при кровотечениях или при рубцевании ткани мозга в области решетчатой пластинки, когда заново отрастающие волокна физически не могут достигнуть обонятельной луковицы; в этих случаях поражение становится стойким.

Обонятельный путь

В обонятельных луковицах происходит предварительная обработка обонятельной информации, а затем раздражение передается в центры обонятельного пути, то есть в те области головного мозга, которые отвечают за обработку обонятельной информации, а значит, и за восприятие запахов. Эти центры носят, я бы сказал, поэтические названия: «грушевидная кора», «миндалина» и «гиппокамп» («морской конек»). Здесь обонятельная информация достигает коры головного мозга, и здесь она нами осознается. Особенностью этих центров является то, что они отвечают не только за восприятие запахов и обработку обонятельной информации. В этом заключается особенность обонятельного пути. Для сравнения: центр, расположенный в затылочной доле, обрабатывающий зрительную информацию, так называемая зрительная кора, предназначена только для этой функции. Слуховая кора в височной доле обрабатывает исключительно слуховую информацию. Соматосенсорная кора в теменных долях обрабатывает тактильную, осязательную информацию. Напротив, обонятельные центры являются частью лимбической системы и поэтому решают более обширные и очень важные задачи.

Лимбическая система

С точки зрения филогенетики лимбическая система является древней частью головного мозга и залегает в глубине его ткани рядом с таким же древним стволом мозга. Лимбическая система отвечает за эмоции, которыми она управляет лишь под частичным контролем со стороны других участков мозга. Благодаря лимбической системе мы усваиваем новую информацию и запоминаем ее. Следовательно, к функциям лимбической системы относятся также запоминание и обучение. Центры вознаграждения головного мозга тоже относятся к лимбической системе, то есть это центры, обеспечивающие наше желание заниматься определенными, вознаграждающими видами деятельности: есть, когда мы испытываем голод, пить, когда мы испытываем жажду, заниматься сексом, учиться, получать хорошие оценки и делать многое другое. Многие наркотики стимулируют центры вознаграждения мозга, что становится причиной психологической зависимости, которая поддается лечению с большим трудом.

Обонятельная информация поступает непосредственно в лимбическую систему и активизирует центры головного мозга, отвечающие за память и припоминание, за эмоции и вознаграждения. Именно по этой причине каждый из нас, за исключением тех, кто не воспринимает запахи, может вспомнить случаи, когда запах вызывал сильные и эмоционально окрашенные воспоминания. Вот еще один наглядный пример из моего детства.

Когда мне было восемь лет, в моем родном городе завелся пироман. Однажды ночью я проснулся от воя сирены пожарной машины. Мерцал синий свет, отражавшийся от стен моей комнаты, а в воздухе висел противный запах паленой резины. Этот маньяк поджег автомобиль в нашем дворе. С балкона я смотрел, как храбрые пожарные добровольной команды из Лагундо тушили огонь. Запах, проблески синего маячка, пожарные, вой сирен – все это произвело на меня неизгладимое впечатление. До сего времени, когда я ощущаю запах жженой резины, я непроизвольно вспоминаю ту ночь, и меня даже охватывает страх, тот же самый, который я испытал тогда. Это воспоминание возникает именно от запаха горелой резины, а не от синих мигалок или воя сирен. Это обусловлено тем, что обонятельная информация поступает непосредственно в мозговые центры, отвечающие за память и эмоции, а затем активизирует эти воспоминания. Это лишь один пример из многих, и каждому из нас известен этот «эффект Пруста». Пробуждаемые запахами воспоминания могут причинять и неприятности, о чем мы знаем по рассказам жертв катастроф или войн. Например, солдаты американской армии, пережившие бомбежку и страдающие посттравматическим стрессовым расстройством, не могут готовить и есть барбекю, потому что запах горелой плоти возвращает их в тот страшный день, когда они, возможно, потеряли своих товарищей, и они снова переживают травмирующие события, испытывая те же чувства. Но с запахами могут быть связаны не только страшные и негативные чувства. Например, давно забытый аромат духов может напомнить о былой любви и перенести нас в юность, а запах старых книг способен вернуть нас в годы студенчества. Каждое такое воспоминание, как и вызвавшие его запахи, является сугубо индивидуальным.

Другие особенности обоняния

Есть и другие признаки, которые делают обоняние особенным чувством. Один из них представляет большой интерес с точки зрения нейроанатомии: все потоки информации других модальностей, поступающие в головной мозг, подвергаются перекресту. Правое полушарие отвечает за работу левой половины тела, а левое – за работу правой. Вот несколько примеров: правое полушарие контролирует работу левой руки, и наоборот; тактильная информация от правой стопы поступает в левое полушарие. С обонянием все обстоит не так: информация не перекрещивается, она обрабатывается на той же стороне головного мозга. Информация от правой половины носа обрабатывается в правой половине лимбической системы, а от левой половины носа – в левой половине лимбической системы.

Если это свойство является всего лишь любопытной анатомической подробностью, то вторая особенность обонятельной системы имеет также и функциональное значение. Во всех остальных органах чувств вся информация сначала переключается в релейной станции, в таламусе. Таламус – это крупная структура промежуточного мозга, а значит, она находится в глубине головного мозга. Перед тем как информация от органов чувств поступает в кору большого мозга, она проходит таламус, как своего рода фильтр. Таламус решает, какую информацию пропустить в кору и тем самым сделать ее осознанной. Таким образом, таламус можно считать «воротами сознания». Таламус выделяет только определенную, важную для организма информацию и пропускает ее в кору большого мозга, потому что в противном случае в сознание начнет поступать слишком много информации, которая перегрузит нас.

«Break on through to the other side»^[2]

«Расширение сознания», с которым связывают употребление многих наркотиков, зависит именно от таламуса. Как было недавно выяснено, такие психоделические субстанции, как ЛСД, мескалин или псилоцибин, повреждают функцию привратника, которую выполняет таламус, и поэтому действие наркотических веществ можно объяснить их влиянием на таламус. Попытка описать этот процесс в художественной форме представлена в эссе Олдоса Хаксли «Двери восприятия», опубликованном в 1954 году. Примерно тот же смысл вкладывается и в название музыкальной группы The Doors.

Обоняние работает совершенно по-другому. Хотя связи с таламусом существуют, большая часть обонятельной информации, как уже было сказано, поступает непосредственно в кору лимбической системы. Таким образом, обонятельная информация не контролируется таламусом и в «нефильтрованном» виде проникает в сознание. Возможно, этим объясняется, почему пробуждаемые запахами ассоциации и чувства так сильны.

Последний пункт, находящийся в связи с отсутствием переключения потока обонятельной информации в таламусе, также отличает обоняние от других чувств: восприятие почти всех чувственных раздражителей может разбудить нас. Если мы будем кричать в ухо спящему человеку, то он проснется. То же самое произойдет, если энергично его потрясти или направить ему в лицо свет яркого фонаря. Можно капнуть на язык спящему концентрированный раствор поваренной соли, и он тоже проснется. Запахи, напротив, могут и не вызвать реакцию пробуждения. Это, в принципе, не создает особых проблем, но с одним исключением: во сне мы можем не почувствовать запах дыма и проснемся только тогда, когда дым станет настолько густым, что начнет раздражать нос и дыхательные пути, но в определенных обстоятельствах такое пробуждение может оказаться запоздалым. В бодрствующем состоянии наш нос весьма чувствителен к запахам, и запах дыма мы улавливаем раньше, чем на него среагирует датчик задымления. Однако, когда мы спим, восприятие запахов притупляется, и тогда нам необходим электронный детектор. Когда начинает звучать тревожный сигнал, нас будит звук, и мы можем успеть спастись. Если же у нас нет исправного датчика дыма, то мы подвергаемся опасности задохнуться от газа или не найти пути к спасению. Поэтому разумно постоянно контролировать исправность датчиков дыма. Важно также знать, как функционирует наше обоняние.

Домашнее задание

Охватывают ли вас при восприятии определенных запахов очень позитивные или очень негативные чувства? Нет ли причин этому в вашем прошлом? Подумайте, какие истории связаны с этими ощущениями. Поговорите с другими людьми. Какие запахи вызывают у вас «эффект Пруста»?

Глава 3
Запах носится в воздухе: приятные и неприятные запахи

Из этой главы вы узнаете:

• почему одни запахи мы находим приятными, а другие – неприятными,

• что некоторые парфюмерные запахи в концентрированном виде просто ужасны,

• что наши ожидания влияют на восприятие запаха.

Другие страны – другие запахи

Путешествие за границу – это всегда приключение. Надо настроиться на другой климат, возникают трудности с общением, да и еда по вкусу отличается от привычной. Пребывание в Италии нельзя считать полноценным без посещения пиццерии, а по приезде в США только после первого куска настоящего гамбургера начинаешь чувствовать, что ты на самом деле находишься в этой стране. Тот, кто был в Японии и не попробовал суши, можно считать, там не был. Несмотря на то что пиццу, гамбургер и суши можно теперь поесть в любой стране мира, эта кулинарная классика кажется вкуснее у себя на родине.

Есть, однако, пищевые продукты, которые приходятся по вкусу отнюдь не каждому иностранцу. Типичный пример – фрукт дуриан. Его называют «королем тропических фруктов», и в странах Юго-Восточной Азии он считается деликатесом. Родина дуриана – Индонезия и Малайзия, но сейчас его выращивают повсеместно в Юго-Восточной Азии и в других тропических странах. Фрукт выглядит как колючий кокосовый орех, но кожура намного мягче. Фрукт трудно вскрыть; под оболочкой находится мякоть кремовой консистенции. Особенность дуриана заключается в том, что для новичка он ужасно воняет. Очень красноречивы его неофициальные названия – «сырный фрукт», «вонючий фрукт» или «рвотный фрукт». Мне лично кажется, что он пахнет компостом. В Сингапуре плоды дуриана запрещено провозить в метро. Несмотря на это, он ценится очень высоко. Сейчас его можно купить и на Западе, особенно в крупных городах, где проживает много людей южноазиатского происхождения. Я имел сомнительное удовольствие попробовать рулет из дуриана, приготовленный китаянкой, женой одного моего коллеги. Первый кусок я откусил чисто из любопытства, но доедал рулет уже исключительно из вежливости; поклонником дуриана я так и не стал.

Но не надо ехать в Юго-Восточную Азию для проведения кулинарных экспериментов. В Северной Европе есть один, на мой взгляд, куда худший «деликатес» – сюрстрёмминг, шведский кулинарный изыск, название которого можно перевести как «прокисшая селедка». Для приготовления этого блюда балтийскую сельдь помещают в рассол, в котором она начинает бродить. До окончания брожения сельдь вместе с рассолом фасуют в запаянные консервные банки. Продолжающееся брожение раздувает жестяные банки. Моя мать с раннего детства внушила мне, что вздутая консервная банка – верный признак того, что ее содержимое безнадежно испорчено. Очевидно, однако, что это предостережение не относится к сюрстрёммингу, который, по большинству отзывов, «воняет невероятной тухлятиной».

Несколько лет назад во время посещения Стокгольма я зашел в супермаркет и купил банку «прокисшей сельди», чтобы отвезти маме в Южный Тироль. Сначала мама очень обрадовалась, когда я сказал, что привез ей шведский деликатес. Но, когда я рассказал о «славе» сюрстрёмминга, мама запретила мне открывать банку вблизи от нашего дома, не говоря уже о кухне. К счастью, мой брат как раз в это время решил организовать гриль на свежем воздухе, куда был приглашен и я. Я решил пойти на эту вечеринку со своим сюрпризом. Пока остальные гости занимались грилем, мы с моим вторым братом зашли за дом и принялись осторожно вскрывать банку. Разумеется, мы не подумали о том, что содержимое банки находилось под высоким давлением, и, как только я консервным ножом проткнул банку, из нее хлынула струя вонючего рассола, которая едва не обдала нас с головы до ног.

В тот же миг в нос нам ударила зверская вонь, которую я – может быть, не вполне точно – сравнил бы с запахом смерти. В лучшем случае от банки воняло, как от засорившейся в жаркий летний день канализации. Потом мы увидели «прокисшую селедку» во всей ее красе: в серовато-коричневой жиже плавали какие-то бесформенные куски. Хуже всего был этот чумовой запах, исходивший от банки. На вкус, правда, эта селедка оказалась не так уж плоха – во всяком случае, лучше, чем я ожидал. Она напоминала зрелый, очень зрелый сыр, но, в отличие от сыра, никакого удовольствия я не получил и попробовал это месиво, можно сказать, против воли. Но знакомство с неожиданностями сюрстрёмминга продолжилось и после этого. Брожение благополучно продолжилось и в моем желудке. Следующие 24 часа меня преследовала частая отрыжка, и каждый раз меня окутывал аромат прокисшей сельди. То же самое случилось со мной на следующее утро, когда я покупал булочки в ближайшем хлебном магазине. Я рассчитался и торопливо покинул лавку, заметив, что другие покупатели лихорадочно озираются, стараясь понять, откуда так воняет.

Дуриан и сюрстрёмминг могут казаться нам странными кулинарными изысками. Но у нас самих есть кажущиеся нам нормальными предпочтения, которые могут показаться странными представителям других культур. Примером может служить сыр. На самом деле сыр есть не что иное, как прокисшее и свернувшееся молоко, то есть молоко испорченное. Тот, кому случалось летом забывать сыр в машине, может подтвердить, что пахнуть он может очень неприятно. В то время как мы готовы переплачивать за камамбер, аппенцеллер и тому подобное, существуют культуры, представители которых употребляют в пищу мало молочных продуктов или вообще их избегают; этих людей трудно убедить в отличном вкусе сыра. Сейчас глобализация медленно, но верно меняет ситуацию, но всего несколько лет назад в Японии было очень трудно найти хороший ароматный сыр.

Наши предпочтения зависят, таким образом, от того, знакомы ли мы были раньше с соответствующими запахами. Со временем люди привыкают к новым ароматам, и возможно даже, что эти запахи начинают им нравиться. Но часто приходится преодолевать отвращение, во всяком случае сначала. Каждый, кто пытался убедить ребенка попробовать новое блюдо, знает, насколько это трудно. Эту неофобию мы обсуждали в главе 1, она выражается старой пословицей: «Чего мужик не знает, того он есть не станет». Эта расхожая мудрость легла в основу выживания вида: можно есть только то, что с гарантией съедобно на основании прошлого опыта. В наше время, когда доступ к пище стал практически неограниченным, а мы стараемся питаться разнообразно, страх перед новым ослабел, но остается весьма тягостным для молодых родителей.

По-прежнему, как и раньше, трудно убедить ребенка начать есть брокколи, шпинат и все подобное, потому что эти овощи содержат довольно много горьких веществ; трудно также убедить ребенка начать есть грибы – из-за их текстуры. В случаях других продуктов питания на удивление хорошо работает правило постепенного привыкания. У взрослых процесс привыкания к новому протекает легче, потому что мы можем уговорить себя, что сельдерей полезен, а в артишоках много важного для нас витамина B. Дети не слишком охотно прислушиваются к подобным аргументам.

Почему одни запахи нам нравятся, а другие нет?

Но от чего зависит то, что одни запахи мы воспринимаем как аромат, а другие – как зловоние? Это зависит от четырех факторов: химического состава, концентрации, наших ожиданий и нашего опыта контакта с этим запахом.

Химический состав

Проще всего понять действие этого фактора. Вещества, содержащие соединения серы, часто неприятно пахнут тухлыми яйцами. Напротив, соединения, содержащие бензольное кольцо, чаще имеют приятный цветочный или фруктовый запах.

Ядовитость определяется дозой

Но объяснить все химическим составом нельзя. В действительности запах концентрированных пахучих веществ воспринимается как неприятный. Это касается, например, человека, который едет с нами в кабине лифта, а перед этим «искупался» в одеколоне, или ароматических свечей, которые горят в избыточном количестве, и многого другого. Эти запахи сами по себе приятны, но при высокой концентрации воспринимаются как неприятные, резкие и удушливые. Справедливо и обратное: различные вещества, обладающие очень неприятным запахом, в малых концентрациях воспринимаются как приятные; это обстоятельство даже используется в парфюмерии.

При составлении духов парфюмер должен использовать три компонента: головную ноту, как правило, в высшей степени летучее пахучее вещество, которое воспринимается сразу после нанесения на кожу; сердечную ноту, которая начинает звучать после того, как испарится головная нота, – этот второй компонент чаще всего отличается цветочным ароматом; и самую устойчивую основную, базисную ноту, состоящую из тяжелых, длительно сохраняющихся запахов. Для базисной ноты используют секреты желез определенных животных – сами по себе эти вещества обладают очень неприятным запахом.

Например, а́мбра – это продукт из непереваренных пищевых остатков, добытых из кишечника кашалота. Эти вещества выделяются при рвоте или выходят с калом. Куски амбры весом в десятки килограммов обнаруживаются в морях, где их и добывают. Эта похожая на воск субстанция отвратительно пахнет калом и морской водой, но при добавлении в небольших количествах к духам придает им сухой древесный и немного табачный аромат. Сегодня амбру заменяют синтетическим веществом амброксаном. Другой пример такого рода – мускус. Одно из выделяющих мускус животных, кабарга, родственная оленям, обитает в горах Дальнего Востока. Природный мускус добывают из мускусной сумки самцов, железы, расположенной между половым членом и пупком. Добытое вещество затем высушивают. У кабарги этот секрет выступает в роли афродизиака во время гона, у людей мускусу приписывают такое же свойство. Неразведенный мускус пахнет калом и псиной, но при разведении приобретает бодрящий сладковатый аромат.

Некоторые виверры вырабатывают похожее вещество: самцы семейства виверровых вырабатывают в особых перианальных железах, расположенных ниже заднего прохода, особый густой секрет, которым они метят территорию. Это вещество, цибет, имеет в высшей степени неприятный тухлый запах. В парфюмерии его разводят, после разведения цибет приобретает приятный кожистый и мускусный запах. Бобровая струя – это приблизительно такой же секрет, вырабатываемый бобрами. Вещество это сильно разводят для применения в парфюмерии, а также в качестве ароматизирующей добавки к некоторым продуктам питания. Бобровая струя придает пище ягодный аромат.

Всем этим веществам, отчасти и сегодня, приписывали и приписывают свойства афродизиаков. Они очень дороги, а в настоящее время благодаря законам о защите животных их все чаще заменяют синтетическими аналогами. Эти примеры показывают, в какой большой степени может концентрация пахучих веществ изменять восприятие запахов. Почти каждое пахучее вещество начинает неприятно пахнуть в высокой концентрации, а почти каждое вонючее соединение воспринимается как приятный аромат, если его правильно разбавить.

Психологический компонент: наши ожидания

Но химический состав и концентрация – это не единственные факторы, влияющие на восприятие запахов. Еще один пункт – это мы сами, наши связанные с запахом ожидания. Психология говорит, что мы можем изменить наше восприятие какого-либо запаха в зависимости от того, какую установку мы с ним связываем. Мы – моя группа и я – исследовали этот вопрос с помощью испытуемых – студентов. Сначала мы выбрали запахи из следующего списка: хвойное масло, можжевельник, тмин, сырный аромат и т. д. Для каждого из этих запахов мы выбрали по два обозначения – одно позитивное, другое негативное. Для сырного аромата мы подобрали два определения – «пармезан» и «рвотная масса», для тмина – «индийское блюдо» и «грязное белье». В первой фазе исследования мы выясняли, соответствуют ли дескрипторы запахам. Наши испытуемые подтверждали выбор. То есть для них «пармезан» и «рвотная масса» одинаково хорошо описывали, как пахнул наш сырный аромат.

После этого началась вторая фаза исследования. Пятидесяти участникам мы сообщили, что исследуем порог восприятия запахов, – чтобы они не слишком концентрировались на определении идентичности запаха. Например, им говорили: «Скажите, пожалуйста, чувствуете ли вы запах пармезана?» После этого специальный механизм выдувал порцию воздуха, в котором содержался либо сырный аромат, либо вообще не было никакого запаха. Поскольку у всех наших испытуемых было нормальное обоняние, то они все были в состоянии уловить дух сыра. После этого мы, как бы между прочим, спрашивали испытуемых, насколько приятным и аппетитным был запах, который они только что ощутили. Если испытуемые ожидали учуять запах пармезана, то они находили воспринятый ими запах как приятный и аппетитный. Если же в следующем эксперименте мы предъявляли им точно такой же запах, но они думали, что нюхают «рвотную массу», то испытуемые воспринимали запах как неприятный и в высшей степени неаппетитный. То же самое действие проявлялось и при использовании других пахучих веществ из нашего списка.

После эксперимента мы спросили испытуемых, сколько различных запахов им было предъявлено. Подавляющему большинству так и не стало понятно, что им дважды предъявляли один и тот же запах, один раз под привлекательным названием, а другой раз под негативным. Они не могли в это поверить даже после наших разъяснений. Это показывает, насколько сильно наши ожидания влияют на наше восприятие. Это легко может представить себе каждый. Когда я вдыхаю запах лимона и мне говорят, что это лимонная кислота, то запах покажется мне приятнее, чем если мне скажут, что это цитраль. Если же мне скажут, что я нюхаю диметилоктадиен, то я, скорее всего, отшатнусь от запаха, так как он покажется мне слишком навязчивым и химическим. При этом все названные наименования являются синонимами, ибо лимонный аромат цитраля обусловлен именно диметилоктадиеном.

Это влияние я смог с равным успехом исследовать на самом себе. В то время, когда мы проводили исследование, я каждый день проезжал на велосипеде мимо пункта приема отходов. Стояло лето, и от пункта постоянно исходил сладковато-гнилостный запах. Запах был относительно силен и весьма неприятен; я предположил, что это гниет какой-то компост, и больше об этом не думал. Однажды в пятницу друг пригласил меня на барбекю, соблазнив отличным пивом. Я спросил, где его варят, и он ответил, что недалеко от моего дома, как раз возле того пункта приема отходов. И тут меня озарило: запах, который я чувствовал во время своих поездок и находил столь неприятным, проистекал вовсе не от компоста, которого не могло быть в пункте приема, а от пивоваренного завода, находившегося на противоположной стороне улицы. То, что я нюхал, было не запахом гниющих овощей, а запахом перебродившего солода. С этого дня тот запах стал для меня более приятным. Если раньше, проезжая мимо того места, я старался дышать ртом, то теперь я вдыхал воздух полной грудью, особенно по пути домой, чтобы настроиться на славный пивной вечер.

Хорошие и плохие воспоминания

Три вышеперечисленных пункта, однако, объясняют не все в восприятии запахов. Тому, кому хотя бы один раз стало плохо после употребления в пищу какого-то продукта, становится неприятным даже его запах, независимо от того, как сильно он ему нравился до того рокового дня. Это пример выработки классического условного рефлекса, когда аромат данной пищи почти неизбежно вызывает тошноту. Но этот же механизм работает и в противоположном направлении: если мы связываем запах с какими-то приятными обстоятельствами, то он начинает нам нравиться больше. Этот феномен может проявляться и в других контекстах: люди, работающие на фабрике, издающей какой-то определенный запах, находят его менее отталкивающим, чем те, кто вынужден его вдыхать, живя неподалеку от пахучего производства. Для рабочего этот запах воплощает его хлеб насущный и поэтому кажется приятным, в то время как соседу он кажется тягостным или даже опасным и поэтому воспринимается как неприятный.

Неприятное находится в мозге

Но каким образом наш мозг приходит к заключению о том, что «приятно», а что «неприятно»? Не существует рецепторов, которые с особенной силой реагировали бы на приятные запахи или другие раздражители. Но все же существуют определенные области мозга, отвечающие за такое различение: к ним относится миндалина, с которой мы уже познакомились. У млекопитающих эта область связана с выработкой условного рефлекса, отвечающего за страх и за негативные чувства. Другая структура – это поясная извилина, gyrus cinguli. Этот участок коры мозга также активизируется в ответ на негативные чувства, как, например, на боль или на восприятие отталкивающих образов. Если мы оцениваем запах негативно, то активизируются преимущественно миндалина или поясная извилина.

Это показывает, насколько наше обоняние зависит от нашей психики. Мы не можем влиять на то, как пахнет окружающий нас мир. Но мы можем изменить установку в отношении источника запаха. Если мы работаем над нашей установкой к запаху, то изменяется и наше восприятие. Мы можем активно сделать запах позитивным, и это облегчает нам возможность начать воспринимать его как приятный. Когда мы едем в другую страну, мы позитивно настраиваемся на чужую кухню. Поэтому ее запахи и ароматы становятся для нас лучше, и мы получаем больше удовольствия от отпуска.

Домашнее задание

Во время своего следующего отпуска попробуйте отведать по крайней мере две вещи, которые вы не пробовали никогда в жизни, – чем более экзотические, тем лучше. Осознанно принюхайтесь к ним и постарайтесь уловить хорошо знакомое и новое. Чувствуете ли вы запах, который кажется вам особенно отталкивающим? Постарайтесь определить его в позитивных понятиях, нюхайте его, когда прекрасно себя чувствуете или у вас в жизни все хорошо. Проводить такой эксперимент трудно, но не заметили ли вы по прошествии нескольких недель, что восприятие этого запаха изменилось?

Глава 4
Запахи тела: неповторимые и незаменимые

Из этой главы вы узнаете:

• что запах нашего тела так же неповторим, как отпечатки пальцев,

• что на него влияет,

• как мы воспринимаем запах новорожденного.

Как обоняние младенца способствует возникновению привязанности

Рождение ребенка, особенно первого, является сильным потрясением для родителей. Жизнь радикально меняется буквально в считаные дни. В семье вдруг появляется маленький человек, требующий от матери и отца почти полного внимания. Вынужденно меняется ритм сна и бодрствования: родители теперь спят не тогда, когда захотят, а когда имеют возможность. Общение с новорожденным, однако, на первых порах является весьма и весьма ограниченным. Когда он не спит, его надо кормить, а в моменты, когда он не спит и не ест, ему надо менять пеленки. Моменты, когда ребенок действительно как-то общается с окружающим миром и родителями, довольно редки. Несмотря на это, большинство молодых родителей утверждают, что рождение ребенка стало для них счастливейшим событием, а ребенок – самым важным человеком в жизни. Этим, помимо прочего, объясняется, почему родители так усердно заботятся о ребенке и мирятся с резким ухудшением качества своей жизни. С точки зрения способности нашего вида к выживанию представляется очень важным, чтобы с самого начала, с рождения ребенка, установилась прочная, взаимная привязанность родителей и ребенка. В отличие от других млекопитающих человек в момент рождения очень ограниченно приспособлен к самостоятельному выживанию. Проходят месяцы и годы, прежде чем мы начинаем самостоятельно питаться, передвигаться и общаться. Нет поэтому ничего удивительного в том, что эволюция создала разнообразные механизмы, формирующие сильную привязанность родителей – и прежде всего матери – к новорожденному. При этом привязанность проявляется с обеих сторон.

Первой задачей новорожденного является распознавание источника питания и безопасности – то есть матери. Когда старшие дети и взрослые пытаются кого-то узнать, то главным условием такого узнавания является возможность посмотреть на этого человека. В самом деле, мы, люди, прекрасные специалисты в этой области, в распознавании лиц, даже если сами мы считаем, что испытываем с этим определенные трудности. Например, в любой толпе мы легко и безошибочно распознаем друга или мать. Однако новорожденный не может опираться на зрение, ибо страдает сильной дальнозоркостью, не умеет различать цвета и изрядно косит. Зрение созревает со временем и полностью формируется только к шести годам, то есть к тому моменту, когда ребенок идет в школу. Когда взрослый человек склоняется над кроваткой, младенец узнает только большую тень, которая перемещается в его поле зрения.

В противоположность зрению другие органы чувств развиты у младенца не в пример лучше. Новорожденные очень хорошо слышат, несмотря на то что им требуется длительное время для овладения речью. Например, мозг младенца отчетливо реагирует на чужой акцент или диалект, то есть можно утверждать, что новорожденный уже умеет различать диалекты и языки; маленькие дети распознают людей по голосам. На голос матери младенец реагирует не так, как на другой женский голос. Голос матери действует на ребенка успокаивающе. Хорошо развито у новорожденного и обоняние. Уже в утробе матери нервные клетки обонятельной слизистой оболочки вступают в контакт с околоплодной жидкостью и с содержащимися в ней различными химическими соединениями. За счет этих веществ, характерных и специфичных у каждой женщины, плод привыкает к запаху матери. После рождения влияние телесного запаха матери еще более усиливается за счет тесного контакта во время кормления или просто при держании на руках. Известно, что запах матери действует на ребенка успокаивающе. Многие отцы знают, что мало что может так хорошо успокоить плачущего в отсутствие матери ребенка, как одна из ее вещей, например ночная рубашка.

В чреве матери ребенок учится распознавать не только запах матери. На состав околоплодной жидкости влияет питание матери. Если беременная женщина ест чеснок, то частично его аромат через плаценту проникает в околоплодную жидкость и плод воспринимает это пахучее вещество. При этом плод «познает» ароматы, а те, в свою очередь, формируют его предпочтения. После рождения то же самое, впрочем, происходит за счет материнского молока, состав которого меняется в зависимости от питания матери. Если мать во время беременности ела много моркови, ребенок будет предпочитать морковное пюре, когда его начнут докармливать; если мать ела фенхель, то, соответственно, ребенок будет предпочитать пюре из фенхеля. Это означает, что люди уже в чреве матери умеют воспринимать и распознавать запахи и ароматы. Таким образом, предпочтения определенных ароматов формируются очень рано. Здоровое питание матери имеет смысл на всем протяжении беременности, но решающую роль в формировании предпочтений ребенка играет последняя треть беременности.

Как возникает наш индивидуальный телесный запах?

Вместе с тем мы способны воспринимать и собственные телесные запахи. Они возникают в результате деятельности так называемых апокриновых потовых желез, расположенных в подмышечной и аноректальной областях. В отличие от потовых желез, расположенных на спине, лице и руках, которые выделяют простой солевой раствор и участвуют в регуляции температуры тела и электролитного баланса организма, апокриновые железы продуцируют целый букет пахучих веществ, которые в совокупности определяют индивидуальный запах тела. Каждый из нас обладает специфическим собственным телесным запахом; идентичными запахи бывают только у однояйцовых близнецов.

Телесные запахи в работе полиции

Так как каждый человек обладает своим единственным и неповторимым запахом, это обстоятельство начали использовать в полиции для идентификации подозреваемых. Область криминалистики, занимающаяся запахами тела, называется одорологией. В отличие от отпечатков пальцев, которые после их взятия можно сфотографировать и сколько угодно размножать изображение, образцы запаха, хотя и можно хранить – Штази в бывшей ГДР сохраняла образцы телесных запахов диссидентов, – но невозможно размножать и копировать. Мы знаем, однако, специалистов, которых привлекают для распознавания и сравнения телесных запахов, – это собаки. Существуют полицейские собаки, натренированные на распознавание телесных запахов. При этом собаки сравнивают запах тела подозреваемого с пробами запахов, взятых на месте преступления. Если собака начинает лаять, то это считается указанием на возможное соучастие подозреваемого. В Венгрии, где одорология развита лучше всего, а псов дрессируют в этом отношении лучше, чем где-либо в мире, соответствующее поведение собаки рассматривается судом как достоверное доказательство.

Помимо этого, запах тела зависит от питания и может меняться под влиянием таких специй, как карри или чеснок. Состав этих пахучих веществ меняется также под влиянием бактерий, обитающих на поверхности кожи. Характерный запах пота в меньшей степени определяется веществами, вырабатываемыми апокриновыми потовыми железами, но скорее является результатом разложения этих веществ под действием бактерий.

Запах нашего тела: часто нежелательный и изменчивый, но неповторимый

Нам не надо быть собаками-ищейками, чтобы воспринимать телесные запахи – наши собственные и других людей. Приятен запах или неприятен, зависит от того, где человек живет, то есть эти свойства являются культурно обусловленными. Например, то, что в запахе пота является приемлемым в Европе, считается неприятным в Северной Америке. Но в основном ощутимый запах тела в западной цивилизации стал неприемлемым. При этом запах тела выполняет определенную социальную функцию: в буквальном смысле слова он определяет, кого мы можем «унюхать», а кого нет. В прошлом запах тела считался приемлемым. Стоит вспомнить Наполеона, который через курьера просил свою Жозефину прекратить мыться, потому что он приедет уже через три дня. Сегодня мы пытаемся за счет частого мытья свести запах тела к минимуму. Мы применяем дезодоранты, чтобы уменьшить выделение пота, пользуемся духами, жидкостью после бритья, туалетной водой и другими средствами, чтобы заглушить запах тела. С той же целью мы проветриваем и стираем одежду и постельное белье, применяем ароматизированные моющие средства и смягчающие ополаскиватели – и все это для того, чтобы никто не почувствовал запаха нашего тела.

Однако, несмотря на все химические ухищрения, полностью избавиться от запаха нам не удается. Если же мы все время вдыхаем запах нашего тела, то настолько к нему привыкаем, что чувствуем его только тогда, когда он становится особенно сильным. То же самое происходит при использовании косметики: мы не хотим с ее помощью полностью изменить свою внешность, но лишь подчеркнуть небольшим макияжем те части лица, которые находим особенно красивыми. С помощью духов и прочих подобных средств мы также пытаемся модулировать свой собственный природный запах: нам хочется выглядеть более мужественно или более женственно, пахнуть более терпко или более очаровательно, пахнуть хвоей или жасмином. Духи должны подчеркивать определенные характеристики, но не должны полностью подавлять естественный запах тела. Мы все знаем людей, злоупотребляющих парфюмом; в обществе они появляются буквально окутанные облаком запахов. При этом происходит то же, что происходит и с природным запахом тела: эти люди привыкают к запаху духов и перестают их чувствовать.

Запах тела изменяется также при определенных заболеваниях. Есть даже экстремальные примеры – триметиламинурия, или синдром рыбного запаха. При этом редком врожденном заболевании перестает нормально работать фермент FMO3. В результате усиливается запах триметиламина, который пахнет лежалой рыбой; запах сильнее всего проявляется в моче, поте и выдыхаемом воздухе. В результате пациент, который во всех остальных отношениях абсолютно здоров, начинает пахнуть несвежей рыбой. Этот запах можно ослабить соответствующей диетой и приемом лекарств. Есть еще одно куда более распространенное заболевание, сочетающееся с типичными изменениями запаха тела: при хронической почечной недостаточности почки перестают справляться со своими функциями, в результате чего снижается, а иногда и вовсе блокируется скорость выведения продуктов обмена веществ. При этом в крови накапливаются вещества, которые в норме выводятся с мочой, – мочевая кислота, мочевина и креатинин – и придают ей характерный запах. Из крови эти вещества диффундируют во все ткани больного, а затем выделяются с потом. На поздних стадиях хронической почечной недостаточности от пациента исходит типичный мочевой запах.

Еще один пример: при неправильном лечении сахарного диабета организм в результате дефицита инсулина может лишь ограниченно использовать содержащийся в крови сахар. В результате организму приходится извлекать энергию из жира. При этом в крови нарастает содержание так называемых кетоновых тел, которые, с одной стороны, снижают pH крови до опасного уровня, а с другой – начинают выделяться с выдыхаемым воздухом. Кетоновые тела придают выдыхаемому воздуху характерный фруктовый запах ацетона, который похож на запах средства для удаления лака с ногтей. Типичные запахи возникают также при таких инфекционных заболеваниях, как тонзиллит или вагинит.

Большинство этих заболеваний с их типичными запахами известны уже давно. На примере других млекопитающих мы знаем, что состояние здоровья другой особи определяют по запаху ее тела. Новейшие исследования показывают, что такое происходит и у людей. Когда мы заболеваем какой-либо инфекционной болезнью, например простудой или гриппом, то уже через несколько часов после начала заболевания меняется запах нашего тела. На самом деле по-другому начинает пахнуть даже комната, в которой находится лихорадящий пациент. Запах тела больного не только неприятен, он даже меняет наше восприятие окружающего мира. Например, лица на фотографиях, которые мы рассматриваем, чувствуя запах больного, кажутся нам менее красивыми, чем обычно. С точки зрения эволюции этот механизм имеет смысл, так как помогает нам держаться подальше от больного и избежать заражения. В долгосрочной перспективе это повышает шансы на выживание как отдельной особи, так и всего вида.

Но не только болезни изменяют запах тела; на него оказывают влияние также и гормоны. Когда мы испытываем страх, изменяется состав нашего пота (он буквально начинает пахнуть страхом). Когда другой человек воспринимает этот запах, он тоже начинает испытывать страх. Ученые подтвердили это с помощью фильмов ужасов, когда участников эксперимента во время просмотра подвергали действию запаха пота парашютистов во время прыжка; это усиливало пугающее воздействие фильма. Всем преподавателям знаком запах аудитории, в которой проходит экзамен. Когда же молодые люди, прежде всего мужского пола, вступают в пубертат, запах их тела разительно меняется, и родители сразу понимают, что их чадо должно теперь строже соблюдать правила гигиены.

Гормоны и обоняние

Гормоны влияют не только на запах тела, но и на нашу способность воспринимать запахи. Упомянутые выше молодые мужчины становятся менее чувствительными к запаху мужского пота. До наступления пубертата мальчики и девочки одинаково хорошо чувствуют запах мужского пота, но после наступления пубертата юноши начинают справляться с таким различением хуже.

Менструальный цикл также влияет на восприятие запахов: к моменту овуляции запах мужского пота перестает казаться женщине неприятным, каким он кажется ей в другие периоды цикла. Гормоны, содержащиеся в противозачаточных таблетках, могут менять восприятие запахов, и есть сообщения о некоторых случаях, когда женщины, чтобы зачать ребенка, переставали принимать противозачаточные таблетки, но при этом запах партнера становился таким неприятным, что о зачатии уже не могло быть и речи.

«Мой сладкий»: запах младенца

Таким образом, существуют запахи, которые предупреждают нас о том, что от его источника надо держаться подальше. Но существуют ли запахи, которые заставляют нас сближаться с источником? Существуют ли запахи тела, которые помогают укреплять межличностные связи? Такая связь является исключительно важной, особенно в начале новой жизни. Новорожденные на сто процентов зависят от постороннего ухода. Помогает ли запах тела младенца устанавливать его тесную связь с матерью?

Мы решили выполнить научное исследование этого вопроса; в работе приняли участие ученые из Швеции, Германии, Франции и Канады. При этом нас в большей степени, чем влияние запаха тела на привязанность матери к своему ребенку, интересовал запах тела новорожденного. Для этого надо было сначала получить образцы такого запаха. Для этого мы просили разрешения у родителей надевать на их детей в течение первых двух дней жизни специальные пижамы. Эти пижамы предварительно обрабатывали нейтральной в отношении запахов жидкостью, чтобы ткань не пропитывалась никакими другими запахами. После того как младенцы в течение двух дней носили эти пижамы, на которые переходил младенческий запах, пижамы замораживали до минус 80 градусов, чтобы сохранить запах.

Потом мы перешли к изучению молодых матерей. Нам надо было посмотреть, как запах младенца обрабатывается в их мозге. Нам было важно, чтобы это были первородящие женщины, чтобы исключить фактор влияния других детей. Кроме того, непременным условием было нормальное протекание беременности и родов. Мы отобрали пятнадцать молодых матерей, которые согласились участвовать в нашем исследовании на протяжении нескольких недель после родов. Для сравнения мы создали группу из пятнадцати молодых нерожавших женщин.

За час до начала исследования мы размораживали пижамы. Женщин помещали в сканер аппарата МРТ, что позволяло нам видеть ответы мозга на обонятельные раздражения. Было важно, чтобы женщины воспринимали не запах собственного ребенка, а запах чужого; каждая женщина при этом нюхала пижамы нескольких младенцев. Сначала мы исследовали, были ли какие-либо различия в оценке запахов. Женщины из группы матерей и из контрольной группы оценивали эти запахи одинаково – как слабые и приятные. Удивились мы потом, когда получили результаты МРТ-исследования: испытуемые обеих групп не выказали активации тех участков мозга, которые обычно активизируются в норме при восприятии запахов. Это было странно, так как хотя ощущение запаха было слабым, оно было вполне отчетливым. Мы стали искать другие очаги возбуждения, и мы их нашли: у женщин обеих групп активация происходила в областях мозга, отвечающих за вознаграждение. Кроме того, активация была более отчетливой в группе матерей в сравнении с контрольной группой. В норме эти мозговые центры напрямую чувственными раздражителями не стимулируются. Они отвечают на другие стимулы – например, когда голодный получает еду, а жаждущий воду. Зависимые от наркотиков люди возбуждают эти области мозга, когда принимают одурманивающее зелье. К возбуждению центров вознаграждения приводит также половая активность.

Результат нашего исследования был ясен. Запах тела новорожденного стимулирует центры вознаграждения у молодых женщин вообще, а в частности сильнее у молодых матерей, чем у нерожавших молодых женщин. Таким образом, для женщины, прежде всего для матери, вознаграждением является уже просто восприятие запаха маленького ребенка. Это ощущение не зависит от принадлежности ребенка, то есть не ограничивается собственным ребенком. Этот механизм очень важен для формирования тесной привязанности женщин к новорожденным и прежде всего матери к своему ребенку, а также и для выживания всего нашего вида, так как он работает и в большой группе женщин. Разумеется, в формировании связей между матерью и ребенком играют роль и многие другие факторы. К сожалению, мы не привлекли к участию в исследовании ни отцов, ни мужчин, не имеющих детей. Несмотря на это, можно считать, что этот механизм объясняет, почему родители охотно мирятся со стрессом от маленьких детей, да еще и счастливы, когда рождается ребенок. Запах ребенка действует на мозг родителей «как наркотик», и они хотят испытывать это ощущение снова и снова.

После окончания исследования я рассказал о его результатах маме – о том, как именно запах младенца действует на мать, отчего развивается тесная привязанность матерей к своим детям. Мама рассмеялась и сказала, что ей всегда казалось, что от детей восхитительно пахнет куриным бульоном.

Домашнее задание

Поставьте эксперимент с поношенными футболками всех членов семьи. Кто сможет лучше всех определить принадлежность определенной футболки?

Вы скучаете по супругу/супруге или по ребенку, когда они долго находятся в отъезде, и плохо из-за этого спите? Возьмите футболку этого человека и положите ее рядом с собой в кровать. Вдыхая знакомый запах, вы, скорее всего, станете лучше засыпать.

Глава 5
Феромоны: мифы или реальность?

Из этой главы вы узнаете:

• что такое феромоны и как они действуют,

• у каких животных известны феромоны,

• есть ли феромоны у человека.

При большинстве заболеваний, при которых происходит изменение телесного запаха, мы знаем, какое вещество накапливается в организме, проникает в пот и придает пациенту определенный, как правило неприятный, запах. Возникает, однако, вопрос: нет ли также в поте каких-то составных частей, которые придавали бы ему привлекательный запах? При этом неизбежно начинают думать о феромонах, которые были достоверно обнаружены и хорошо описаны у животных различных типов. О человеческих феромонах, правда, мы знаем мало. Поскольку, говоря о феромонах, мы имеем в виду летучие вещества, действующие на хеморецепторы, то ими мы сейчас и займемся. Что же это такое – феромон?

Феромоны

Согласно классическому определению, данному в 1950-х годах, феромон – это мономолекулярное вещество, то есть состоящее из одного химического соединения. Оно выделяется особью в окружающую среду и воспринимается затем другой особью того же биологического вида. У этой второй особи феромон вызывает специфическую и стереотипную реакцию. Эта реакция может заключаться в определенном типе поведения или в изменении развития организма. Можно представить себе феромоны как гормоны, которые действуют не на собственный организм, а на других особей того же вида.

Феромоны в животном мире

Слово «феромон» составлено из двух корней – «ферин» (др. – греч. «переносить») и «гормон». Первым веществом этого типа, структура которого была выяснена в 1959 году, стал бомбикол. Оно продуцируется самками тутового шелкопряда. Гусеницы этой бабочки используются в производстве шелка. Самцы чувствительны к ничтожным концентрациям бомбикола в воздухе; это вещество возбуждает их и заставляет изменить направление полета, привлекая к самке. Это важно для размножения, так как самцы и самки тутового шелкопряда часто находятся на значительном расстоянии друг от друга.

Со временем было открыто множество и других феромонов, и не все из них служили приманкой для потенциальных половых партнеров. Большая часть феромонов была открыта у насекомых. Все множество известных на сегодняшний день феромонов можно разделить на две большие группы. Во-первых, существуют так называемые разрешающие или запускающие феромоны. Они, как следует из их названия, способны запускать у воспринимающих особей определенное поведение. Помимо половых феромонов, к этой группе относят также собирающие и рассеивающие феромоны. Эти вещества вызывают у особей одного вида определенные, целенаправленные изменения в поведении: например, насекомые могут под действием феромонов объединяться для защиты гнезда. Рассеивающие феромоны, наоборот, «отгоняют» особей друг от друга, когда происходит чрезмерное их скопление в одном месте или когда надо пометить обширную территорию. Следовые феромоны служат для маркировки пути, которому надо следовать, – например, особыми феромонами помечается муравьиная тропа; феромонами же обозначаются маршруты, по которым следуют пчелы во время сбора нектара.

Во-вторых, существуют еще включающие феромоны. Они не оказывают мгновенного действия на поведение восприимчивых к ним особей, но зато вмешиваются в гормональную регуляцию, вызывая долгосрочные изменения в гормональном балансе. Один из примеров мы находим у пчел. Пчелиная матка выделяет оксодеценовую кислоту. Это соединение, названное «вещество матки», подавляет развитие яичников у других пчел и таким образом препятствует появлению в улье второй пчелиной матки. Однако если матка погибает, то вещество матки перестает вырабатываться и может появиться новая матка, которая, в свою очередь, начнет продуцировать подавляющую субстанцию. Поведение пчел, ухаживающих за маткой и потомством, также управляется соответствующими феромонами.

В то время как у насекомых описано множество разнообразных феромонов, у млекопитающих они обнаруживаются реже. Но тем не менее они существуют. Один такой феромон был открыт в 2003 году у дикого кролика. После рождения помета маленьких крольчат их мать постоянно рыскает в поисках пищи. В нору она возвращается на 4–5 минут в день только для того, чтобы накормить выводок. Выживание крольчат зависит от того, успеют ли они за это короткое время вдоволь насосаться молока. Крольчата при этом слепы, и поэтому им нужен какой-то другой механизм обнаружения сосков помимо зрения. Сосательный рефлекс в течение очень короткого времени вырабатывается у крольчат за счет содержащегося в материнском молоке феромона – тиглинового альдегида. Ученые, выделившие тиглиновый альдегид, были немало удивлены, увидев, как крольчата начинают сосать прибор, с помощью которого молоко разделяли на фракции в процессе получения тиглинового альдегида. Таким образом, было подтверждено предположение о том, что это соединение действует на кроликов как феромон. Он представляет собой мономолекулярное вещество, которое вырабатывается в молочных железах у представительниц этого биологического вида и поступает в молоко. Оно воспринимается другими представителями того же вида – новорожденными крольчатами – и вызывает у них формирование стереотипного поведения, а именно сосательного рефлекса.

Другой феромон был открыт у свиней. Андростенон является продуктом метаболизма тестостерона и находится во всех тканях организма хряков. У свиноматки в период течки андростенон вызывает так называемый рефлекс неподвижности. Она во время полового акта застывает в позе, благоприятной для садки хряка, что позволяет ему надежно оплодотворить свиноматку. Это вещество можно применять и при искусственном оплодотворении, потому что и в этом случае свиноматка застывает в неподвижной позе, повинуясь соответствующему рефлексу, когда она находится под действием феромона. Подобно тиглиновому альдегиду у диких кроликов, андростенон соответствует критериям феромона. Он является мономолекулярным веществом и у хряка выделяется на поверхность кожи. У свиноматки, второго представителя того же вида, оно вызывает определенное стереотипное поведение, в данном случае рефлекс неподвижности.

Имеются ли феромоны у человека?

Естественно, возникает вопрос, не работают ли соответствующие феромоны и у человека, причем нет числа историям о якобы феноменальном их действии в качестве веществ, повышающих сексуальную привлекательность. Если поискать в интернете, то ответ представляется ясным как божий день: нет отбоя от бесчисленных предложений самых разнообразных феромонов. Высоко ценятся андростенон, свиной феромон, и андростадиенон, еще один продукт расщепления тестостерона. Продавцы клянутся, что достаточно нанести на кожу каплю из флакона одеколона с феромоном, чтобы сделать мужчину неотразимым в глазах всех представительниц женской половины человечества. Интересно, что предлагают только эликсиры сексуальной привлекательности, причем почти исключительно такие, которые делают привлекательнее именно мужчин. Но действует ли андростадиенон на людей? Продавцы этого продукта, естественно, отвечают утвердительно. И на самом деле – некоторые научные исследования как будто подтверждают их аргументы.

Цепь аргументов в данном случае выглядит приблизительно так: после завершения полового созревания половые железы мужчин продуцируют тестостерон. В организме он подвергается метаболическому расщеплению, и в числе прочих продуктов его расщепления образуется и андростадиенон. Это соединение выделяется из организма с потом через апокриновые потовые железы, расположенные в подмышечной области и в области гениталий. Вещество испаряется в воздух, а женщина вдыхает воздух вместе с ним. В результате у женщины меняется поведение, она становится более открытой, находит мужчину, выделяющего андростадиенон, весьма привлекательным и уже готова ему отдаться. Поэтому для повышения шансов на успех у представительниц прекрасного пола надо покупать феромон. Но обоснована ли такая аргументация?

Действительно, у гетеросексуальных женщин, вдыхающих аромат андростадиенона, изменяется гормональный баланс. Они становятся более собранными, а фотографии мужчин находят более привлекательными. Есть ли это доказательство эффективности феромонов у людей? По логике вещей, так оно и есть, но скепсис возрастает, если учесть, что экспозиция женщин к андростадиенону вызывает у них повышение в крови уровня гормона стресса кортизола. Пребывание в состоянии стресса – далеко не лучшее условие для поиска партнера. Но, возможно, существуют и другие эффекты воздействия на гормональный фон, и женщины благодаря неизвестным пока механизмам становятся более открытыми для секса. Другая проблема заключается в том, что андростадиенон весьма неприятно пахнет: от него несет мочой, давно не стиранной спортивной формой или душной раздевалкой при спортивном зале.

Что говорит по этому поводу наука? Присмотримся повнимательнее к известным нам процессам: тестостерон в самом деле вырабатывается в половых железах мужчины и, расщепляясь до андростадиенона, действительно выделяется с потом – это абсолютно доказанные факты. Разумеется, концентрации этих веществ крошечны и измеряются в нанограммах. Мало того, в таких же малых концентрациях андростадиенон обнаруживается и в поте женщин. Стало быть, его трудно считать чисто мужским действующим феромоном. Для того чтобы вызвать изменения гормонального баланса после экспозиции к андростадиенону, надо использовать концентрации, которые в тысячу раз превышают его концентрацию в поте подмышечной впадины, и при этом нанести вещество непосредственно на верхнюю губу женщины, а это действие не назовешь многообещающим.

У тех биологических видов животных, у которых были обнаружены феромоны, в их действии особую роль играет вомероназальный орган.

Вомероназальный орган

Вомероназальный орган – это анатомическое образование, располагающееся на носовой перегородке многих позвоночных животных. Отчасти носовая перегородка образована сошником, костью, участвующей также в формировании основания черепа. По-латыни сошник называется vomer, откуда и название – вомероназальный, то есть «сошниково-носовой». Орган этот был открыт в XVIII веке у змей, а позже и у млекопитающих. Орган представляет собой вогнутость слизистой оболочки вблизи от входа в полость носа. У млекопитающих это углубление имеет протяженность несколько миллиметров, а в его глубине располагаются нервные клетки с рецепторами. Эти клетки реагируют на различные химические соединения. Сами же нервные клетки напрямую соединены с головным мозгом, с небольшими структурами, непосредственно прилегающими к обонятельным луковицам. Действительно, у многих животных именно вомероназальный орган отвечает за действие феромонов. Феромоны вступают в контакт с рецепторами и стимулируют нервные клетки. Эти последние передают возбуждение в мозговые структуры. Следствием становятся стереотипные изменения поведения или определенное влияние на гормональный баланс.

В начале XIX века датский военный врач Людвиг Якобсон открыл и у человека вомероназальный орган, в связи с чем он получил название «орган Якобсона». Расположен он на два сантиметра выше входа в носовую полость на носовой перегородке. Правда, не у каждого человека этот орган обнаруживается. Сегодня орган Якобсона легко обнаруживается с помощью носового эндоскопа, и поэтому можно определить, располагает ли тот или иной человек – будь то мужчина или женщина – этим органом. У доктора Якобсона не было в распоряжении эндоскопа, и его описание вомероназального органа было основано на осмотрах раненых после бомбардировки британскими кораблями Копенгагена в 1807 году.

Можно ли считать орган Якобсона отдельным человеческим органом?

Мы с коллегами из моей группы обследовали более 70 гетеросексуальных женщин, чтобы выяснить, действительно ли орган Якобсона участвует в реализации влияния андростадиенона и является, таким образом, истинным органом или это просто анатомическая структура. Сначала мы попытались найти в носу этих женщин орган Якобсона. Мы нашли его у 50 испытуемых, у остальных наши поиски оказались тщетными. Мы исследовали порог восприятия андростадиенона в обеих группах, но не нашли никаких различий. После этого мы прикрыли орган Якобсона у испытуемых пластинкой латекса площадью приблизительно 1 см², и повторили измерение. И в этом случае испытуемые не проявили уменьшения чувствительности к соединению. Это послужило доказательством того, что орган Якобсона не участвует в восприятии андростадиенона. Далее – нет ничего удивительного в том, что у человека в этом органе вообще нет нервных клеток. Нервная связь его с мозгом существует только у плода во внутриутробном периоде; после рождения эта связь подвергается обратному развитию. Таким образом, у человека орган Якобсона является всего лишь рудиментом без какой-либо функции. Тем не менее его наличие до сих пор приводят в качестве доказательства того, что феромоны существуют и у человека.

Нам захотелось узнать, как андростадиенон действует на головной мозг. Для этого мы прибегли к одному из эффективных методов визуализации, к позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Так же как магнитно-резонансная томография, ПЭТ позволяет исследовать живой, работающий мозг. Наши испытуемые женщины укладывались в камеру сканера и вдыхали андростадиенон. Все они хоть и слабо, но ощущали этот запах. Соответственно, при вдыхании этого запаха активизировались те участки головного мозга, которые обычно отвечают на обонятельные раздражения.

Но удивило нас другое, а именно то, что намного более отчетливо активизировался другой участок головного мозга – гипоталамус. Гипоталамус располагается в промежуточном мозге, на его основании, и связывает мозг с особой железой, гипофизом. Эта железа в анатомическом отношении является продолжением мозга, а также играет роль центрального реле гормональной системы нашего организма, то есть связывает нервную систему с эндокринной. Андростадиенон существенно активизирует гипоталамус. Не открыли ли мы включающий феромон, тот феромон, который вмешивается в гормональный баланс, как вмешивается в гормональный баланс вещество пчелиной матки?

Помимо андростадиенона, в качестве контроля для сравнения мы использовали еще одно пахучее вещество – синтетическое сандаловое дерево. Это вещество входит в состав многих мужских одеколонов, придавая ему тяжелый «мужской» запах. Когда наши испытуемые нюхали сандаловое дерево, мы наблюдали такую же активацию гипоталамуса, как и при вдыхании андростадиенона. У женщин, вдыхавших запах сандалового дерева, происходила такая же стимуляция гормональной системы, что и при восприятии андростадиенона. Как такое было возможно? По химическому строению это совершенно разные вещества, и едва ли кому-нибудь придет в голову подозревать человеческий организм в способности продуцировать аромат сандалового дерева.

После обследования мы спрашивали испытуемых, чем пахли оба вещества, и получили самые разнообразные ассоциации: например, андростадиенон пахнул, как «спортивная сумка» моего друга, а сандаловое дерево, как «шкаф моего дедушки, который я разбирала после его смерти». Общим знаменателем этих запахов является то, что они пахли «мужчиной». Наши результаты внезапно обрели смысл. Мы наблюдали не специфическое действие андростадиенона, а воздействие запаха тела мужчины на мозг гетеросексуальной женщины. Можно легко понять, что запахи, ассоциируемые с мужчинами, влияют на гормональную систему женщин. Вероятно, и другие исследования с использованием андростадиенона рисуют картину такого же воздействия: запах тела мужчины может сильно воздействовать на женщин, настолько сильно, что на фотографиях лица мужчин начинают казаться женщинам красивее, а сами женщины чувствуют себя более активными.

Впрочем, это влияние в большой степени связано с сексуальными предпочтениями. На гомосексуальных мужчин запах мужского тела и ассоциирующиеся с ним запахи влияют так же, как на гетеросексуальных женщин. У лесбиянок и гетеросексуальных мужчин андростадиенон не активизирует гипоталамус. Но у этих последних оказывает сходное влияние другое вещество: эстратетраенол, продукт метаболизма эстрогенов. Этот эффект мы пока не исследовали, но, вероятно, таким действием обладают цветочные, «женские» парфюмерные средства.

Андростенон и Ко., вероятно, не являются для нас истинными феромонами. Они выделяются в очень малых количествах и не оказывают какого-либо специфического действия. Орган Якобсона не выполняет у человека никакой функции. Конечно, невозможно заранее предсказать, что когда-нибудь феромоны у человека не будут открыты, но весьма маловероятно, что будет открыто вещество, вызывающее у человека стереотипную реакцию, как того требует изначальное определение феромона. Наш большой мозг, который контролирует наше восприятие и управляет нашим поведением, отчетливо превосходит величиной мозг всех остальных животных. И мы не машины, которые всегда одинаково реагируют на нажатие кнопки или на экспозицию к какому-либо веществу. Возможно тем не менее, что существуют летучие вещества, на которые мы реагируем не индивидуально, как в случае пахучих веществ, но все вместе и одинаково, что типично для феромона. Рецепторы, которые у животных располагаются в вомероназальном органе, существуют и у человека, но у нас они, правда, находятся в обонятельной слизистой оболочке. Хотя до сих пор наши феромоны не открыты, мы все же способны влиять на наших потенциальных половых партнеров посредством запаха нашего тела. Запах мужского тела стимулирует гормональную систему гетеросексуальных женщин и гомосексуальных мужчин. Обратное справедливо для телесного запаха женщины. Индивидуальные предпочтения зависят от личного коктейля запахов. Не существует такого единственного альфа-мужчины, который выдает самый мощный феромон и покоряет всех женщин вокруг себя. Сексуальная притягательность очень индивидуальна, и каждый предпочитает запахи разных людей. Гигиена очень важна, так как позволяет не допустить усиления запаха продуктов разложения в поте, а определенные характеристики запаха тела мы можем подчеркнуть соответствующим парфюмом. Но не существует такого волшебного вещества, которое, нанесенное на кожу, сделает мужчину повелителем женских сердец, так что все женщины станут падать к его ногам. Если мужчина хочет произвести такой эффект на женщину, то он поступит правильно, если сэкономит деньги на покупке «чудо-феромона» из интернета и купит букет живых цветов. Тот, по крайней мере, приятно пахнет.

Домашнее задание

Попросите супруга/супругу и друга (платонического) одного с вами пола одолжить вам поношенную футболку. Объясните им, что она нужна вам для важного эксперимента. Запах какой футболки приятнее, больше бодрит и больше возбуждает? Что вы ощущаете, принюхиваясь к ним? Понюхайте новорожденного. Что вы при этом чувствуете? Совет: для того чтобы это сделать, пойдите в гости к друзьям, у которых недавно произошло прибавление в семействе, и договоритесь с ними, а не бегите в родильное отделение ближайшей больницы.

Глава 6
Обоняние и вкус: две стороны одной медали

Из этой главы вы узнаете:

• почему обоняние и вкус часто путают,

• что пахучие вещества изо рта попадают в нос через носоглотку,

• что люди первым делом замечают нарушения обоняния во время еды.

Обоняние и вкус тесно связаны, но это – вопреки тому, что думают многие – отнюдь не одно и то же. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, давайте на время покинем область носа и посмотрим, что, собственно, происходит, когда мы воспринимаем и чувствуем вкус. Мы увидим, что обоняние имеет важнейшее значение для восприятия вкуса.

Всем нам знакомо это ужасное ощущение: мы просыпаемся утром с головной болью и буквально за волосы вытаскиваем себя из кровати. Ночью мы несколько раз просыпались и поэтому чувствуем себя совершенно разбитыми. В горле невыносимо першит, дышать приходится ртом, потому что нос безнадежно заложен. Лучше всего было бы остаться в постели, потому что мы подхватили простуду. Вероятно, мы заразились, потому что кто-то неудачно чихнул рядом с нами в метро, автобусе или на работе. Если бы мы могли остаться дома! Может быть, кто-нибудь приготовит нам куриный бульон или чай с мятой. Лечить простуду нечем, кроме покоя и обильного питья. Если мы принимаемся за еду, то сразу понимаем, что вкуса ее мы не чувствуем – она не просто невкусная, она никакая. Мы безрадостно ковыряемся вилкой в тарелке – всякая еда имеет вкус картона. Неужели простуда поразила наши вкусовые сосочки?

Однако, сосредоточившись, мы замечаем, что по-прежнему воспринимаем два главных вкуса – сладкий и соленый. Нам не хватает, правда, аромата каждого пищевого продукта, тонкости аромата. Если мы закроем глаза, нам покажется, что ананас и яблоко имеют одинаковый вкус. И то и другое имеет сладкий вкус с кислинкой, и оба фрукта обладают приблизительно одинаковой консистенцией. Если мы не простужены, то легко различаем эти два фрукта. При простуде все кажется нам безвкусным и невыразительным.

Такое же ощущение можно вызвать и искусственно среди полного здоровья: если мы зажмем нос во время еды, то способность к различению вкусов значительно уменьшится. Так, зажав ребенку нос, можно уговорить его принять особенно тошнотворное лекарство.

Совершенно очевидно, что нос все же имеет какое-то отношение к восприятию вкуса. При этом мы воспринимаем вкус во рту прежде всего за счет языка! Представляется поэтому, что существуют два вида вкуса: один позволяет нам грубо отличать друг от друга сладкое, соленое и кислое, а второй – воспринимать тонкие ароматы, а именно то, что, например, отличает ананас от яблока, а ветчину от салями. Только этот тонкий вкус поражается при заложенности носа. Присмотримся поближе к этому второму типу восприятия вкуса.

Что на самом деле происходит при восприятии вкуса?

Восприятие вкуса обусловлено взаимодействием вкусовых веществ и вкусовых рецепторов, которое разыгрывается во вкусовых почках. Преимущественно эти почки расположены на языке, в образованиях, называемых вкусовыми сосочками. Эти сосочки хорошо видны при рассматривании языка в зеркале. Лучше всего они становятся видны, когда язык интенсивно окрашен – например, после употребления темного вина, темных ягод или окрашенных конфет. Когда вы в следующий раз будете пить вино, скажите себе, что это эксперимент с целью хорошенько рассмотреть вкусовые сосочки. При рассматривании видно, что поверхность языка не гладкая, а скорее бархатистая. Небольшие выступы на его поверхности – это и есть сосочки.

На языке можно найти сосочки четырех видов. Есть нитевидные сосочки, отвечающие за восприятие консистенции содержимого ротовой полости. Сосочки трех других типов носят свои, соответствующие их форме названия: желобовидные сосочки, листовидные сосочки и грибовидные сосочки. Все они содержат вкусовые почки, различить которые можно только под микроскопом. Положив в рот пищу, мы ее разжевываем, измельчая, таким образом, содержимое ротовой полости. Мы перемешиваем разжеванное содержимое со слюной, в которой растворяются вкусовые вещества. Слюна благодаря этому заполняет всю полость, а содержащиеся в ней вкусовые вещества получают доступ к вкусовым почкам. Вкусовые рецепторы почек возбуждаются и по нервам посылают электрический сигнал в мозг – мы начинаем чувствовать вкус.

Мы способны различать пять основных вкусов: сладкое, соленое, кислое, горькое и умами. Впрочем, отчетливо не воспринимается ни один из этих основных вкусов, и эту особенность мы рассмотрим в следующей главе. Правда, большинство людей отчетливо распознает сладкое, но кислое и горькое часто путают, причем эта путаница не зависит от культуры и локальных пищевых привычек, и это притом, что эти два вкуса разительно друг от друга отличаются.

Сладкое

Из пяти основных вкусов этот распознается легче других. Ощущение сладости вызывают многочисленные и разнообразные вещества. Самым важным из них является сахароза – знакомый всем кулинарный сахар. Сахар представляет собой молекулу, состоящую из фруктозы и глюкозы и образующуюся в растениях в ходе фотосинтеза. Сахар содержит очень много энергии.

Почему кошки не любят шоколад и почему он может убить собаку

Поскольку сахар продуцируется растениями, постольку животные, в первую очередь растительноядные и всеядные, такие как человек, в состоянии ощущать его вкус. У чисто плотоядных животных, например у кошек, нет рецепторов для восприятия сладкого, и поэтому они не воруют шоколад, так как ощущают горечь какао, которая для них не перекрывается его сладостью. Напротив, у собак рецепторы к сладкому есть. Притом что горечь какао перекрывается сладостью сахара, содержащегося в шоколаде, шоколад содержит теобромин, который для собак ядовит. Поэтому для собак поедание шоколада может стать фатальным; следовательно, не стоит оставлять шоколад в доступных для собак местах.

Ощущение сладкого, таким образом, служит прежде всего определению калорийности данного вида пищи. Это было очень важно для наших предков, которым было необходимо при каждом удобном случае употреблять калорийную пищу. Именно поэтому мы относительно нечувствительны к сахару. Мы начинаем ощущать его только в тех концентрациях, которые имеют значение для питания. Поэтому кофе или чай становятся сладкими на вкус, когда мы добавляем туда несколько ложек этого продукта. Есть и другие вещества, например аспарагиновая кислота, или стевия, вызывающие ощущение сладости, но они в этом смысле в сотни раз мощнее сахара. Таким образом, ими можно заменить сахар, не добавляя в пищу дополнительные калории.

Сладость занимает особое место среди всех вкусовых ощущений, потому что это единственный вкус, который нравится всем без исключения детям. Во всех прочих вкусовых ощущениях содержится толика предостережения, но сладость указывает лишь на то, что данная пища содержит в себе много калорий. Для ребенка, который должен расти, это имеет в высшей степени важное значение.

Горькое

Горькое выполняет совершенно иную функцию. В то время как сладкий вкус сообщает нам, сколько энергии мы можем получить из данной пищи, горечь предупреждает нас, что данное вещество может быть ядовитым. Большинство горечей продуцируются растениями. К важнейшим веществам, обладающим горьким вкусом, относятся алкалоиды. К ним относятся кофеин из кофейных зерен, колхицин из осеннего безвременника, морфин из сонного мака, никотин из растения табака, хинин из коры хинного дерева и сотни других веществ. Всем этим веществам в разной степени свойственна ядовитость. Растения продуцируют эти яды, чтобы защититься от поедающих их животных.

Для того чтобы такая система работала, она должна отличаться чрезвычайно высокой чувствительностью. Действительно, мы намного сильнее восприимчивы к горькому, чем к сладкому. В то время как мы начинаем ощущать сладость продукта, только когда его количество достигает нескольких граммов, то горечь мы чувствуем при очень малых концентрациях горьких веществ. Мы ощущаем горечь, если нам в рот попадает всего несколько нанограммов соответствующего вещества. Это сыграло большую роль в выживании нашего биологического вида. Дети вообще находят горький вкус крайне неприятным. Поскольку многие лекарства имеют горький вкус, трудно убедить детей добровольно их принимать.

С возрастом горькое начинает казаться нам более приятным. Первое выпитое нами пиво кажется нам неприятным из-за горечи хмеля. Со временем мы начинаем связывать этот горьковатый привкус с действием напитка: за счет алкоголя мы становимся расторможенными и раскованными, но если слишком увлечься этим удовольствием, то наутро можно проснуться с тяжелой головой. Однако мы привыкаем к тому, что горький вкус связан с чем-то позитивным. Со временем горечь начинает нам нравиться. Дело доходит до того, что горькое начинает нравиться нам и без алкоголя, на что указывает довольно большая популярность безалкогольного пива.

Те же механизмы работают и при потреблении кофеина: несмотря на то что кофе горький, мы со временем начинаем ценить его позитивное действие. Существуют, правда, люди с особой генетической конституцией, которые обладают чрезвычайно высокой чувствительностью к горьким веществам. Такие люди не любят ни кофе, ни пиво, ни темный шоколад.

Кислое

Кислый вкус вызывается веществами, имеющими низкий pH, то есть свободными ионами водорода. Как явствует из названия, кислыми на вкус являются все кислоты. В больших концентрациях они могут быть опасными и причинять ожоги, и наша чувствительность к кислому предупреждает чрезмерный прием внутрь таких веществ. Так же как в случае горького, кислые вещества мы чувствуем уже в весьма низких концентрациях. В то же время наш организм должен поддерживать стабильный pH своей внутренней среды, чтобы она не стала ни слишком кислой, ни слишком щелочной. Чувство кислого вкуса помогает удерживать необходимое равновесие.

Соленое

Ощущение соленого вызывают различные соли. Самая важная для нас соль – это поваренная, являющаяся с химической точки зрения хлоридом натрия. В водном растворе поваренная соль распадается на положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора. Оба эти иона являются важнейшими электролитами нашего организма, так как необходимы для поддержания клеточных функций. Чувствительность к соленому позволяет нам принимать внутрь достаточное количество этих электролитов. Когда мы обильно потеем во время занятий спортом и теряем из-за этого много электролитов, у нас возникает ощущение нехватки соли и просыпается желание поесть соленого. В такие моменты мы становимся менее чувствительными к соленому.

Чувствительность к кислому и соленому совместно позволяет нам поддерживать постоянное значение pH во внутренней среде организма.

Умами

Слово «умами» пришло к нам из японского языка, и точнее всего его можно описать словом «сердечность». Умами – это вкус глутамата натрия, натриевой соли глутаминовой кислоты, являющейся составной частью белков. Поэтому вкус умами ощущается при употреблении в пищу мяса, молока и рыбы. Умами было описано как независимое пятое основное вкусовое чувство японцем Кикунаэ Икедой, основателем фирмы Ajinomoto (в переводе «суть вкуса»), которая производит приправы, обладающие вкусом умами.

Из детства я помню, что в деревенской гостинице на столах часто рядом с солонкой и перечницей стояла бутылочка магги. Магги есть не что иное, как умами. Умами на вкус напоминает несоленый куриный бульон. В восточной кухне умами распространено очень широко: соевый соус, темпе, рыбный соус и многое другое. Однако и в европейской кухне есть множество пищевых продуктов с сильным вкусом умами: пармезан, томаты, сало, грибы – и это не все примеры. Пицца с прошутто и грибами – это просто бомба умами. Добавление к блюдам вкуса умами с помощью сала, анчоусов, магги или соевого соуса имеет значение для гурманов, хотя с точки зрения физиологии это не имеет для человека никакого значения. Долгое время полагали, что умами лишь усиливает восприятие других основных вкусов; сегодня известно, что у человека есть независимые рецепторы умами.

Когда в возрасте восемнадцати лет я собрался покинуть родительский дом, чтобы поступить в университет, мама дала мне важнейшие кулинарные наставления. Она рассказала и показала, как готовить спагетти и ризотто, картошку в мундире и жареную. Кроме того, она напутствовала меня самым важным советом: пищу надо всегда пробовать, и если тебе кажется, что в ней чего-то не хватает, то, значит, не хватает соли. Мама, как всегда, оказалась права. Соль и умами на самом деле являются усилителями вкуса.

В этом контексте стоит упомянуть, что пять основных вкусов воспринимаются всей поверхностью языка. Я, как и почти все мы, учился в средней школе и уже там усвоил, что сладкое мы воспринимаем кончиком языка, краями языка соленое, а основанием языка – кислое и горькое. (Моя учительница еще не знала о существовании вкуса умами.) Соответствующие «карты» языка далеки от действительности, и, в противоположность большинству других современных мифов, этот легко опровергнуть на собственном опыте.

Положите кристаллик сахара или соли на кончик языка или капните на него лимонного сока. Потом попробуйте сделать то же самое с краем языка. Вы заметите: и там и там вы одинаково чувствуете все основные вкусы. Недоразумение возникло в начале XX века, когда какой-то американский физиолог неправильно перевел статью одного немецкого ученого. В оригинальной статье речь шла о том, что различные участки поверхности языка в разной степени чувствительны к отдельным основным вкусам, и это вполне соответствует действительности; в переводе же было сказано, что разные участки языка чувствительны к разным отдельным основным вкусам. Этот неправильный перевод начал кочевать из одних статей в другие, из одного учебника в другой. И как в сказке «Новое платье короля», никто не стал проверять, насколько это соответствует истине, хотя это было очень легко сделать.

Пять вкусовых качеств – сладкое, кислое, соленое, горькое и умами – это все, что мы можем воспринимать на вкус. То, что из этого возникает ощущение определенных ароматов, является следствием работы обоняния. Для того чтобы это понять, нам надо немного ближе познакомиться с анатомией носа и носоглотки.

Кулинарная спелеология: язык и нёбо

Встаньте перед зеркалом и направьте себе в рот луч света от яркого источника. Откройте рот и внимательно рассмотрите его полость. Начните с языка. Вы увидите бархатистую поверхность с маленькими сосочками. Затем направьте свет дальше внутрь этой пещеры. В глубине полости рта вы увидите маленький язычок, свисающий с мягкого нёба. Непосредственно за верхними резцами нёбо еще твердое, так как под слизистой оболочкой располагается кость. Дальше кзади кость заканчивается и начинается мягкое нёбо, где под слизистой оболочкой располагается мышечный слой. За язычком мягкого нёба находится следующее пространство – глотка. Если вы правильно направите свет, то сможете разглядеть слизистую оболочку задней стенки глотки.

Глотка имеет четыре отверстия: одно открывается в полость рта, через которую мы и обозреваем глотку. Сверху находится отверстие, сообщающее глотку с полостью носа. Внизу находится отверстие, ведущее в пищевод и далее в желудок. Ниже отверстия, ведущего в ротовую полость, имеется еще одно отверстие, открывающееся в гортань и далее в трахею, бронхи и легкие.

В глотке перекрещиваются два важных пути: во‑первых, воздух, который при вдохе поступает из полости носа в глотку, должен быть направлен не в желудок, а в гортань и далее в легкие. Во-вторых, содержимое полости рта – еда и напитки – должно направляться в пищевод, а не в гортань и не в полость носа. В такой ситуации должны быть перекрыты отверстия, сообщающие глотку с полостью носа и гортанью.

Когда мы глотаем, мягкое нёбо перекрывает отверстие, сообщающее глотку с полостью носа. Внизу сообщение между глоткой и гортанью перекрывается надгортанником. Поэтому мы не в состоянии одновременно глотать и дышать. Правильному глотанию мы учимся очень рано, уже при грудном вскармливании. При этом нам нужно некоторое время, чтобы овладеть этим искусством. Когда младенец начинает сосать молоко, то он вначале часто поперхивается, и молоко начинает течь у него из носа. Это означает, что ребенок еще не научился координировать глотательные движения. Замки, находящиеся в мягком нёбе и надгортаннике, должны быть правильно настроены, и, когда такая настройка завершается, глотание начинает осуществляться гладко и без проблем – сотни раз в день.

Мостик к тонкому вкусу: ретроназальное обоняние

Мы, люди, обладаем способностью к прямохождению и активно ею пользуемся; по этой причине глотка наша велика и вместительна. Пищевой комок при глотании проталкивается языком из глотки вниз. Такое изменение направления движения пищевого комка требует определенного пространства. Прежде чем проглотить пищу, мы ее пережевываем. В процессе жевания мы дробим пищу, чем увеличиваем площадь ее поверхности. От этой поверхности отделяются вкусовые вещества и растворяются в слюне, а затем диффундируют к вкусовым почкам. Таким путем мы начинаем ощущать вкус еды. Но еда состоит не только из соли, сахара и кислот. Летучие вещества из пищи высвобождаются в воздух. Так как рот во время жевания – я надеюсь! – плотно закрыт, эти летучие вещества не могут просачиваться наружу изо рта и диффундируют в глотку.

Теперь мы снова возвращаемся к обонянию: из глотки летучие вещества могут относительно легко проникать вверх, в полость носа. Прежде всего это становится возможным во время выдоха после акта глотания во время еды – именно в этот момент летучие вещества из глотки могут попасть в полость носа. Правда, воздух из глотки может попасть в носовую полость и без глотания или выдоха; полость носа впереди открыта и сообщается с атмосферным воздухом, в результате чего возможна его свободная циркуляция. Пахучие вещества, таким образом, могут рассеиваться во всем этом пространстве и достигать обонятельной слизистой оболочки, находящейся в верхнем отделе носовой полости. Обонятельные клетки в обонятельной слизистой очень восприимчивы почти ко всем летучим веществам. В результате у нас возникает ощущение запахов.

Таким образом, когда мы едим и пьем, происходит стимуляция не только вкусовых рецепторов во вкусовых почках языка; летучие компоненты пищи возбуждают рецепторы обонятельной слизистой оболочки. То есть мы воспринимаем запах пищи и тогда, когда она находится уже в полости рта. И именно это обонятельное чувство позволяет нам отличать клубничный мармелад от черничного. Наш нос, так сказать, берет на себя «тонкую настройку» на все ароматы помимо пяти основных вкусовых ощущений. В это трудно поверить, но это можно проверить в несложном эксперименте.

Тест с мармеладными мишками

Возьмите пару мармеладных мишек или каких-нибудь других конфет с разными ароматами и положите их рядом. Закройте глаза, чтобы цвет не выдал аромата их начинки, и зажмите нос. Потом наугад выберите конфету, положите ее в рот и начните медленно разжевывать. Вы ощутите сладость и, вероятно, почувствуете и небольшой кислый привкус. Но вы не сможете при этом определить, имеет ли мармеладка вкус апельсина, вишни или ананаса. Через несколько секунд разожмите нос и сосредоточьтесь на своих ощущениях. Вы мгновенно ощутите дополнительный аромат помимо сладости и кислоты. Это похоже на то, что к чувственному впечатлению добавилось еще одно измерение. То, что вы ощутили при открытии носа по сравнению с ощущением при зажатом носе, и есть вклад обоняния в восприятие ароматов пищи.

Конечно, в мармеладных мишках аромат является искусственным. Преимущество, однако, состоит в том, что изделия разных цветов обладают разным ароматом, но по текстуре эти конфеты неотличимы друг от друга в противоположность различным фруктам. Текстура тоже вносит свой вклад в различение ароматов, но при правильно поставленном эксперименте варьироваться должна только одна переменная, в данном случае вдыхаемый аромат. Сравнение в таком случае будет более надежным, чем сравнение восприятия яблока и груши, так как в первом случае разница в восприятии обусловлена только ароматом, а во втором случае также и текстурой фруктов.

Несмотря на то что доступ из глотки в носовую полость не нарушается при зажатом носе, воздух, насыщенный ароматами, не может легко поступать в носовую полость, потому что воздух там уже есть. Этот объем, уже занятый воздухом, называют мертвым пространством. Благодаря этому мертвому пространству воздух из полости рта не может контактировать с обонятельной слизистой, и мы не можем почувствовать его запах. Чувственное восприятие в таком случае обусловлено только чувством вкуса. Как только мы разжимаем нос, воздух из глотки начинает свободно поступать в полость носа, и молекулы летучих веществ вступают в контакт с обонятельной слизистой оболочкой. Таким способом к восприятию вкуса добавляется обонятельное измерение. В этом феномене интересно то, что мы не замечаем, что это ощущение является обонятельным. Вместо этого мы проецируем ощущение на полость рта. У нас возникает ощущение, что апельсин имеет «вкус» апельсина, хотя на самом деле это «запах» апельсина. В действительности апельсин имеет кисло-сладкий вкус, но окончательно его вкус формируется под влиянием обонятельного аромата. При утрате обоняния мы теряем и способность воспринимать ароматы из полости рта.

Этим можно объяснить то, что происходит при простуде. Вследствие закупорки носа обмен воздухом между глоткой и полостью носа затруднен. Пахучие вещества из ротовой полости не попадают в полость носа и не достигают обонятельной слизистой оболочки. Во время еды мы, таким образом, воспринимаем только пять основных вкусовых ощущений, но теряем чувствительность к ароматам. Поскольку же обонятельный компонент очень важен, постольку у нас возникает ощущение, что из-за простуды мы теряем способность к ощущению вкуса, хотя мы лишаемся только обоняния. Любимый человек, приготовивший нам куриный бульон, не разучился готовить, это мы лишились возможности наслаждаться пищей, потому что наше обоняние стало ущербным. Если бы нам не было так тяжело, то нам следовало бы извиниться.

Обоняние может нарушаться и при многих других заболеваниях помимо простуды. К таким заболеваниям относятся многие инфекции и черепно-мозговые травмы, а также болезни Альцгеймера и Паркинсона. Возможно, многие жалобы на качество пищи в больницах и домах престарелых возникают не из-за недостаточной квалификации поваров, а из-за того, что у многих едоков страдает обоняние. Может быть, иногда нам самим стоит извиняться?

Домашнее задание

Попытайтесь во время обеда, состоящего из нескольких блюд, несколько раз зажать себе нос – каждый раз, когда вы пробуете что-то новое. Как изменяется аромат блюда? Попробуйте вино с зажатым носом и сравните это ощущение с ощущением, когда вы пригубливаете вино с открытым носом.

Глава 7
Система тройничного нерва: неизвестное чувство

Из этой главы вы узнаете:

• что мы располагаем еще одной, третьей системой восприятия химических компонентов окружающей среды,

• что такое система тройничного нерва,

• как работают совместно химические чувства.

Из предыдущей главы мы узнали, насколько тесно взаимодействуют обоняние и вкус. В восприятии ароматов обоняние играет главенствующую роль. Но в этой игре есть и еще один участник, который позволяет нам ощущать острые или освежающие ароматы и запахи. Давайте ближе познакомимся с этой дополнительной системой чувств.

Я очень давно стал предпочитать острые блюда. В моем холодильнике можно найти дюжину соусов чили из разных стран, а помимо соляной и перечной мельницы у меня есть и мельница для стручков чили, которая не стоит без дела. Стручки я регулярно покупаю на рынке Жан-Талон в Монреале, самом большом рынке в Северной Америке. Я обожаю мексиканскую и индийскую кухню с острыми соусами и виндалу. Но предпочтения мои не ограничиваются чили. Каждый вечер я готовлю себе золотое латте с миндальным молочком, куркумой и имбирем, которые приятно покалывают язык. Нравятся мне также васаби, зеленая паста с «японским хреном», которая невероятно хороша с суши.

Приятная боль? Как мы «ощущаем» острое и другие ароматы

Несколько лет назад один мой коллега пригласил меня на барбекю. В поисках какой-нибудь изюминки к столу я зашел в супермаркет, где увидел стручки чили с завлекательными названиями «Шотландский колпак». Стручки были маленькие, пузатые, размером не больше монеты в два евро, в ширину они были больше, чем в длину. Изрядно морщинистые, они имели типичный цвет красного перца. На шкале остроты, отпечатанной на упаковке, этот перчик был отмечен на «остром» конце шкалы. Сначала этот перец был всеми отвергнут, однако после нескольких кружек пива нашлась пара неустрашимых личностей, готовых поэкспериментировать. Первые кусочки нас не особенно впечатлили, и мы отправили в рот по целому стручку этой шотландской прелести. Уже через несколько секунд мы заметили, что острота начинает проявляться не сразу – сначала она стала сильной, а затем просто нестерпимой. Во рту жгло так, что, без преувеличения, перехватывало дыхание, и я заметил, что жжение стало распространяться изо рта в пищевод, а потом и в желудок. Правда, в желудке ощущение было мягче. Мало того, у нас потекло из носа и из глаз.

Участники эксперимента пытались побороть это невыносимое ощущение самыми разнообразными средствами. Полоскание пивом или водой делало жжение еще хуже; один из нас принялся бегать взад и вперед по дороге. Кому-то пришла в голову блестящая идея – выпить молока. Бравому дегустатору вылили все молоко, имевшееся в хозяйстве. Через десять минут, которые показались нам часами, боль прошла, причем полностью. Настроение участников вечеринки, которое было испортилось, снова стало веселым и безмятежным; мы ощутили себя героями, вернувшимися домой после победоносного сражения. Большинство других гостей, напротив, считали, что было неумно с нашей стороны добровольно подвергать себя таким неприятностям. Для меня и еще одного моего коллеги, который интересовался восприятием боли, это стало очередным, хотя и своеобразным, научным исследованием.

Вещество, из которого рождается огонь: капсаицин

Вещество, содержащееся в стручках и вызывающее ощущение жжения, называется капсаицином. Этот алкалоид содержится в плодах растений рода стручковых из семейства пасленовых. Чем больше концентрация капсаицина, тем острее вкус стручка. Остроту измеряют по (устаревшей) шкале Сковилла, по имени ее изобретателя, физиолога Уилбура Сковилла. Градации шкалы определяют по разведению, которое надо выполнить для того, чтобы острота данного вещества едва воспринималась. Овощная паприка по этой шкале оценивается в диапазоне от 0 до 100, пеперони – от 100 до 500. Это означает, что пеперони надо развести в 100–500 раз для того, чтобы достичь порога восприятия. Соус табаско имеет значение остроты около 3000. Шотландские колпаки, которыми мы насладились на барбекю, имеют остроту от 100 000 до 350 000, то есть они приблизительно в сто раз острее, чем соус табаско. Чистый капсаицин по шкале Сковилла имеет остроту около 16 миллионов.

Несмотря на всю свою жгучесть, стручки этого перца были не горячее других приправ к грилю, которые мы тем не менее ели без всяких проблем. Но почему все же у нас возникло ощущение вспыхнувшего во рту огня, обжегшего всю слизистую? И почему это ощущение бесследно прошло через несколько минут, хотя в случае настоящего ожога мы бы так легко не отделались?

Рецептор остроты

Почему контакт капсаицина со слизистой оболочкой приводит к возникновению ощущения жжения и боли? Даже при отсутствии изменений температуры ощущение при контакте с перцем чили описывают как жжение. Ответ на этот вопрос был дан уже два десятилетия назад. Молекула капсаицина связывается в слизистой оболочке с рецептором, который носит не слишком поэтичное название TRPV1. Этот рецептор стал известен широкой публике после того, как Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян за его открытие были в 2021 году удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. Особенность TPRV1 заключается в том, что он, наряду с тем, что может активизироваться капсаицином, реагирует также и на повышение температуры выше 42 градусов. Порог в 42 градуса имеет большое значение для организма, потому что при этой температуре начинают свертываться белки. Поэтому очень важно, чтобы отчетливо воспринимались температуры, превышающие этот порог. Поскольку этот рецептор одинаково реагирует на оба упомянутых стимула, мы в обоих случаях ощущаем боль и жжение. Этот рецептор, как и все другие, описанные позднее, обнаруживается в слизистой оболочке рта и носа. Во рту он стимулируется горячими и содержащими капсаицин пищевыми продуктами и напитками, а в носу – горячим воздухом и пахучими веществами.

Открытие TRPV1 интересно с двух точек зрения. С точки зрения эволюции он служит для защиты организма от опасно высоких температур. Как только этот рецептор подвергается действию высокой температуры, например когда в рот попадает слишком горячий чай, рецептор вызывает ощущение боли, человек реагирует избеганием источника стимуляции и, таким образом, защищает организм от вредного воздействия. Эта отлаженная система работает уже миллионы лет; таким образом, восприятие капсаицина не является его исходной функцией. То, что капсаицин также стимулирует активность этого рецептора, является делом случая. Однако очевидно, что эволюция тем самым создала для перечных растений определенную привилегию. Высокое содержание капсаицина предохраняло эти растения от поедания животными, так как оно вызывало у них сильную боль. Этот механизм не функционирует только у одного класса позвоночных животных: у птиц, которые тоже располагают этим рецептором, его стимуляция тоже вызывает боль. Но TVRP1-рецептор птиц устроен не так, как у млекопитающих, и поэтому капсаицин его не стимулирует. Следовательно, у птиц плоды, содержащие капсаицин, не вызывают боли, и пернатые могут беспрепятственно ими питаться. Для растений это составляет определенное преимущество, так как поедание птицами семян способствует их распространению на большие расстояния. Для млекопитающих эти растения практически несъедобны. Так эволюция позволила растениям использовать системы восприятия боли животными для собственной пользы и защиты.

Есть, правда, одно млекопитающее – исключение из общего правила: человек в известных дозах способен употреблять капсаицин в пищу. Пока непонятно, почему это так, почему мы добровольно подвергаем себя боли. Предполагают, что в данном случае работают те же механизмы, которые заставляют нас бежать марафон или заниматься другими, не менее тяжелыми видами спорта, которые заставляют «пострадать». За счет контролируемой – и это обстоятельство очень важно – боли вырабатываются эндорфины, стимулирующие работу систем вознаграждения в головном мозге.

Рецептор TRPV1 стимулируется не только капсаицином. За прошедшие годы было идентифицировано множество других веществ, которые могут вызывать сходное ощущение жжения. К таким веществам относят имбирное масло, придающее острый вкус имбирю, и пиперин, содержащийся в черном перце. Существуют и другие вещества подобного рода. Общей для всех них является способность восприниматься как острое на вкус вещество, то есть вызывать ощущение жжения.

Рецептор TRPV1 является лишь одним из группы рецепторов, названия которых включают целый спектр, начиная от TRPA1 и заканчивая TRPM8. Аббревиатура TRP соответствует термину transient receptor potential (транзиторный рецепторный потенциал), которым описывается механизм функции этих рецепторов. Эти рецепторы особенно интересны в контексте этой книги, потому что все они, помимо того что отвечают на определенные диапазоны температур, реагируют также и на различные химические вещества. Эти рецепторы не зависят ни от обоняния, ни от вкуса, так как раздражение от них передается в головной мозг по другому черепному нерву – тройничному.

Тройничный нерв

Тройничный нерв – это пятый черепной, так называемый соматосенсорный, нерв, отвечающий за восприятие прикосновений к коже головы и слизистым оболочкам рта и носа. Некоторые его волокна оканчиваются не только тактильными и болевыми рецепторами, но и TRP-рецепторами, отвечающими за восприятие температуры.

На слизистой оболочке носа и рта хеморецепторы тройничного нерва вступают в непосредственный контакт с веществами, содержащимися во вдыхаемом воздухе и пище, и активизируются ими. Это означает, что помимо обоняния и вкуса мы располагаем третьим чувством для восприятия химического состава окружающей нас среды, мы располагаем так называемой тригеминальной (тройничной) системой. Рецепторы разных систем различны: рецепторы вкуса расположены во вкусовых почках языка, рецепторы обоняния – в обонятельной слизистой оболочке носа. Рецепторы тригеминальной системы расположены в слизистой оболочке всюду – не только в носу и во рту, – в чем каждый из нас не раз убеждался на собственном печальном опыте, когда касался любой слизистой оболочки, не вымыв руки после контакта со жгучим перцем.

Рецептор свежести

Как мы увидели, стимуляция тройничной системы может привести к возникновению чувства жара, жжения и боли. Но это не единственный рецептор тройничной системы. Например, рецептор TRPM8 активизируется при температуре 28 градусов и ниже. Таким образом, он опосредует восприятие прохлады и свежести. Рецептор TRPM8 активизируется всякий раз, когда мы в прохладный день вдыхаем носом воздух. Однако он, так же как рецептор TRPV1, реагирует и на различные химические соединения. Эти соединения широко распространены и хорошо известны. К ним относятся, например, ментол, главная составная часть перечной мяты, эвкалиптовое масло и камфара, которую добывают из камфарного дерева. В противоположность чили, имбирю и перцу мята, эвкалипт и камфара воспринимаются не как острые и жгучие вещества, но как охлаждающие и освежающие средства – таково действие рецептора TRPM8.

Мы не случайно используем эти средства при простуде. При простуде, которая является результатом вирусной инфекции верхних дыхательных путей, развивается отек слизистых оболочек. Это особенно заметно в носу, так как за счет отека ухудшается проходимость носовых ходов. Мы замечаем это, потому что через нос начинает проходить меньше воздуха и потому что в меньшей степени возбуждаются рецепторы TRPM8. У нас возникает ощущение заложенности носа. Когда мы сосем мятные пастилки или наносим на верхнюю губу тигровый бальзам, мы химически стимулируем рецепторы TRPM8. Благодаря этому у нас возникает ощущение свежести в носу, а мозг интерпретирует это так, словно через нос стало проходить больше воздуха. Таким образом, мы предаемся самообману, ибо на самом деле проходимость носа нисколько не изменяется.

Жевательная резинка также часто содержит вещества, стимулирующие рецепторы TRPM8. Жуя резинку, мы создаем ощущение свежести во рту, которое, как правило, создает и ощущение чистоты. У нас возникает впечатление, что наш рот (как и рот нашего визави) чище, чем в действительности.

Иные рецепторы других ощущений

Существуют и другие рецепторы тройничного нерва, которые стимулируются температурами в определенных диапазонах и определенными химическими соединениями. Например, рецептор TPRA1 стимулируется температурами ниже 17 градусов и такими веществами, как аллицин, аллилизотиоцианат и коричный альдегид. Первое вещество придает остроту чесноку, второе – горчице и хрену, третье придает корице небольшую жгучесть. Ощущения, возникающие при стимуляции этого рецептора, воспринимаются не как свежесть, а скорее как притупленное жжение, какое возникает, например, если возьмешь слишком много хрена или перепутаешь васаби с гуакамоле.

Напротив, рецептор TRPV3 стимулируется при температуре выше 39 градусов. Он опосредует ощущение тепла, но не боли. Этот рецептор активизируется эвгенолом, действующим веществом гвоздики и муската, а также тимолом, тимьяном и орегано, придавая им характерный запах. Существует также рецептор, отвечающий за ощущение покалывания при контакте с угольной кислотой, а также некоторые другие рецепторы.

Мы видим, что тригеминальная система позволяет нам испытывать самые разнообразные ощущения. Когда пищевой продукт или пахучее вещество вызывают у нас ощущение острого, горячего, холодного, свежего, теплого, жгучего и так далее, то это действие именно рецепторов тройничного нерва. Химические чувства, обоняние, вкус и тригеминальная система работают, как правило, вместе и согласованно. Когда мы жуем мятную жевательную резинку, мы воспринимаем ее сладость вкусовым чувством, аромат перечной мяты обонянием, а свежесть – тройничным нервом. Когда мы едим пасхальную ветчину с хреном, ветчина стимулирует восприятие умами чувством вкуса, восприятие аромата ветчины опосредуется обонянием, а хрен стимулирует рецептор TRPA1 тригеминальной системы и опосредует типичное чувство жжения. Когда мы пьем «Кровавую Мэри», то чувствуем сладкий, соленый и умами вкус томата, аромат томата мы воспринимаем обонянием, а табаско стимулирует рецепторы тройничного нерва.

Тригеминальная система: страж нашего организма

Интересно, что большинство специй стимулируют тригеминальную систему. За счет повторной экспозиции мы можем изменить нашу чувствительность к специям. Если мы часто едим острое, то для получения тех же ощущений нам требуется все больше и больше чили. Поэтому многие индийцы или мексиканцы могут употреблять такие количества острых приправ, которые среднестатистическому европейцу кажутся абсолютно непереносимыми. Чем чаще мы едим острое, тем меньше становится реагирующих на него рецепторов.

Этот эффект представляется очень важным для людей всех культур и всех времен. Теперь мы можем купить в супермаркете практически любые специи, но еще совсем недавно их приобретение было очень дорогим удовольствием. Торговцы преодолевали немыслимые трудности и опасности, чтобы запастись пряностями в чужих странах. Молуккские острова в современной Индонезии, так же как принадлежащий ныне Танзании Занзибар, назывались раньше островами пряностей, и за обладание этими землями шли кровопролитные войны. Тысячи лет Запад торговал с Индией, чтобы помимо шелка и драгоценностей получать перец, гвоздику, мускат и корицу. Именно в поисках альтернативного, менее опасного и более прибыльного морского пути в Индию Христофор Колумб открыл Америку.

Тогда он еще не знал, что в неизвестных, вновь открытых землях будут обнаружены совершенно неведомые специи. Помимо какао, табака и томатов там, в Центральной и Южной Америке, была найдена паприка, которая стала известна в Европе только в Новое время. Сегодня мы не можем представить себе многие европейские страны без этих кулинарных пришельцев. Чем была бы Италия без помидоров, Венгрия без паприки, Германия без картофеля, а Швейцария без шоколада и какао? Если бы пряности не были столь важны, то ими не стали бы издревле торговать с Востоком, а мореплаватели бы не искали и не находили альтернативные морские пути. Очевидно, что в этом значительную роль сыграла тригеминальная система: как в том, что мы всегда добавляем перец в еду, так и вообще в истории человечества.

При этом речь идет о чем-то большем, нежели о разнообразии вкусовых впечатлений: тригеминальная система предназначена не только для того, чтобы доставлять нам наслаждение едой и питьем. Так же как и обоняние, она призвана сохранять целостность нашего организма. На стимуляцию тригеминальной системы мы реагируем кашлем, чиханием, обильной секрецией слизи и слюны. Кашель и чихание предназначены для удаления раздражителя из организма, секреция его разбавляет. При более высоких концентрациях раздражающего вещества включаются и другие рефлексы, которые защищают дыхательные пути – вплоть до остановки дыхания. За счет этих рефлексов тригеминальная система защищает дыхательные пути и пищеварительный тракт.

Теперь мы видим, что тригеминальная система является третьим химическим чувством, которое позволяет нам анализировать химический состав окружающей среды, а за счет полости рта также и химический состав внутренней среды организма. Хотя работа этой системы зиждется на других рецепторах и нервных волокнах, нежели обоняние, оба чувства тесно связаны между собой. Прежде всего это касается раздражителей: хотя химическими соединениями, которые возбуждают тригеминальную систему, являются по большей части специи, ее способны активизировать почти все пахучие вещества, если они в достаточной степени концентрированы – в этом случае они вызовут жжение или сходное с ним ощущение. Промежуток между обонятельным порогом – концентрацией вещества, при которой активизируется обонятельное чувство, – и тройничным порогом – концентрацией вещества, при которой активизируется тригеминальная система, – зависит от химического строения пахучего вещества. Например, соединения аммиака возбуждают тригеминальную систему почти при таких же низких концентрациях, что и обоняние. Как только человек вдыхает пары аммиака, он чувствует не только его запах, но и ощущает воздействие на дыхательные пути, заставляющие его кашлять. В случае других раздражителей, например розовой воды, это окно намного шире. Здесь надо вдохнуть вещество в нереально высокой концентрации, чтобы возбудить окончания тройничного нерва. Но, в принципе, активизировать тригеминальную систему могут практически все пахучие вещества. Исключением является ванилин, главное действующее вещество ванили. Он не активизирует тригеминальную систему даже в очень высоких концентрациях.

Взаимодействие химических чувств

В головном мозге происходит взаимодействие обоняния, вкуса и тригеминальной системы. Раздражения, поступающие из всех этих систем, обрабатываются в перекрывающихся областях головного мозга. Поэтому нет ничего удивительного в том, что эти чувства взаимно влияют друг на друга. Возбуждение тригеминальной системы ослабляет интенсивность одновременно поступающего обонятельного раздражения, в то время как обонятельный стимул может усилить интенсивность параллельно поступающего раздражения тригеминальной системы.

Что происходит, если выпадает какое-то химическое чувство? Мы знаем, как было сказано в главе 2, что слепые могут в какой-то мере компенсировать утрату зрения за счет слуха и осязания; этот процесс называют интермодальной пластичностью. Эта пластичность проявляется также и при утрате слуха. Здесь химические чувства занимают особое место. У больных с потерей обоняния одновременно происходит ухудшение работы тригеминальной системы, да и вкус становится заметно менее чувствительным.

Мы видим, что взаимодействие между химическими чувствами, в особенности между обонянием и тригеминальной системой, является весьма выраженным. За последние десятилетия мы узнали очень много нового о том, как функционируют отдельные чувства и какие факторы на них влияют. Исследование взаимовлияния различных химических чувств достигло пока более скромных успехов. Но мы должны понять механизм такого взаимовлияния, чтобы выяснить сенсорные процессы, происходящие при восприятии пищи. При этом возбуждаются рецепторы всех трех химических чувств. Тригеминальные стимулы от специй смешиваются с запахами еды и с пятью основными вкусовыми свойствами.

Когда мы во время еды воспринимаем ароматы, то это можно уподобить прослушиванию игры оркестра: только если все три системы взаимодействуют оптимально – если альты подчеркивают звучание скрипок, если ни духовые, ни ударные не доминируют – мы сможем получить полное, ничем не замутненное удовольствие. На свете много музыкантов, но очень мало Бетховенов и Караянов, которые могут создавать и интерпретировать великие произведения. Точно так же многие могут готовить еду, но лишь немногие являются выдающимися кулинарами, которые могут потребовать за ваш ужин в ресторане заоблачную цену. Но в этом и нет необходимости: материнский гороховый суп подобен любовной песне, которую мы готовы вновь и вновь слушать без малейших изменений. А нужная толика паприки превращает его в экстраординарное блюдо, ради которого я вновь и вновь пересекаю половину мира.

Домашнее задание

Продегустируйте васаби или хрен, стручки чили и мятные пастилки. Сравните свои ощущения. Как распространяется во рту их вкус, как этот вкус поднимается в нос?

Попробуйте повысить свою переносимость: в течение недели во время каждого приема пищи употребляйте столько острых приправ, сколько можете вынести. Сравните пороги переносимости в начале недели и в конце.

Глава 8
Истинные мастера нюха: в чем превосходят нас животные

Из этой главы вы узнаете:

• что у собак и грызунов больше обонятельных рецепторов, чем у людей,

• что, несмотря на это, нам не стоит стыдиться возможностей своего обоняния,

• что с некоторыми обонятельными задачами мы справляемся даже лучше собак и крыс.

Среди людей встречаются индивиды, обладающие сверхъестественным нюхом. В таких профессиях, как парфюмер или сомелье, необходима способность распознавать и называть запахи. Правда, поварам тоже необходимо хорошее обоняние, причем, конечно, есть огромная разница между поваром столовой, который из года в год готовит одни и те же блюда, и хрестоматийным шефом в белом колпаке, который каждый день творит новые кулинарные композиции. Электрики по горелому запаху мгновенно определяют, что произошло короткое замыкание, а воспитатели детского сада должны безошибочно определять, что ребенок наложил в штаны. Разумеется, в этих делах существует естественный отбор, и человек с отсутствием или с нарушением обоняния никогда не станет сомелье или парфюмером.

В одном из наших исследований мы убедительно показали, что учащиеся школы сомелье уже в самом начале курса обучения отличались лучшим обонянием в сравнении со случайно отобранными испытуемыми контрольной группы. Собственно говоря, ничего удивительного в этом нет, потому что люди с развитым обонянием с детства интересуются запахами и, скорее всего, выберут профессию, так или иначе связанную с их различением. Потеря обоняния, которая может случиться после травмы, является для таких людей драматическим потрясением. В связи с этим мне вспоминается случай, когда один шеф-повар после дорожно-транспортного происшествия почти полностью утратил обоняние – он практически перестал различать запахи. Он мог, конечно, готовить по памяти, но был уже не в состоянии творить новые блюда. Такие факты могут угрожать людям ломкой всей привычной жизни, вести к экзистенциальной катастрофе.

Конечно, отбор существует и внутри специалистов, таких как парфюмеры и сомелье; в этих областях вершин и звездного статуса добиваются люди, обладающие экстраординарными обонятельными способностями. Есть люди, которые способны к такому высшему пилотажу, как дегустация, оценка и характеристика вина вслепую. Но даже такие достижения бледнеют, когда мы сравниваем их со способностями истинных специалистов этого дела – представителей других видов животных.

Действительно ли самые крутые «профи» обоняния принадлежат царству животных?

Общеизвестно, что собаки и грызуны – крысы и мыши – располагают намного превосходящим человеческий органом обоняния. Мы, люди, воспринимаем окружающий мир прежде всего за счет зрения и ориентируемся по образам в пространстве. По этой причине слепота создает для нас большие трудности, чем аносмия – полная потеря обоняния. С закрытыми глазами мы перестаем ориентироваться в собственной квартире, но прекрасно делаем это с зажатым носом. Для крыс и собак дела обстоят по-другому, потому что их мир пахнет намного богаче.

Долгое время животный мир делили на две категории: на макросматов, животных, располагающих тонким обонянием, и микросматов, для которых обоняние имеет меньшее значение. В своей сенсационной статье нейробиолог Джон Макганн поднял вопрос о том, действительно ли у человека плохое обоняние и на самом ли деле мы являемся микросматами. Этот ученый написал, что утверждение о том, что у человека якобы плохое обоняние, было высказано в XIX веке учеными, находившимися под сильным влиянием католической церкви.

Нейроанатом Поль Брока высказал в XIX веке мнение, согласно которому человек менее стереотипно реагирует на обонятельные раздражения, чем другие животные. По этой причине он пришел к выводу о том, что существует тесная связь между обонянием и «низшими влечениями и инстинктами». Человек как «образ Божий», обладающий свободой воли, должен, однако, превосходить животных. Следуя такой логике, можно было говорить, что обоняние менее важно для человека, чем для других животных, так как именно благодаря этому человек достиг своей особой роли в творении. Область мозга, которая делает нас людьми, находится в лобных долях. У приматов эти доли развиты сильнее, чем у других видов, а больше всего – у человека.

Лобная доля: наше руководство по хорошему тону

Считается, что лобная доля – это местопребывание нашей личности. Она определяет наши предпочтения и, кроме того, нашу способность к социализации. Мы, люди, способны противостоять потребности помочиться в общественном месте, несмотря на то что испытываем сильные позывы, мы не бежим сломя голову в буфет, когда испытываем невыносимый голод, не прыгаем на понравившуюся нам женщину в автобусе, несмотря на то что испытываем сильное желание, – все это обусловлено развитыми лобными долями. Ни у одного животного они так не развиты, как у человека. У людей, как это наблюдается после черепно-мозговых травм или при развитии деменции, происходят изменения личности. Сдержанные люди становятся разнузданными, осторожный человек может пустить в дом незнакомца и отдать ему все деньги, а моногамный семьянин вдруг начинает менять половых партнерш. У некоторых возникает недоверие к собственной семье, всюду начинают чудиться заговоры и т. п.

Первым пунктом аргументации тех, кто считает, что мы располагаем плохим обонянием, является размер обонятельных луковиц. Обонятельные луковицы расположены под лобными долями приблизительно на два сантиметра выше корня носа. В этом месте заканчиваются волокна нервных клеток, залегающих в обонятельном эпителии носа; таким образом, луковицы являются первым местом обработки обонятельной информации. В сравнении с остальным мозгом, прежде всего с лобными долями, обонятельные луковицы приматов, а значит, и человека очень малы. Длина обонятельной луковицы равна приблизительно одному сантиметру, толщина – пяти миллиметрам, а масса составляет около 0,1 % от общей массы головного мозга. Это намного меньше, чем у всех остальных животных. У мыши величина обонятельных луковиц относительно величины мозга намного больше; масса луковиц составляет около 2 % от общей массы мозга, и, таким образом, обонятельный мозг мыши выглядит куда импозантнее такового у человека, хотя, конечно, в абсолютных величинах наши луковицы больше, чем у мышей. В зависимости от выбора критериев можно утверждать либо что для мыши обоняние важнее, чем для человека, либо наоборот.

Но, может быть, важна не масса сама по себе, а число нервных клеток? Различные исследовательские группы скрупулезно подсчитали число нервных клеток в обонятельных луковицах животных разных видов. При этом выяснились удивительные вещи: у различных видов, от мышей и зайцев до крота и человека, число нервных клеток в луковицах приблизительно одинаково, независимо от размеров тела или головного мозга. Человек не играет здесь какой-то выдающейся роли и находится по этому параметру приблизительно в середине шкалы. Обонятельная луковица у человека относительно мала, потому что велики все остальные отделы мозга и прежде всего л�

Johannes Frasnelli

WIR RIECHEN BESSER, ALS WIR DENKEN

Wie der Geruchssinn Erinnerungen prägt, Krankheiten voraussagt und unser Liebesleben steuert

(2., erweiterte Auflage)

Перевод с немецкого Александра Анваера

© Molden Verlag in der Verlagsgruppe Styria GmbH & Co KG, 2022

© Анваер А. Н., перевод на русский язык, 2022

© Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2022 КоЛибри^®

Глава 1

От практики к теории: как я стал специалистом по обонянию

Из этой главы вы узнаете:

• как запахи сопровождали меня с самого раннего детства,

• как я пришел к науке об обонянии благодаря вину,

• как запахи выманили меня в большой мир.

Запахи детства

Все мое раннее детство прошло под влиянием самых разнообразных запахов. Я вырос в Мерано, в Южном Тироле, где каждый месяц года имел свой особый запах, свой «ведущий аромат». Январь пахнул снегом – на фоне серого неба и белых заснеженных гор. В феврале уже начиналась весна и в воздухе, задолго до того, как на деревьях распускались листья, распространялся аромат цветения зимоцвета раннего. Во время карнавала пахло абрикосовым мармеладом, начинкой аппетитных праздничных пончиков и серой фейерверков. В сорокадневный пост по пятницам пахло запеченной рыбой, а в марте распространяли свой аромат цветущие вишни и абрикосы. В апреле случался взрыв запахов – одновременно расцветали яблоневые сады в долине Адидже, и тогда их аромат разливался по всей округе. Пасха запомнилась мне запахом не только ладана, но и спаржи, ветчины, хрена и клубники. В мае открывались кафе-мороженые и расцветали розы. Крестьяне опрыскивали химикатами яблоневые сады. В июне пахло вишнями и скошенной травой, в июле – солнцезащитным кремом и хлоркой, летними грозами, а пуще всего сливочным мороженым. В августе пахло отдыхом в горах, хвойными иголками, черничными полянами, альпийской розой, коровьим навозом, древесной смолой и средствами от комаров. Сентябрь дышал яблоками, виноградом, грецкими орехами и дизельным выхлопом тракторов. Октябрь запомнился запахом жареных каштанов, походных костров, молодого вина, колбас, кислой капусты и инжира. В ноябре заставляли морщить нос гнилые листья и всепроникающая сырость, сменявшаяся в декабре запахом ванили, корицы, гвоздики и глинтвейна, смешанным с дымком горящих свечей.

Разные места тоже имели свои запахи. В родительском доме днем и вечером всегда пахло едой. В доме бабушки пахло ядровым мылом, в школе – книгами и моющими средствами, в церкви – ладаном. В гараже пахло бензином и резиной, над футбольным полем витал запах травы. В больнице, где нас с братом регулярно от чего-нибудь врачевали, резко воняло дезинфекцией, а в кабинете зубного врача пахло гвоздикой. У пожилой соседки в доме все время колыхалось облако одеколона, а у моей тети пахло фруктовым чаем и кексами. На катке пахло сигаретами, глинтвейном и сосисками, вокзал пахнул железной дорогой.

Определенными запахами обладали и люди. От другой бабушки пахло кремом для рук и розами, подруга мамы источала аромат духов Paris от Yves Saint Laurent. От крестьян пахло трудом, а иногда одноклассники начинали источать резкий запах пота. Я всегда точно знал, возвращаясь из школы, что отец дома, по аромату жидкости после бритья от Giorgio Armani. По воскресеньям от взрослых попахивало вином. Мне очень нравилось, когда дедушка закуривал сигарету – приятным был запах первой волны табачного дыма, смешанный с запахом серных спичек, потом дым начинал вонять весьма противно. От учительницы музыки пахло луком, а от церковного служки – старостью.

Вот так я и рос, в окружении самых разнообразных запахов. Большинство из них я воспринимал бессознательно, они были подложкой, фоном, а не чувственными впечатлениями. Но иногда запахи заявляли о себе более решительно и выступали на первый план.

Нос, полный воспоминаний

Когда мне было пять лет, с моим младшим братом произошло большое несчастье. С балкона второго этажа он упал на бетонную площадку перед нашим домом. В результате он получил перелом черепа, таза и руки. Мне кажется, что я помню, как он падал, ибо до сих пор мысленно вижу, как за перилами балкона исчезают его зеленые штанишки, и явственно слышу крик ужаса, который испустила соседка, наблюдавшая это падение. Брата тотчас отвезли в больницу в Мерано, а оттуда перевели в нейрохирургическое отделение больницы в Вероне. В первые недели, пока брат находился между жизнью и смертью, родители безотлучно были при нем, сменяя друг друга через день. Я в это время жил у бабушки и дедушки в Литтау, в Швейцарии. Можно себе представить, какой страх пришлось пережить нашей семье, и, хотя я не очень понимал, что происходит, я видел, в каком напряжении пребывали взрослые.

Бабушка и дедушка работали тогда на кофеобжарочной фабрике. Работа начиналась в шесть часов утра, и каждое утро я просыпался вместе с ними. Я вставал и шел на кухню, где меня уже ждали «саечки» и «рожки». Я завтракал, а потом самостоятельно шел на фабрику. У меня были игрушки, но больше я интересовался машинами. На фабрике был вилочный автопогрузчик, с помощью которого разгружали мешки с сырыми кофейными зернами. Тогда я уже умел немного читать и мог разобрать на мешках надпись «Café do Brasil». От мешков пахло не кофе, а джутом, и склад был единственным на фабрике местом, где не пахло кофе. Мешки затем транспортировали в обжарочный цех, где зерна высыпали в огромный котел, где и происходила обжарка. Котел вращался с оглушительным скрежетом, был страшно горячим, а наблюдавшие за его работой люди беспечно при этом насвистывали.

Все эти побочные впечатления меркли на фоне аромата кофе, который стоял в помещении. Он ошеломлял, но был он и ошеломляюще прекрасен. Взрослым не очень нравилось, когда я бывал в том цехе, так как это было немного опасно, но каждый раз, когда подворачивалась возможность, я возвращался туда. Бабушка и дедушка работали в соседнем цехе. Дедушка обслуживал большую упаковочную машину, которая фасовала обжаренные зерна, а потом укладывал упаковки в ящики. Бабушка же работала на огромной кофейной мельнице и занималась вакуумной упаковкой размолотого кофе с помощью другой машины. Там я тоже упивался чудесным, сложным и великолепным кофейным ароматом. У бабушки и дедушки я пробыл шесть недель и даже получил от руководства фабрики «зарплату» в виде пятнадцати франков и двух плиток шоколада. Помню я и первую встречу с братом после несчастья. У него на голове еще была повязка. Тогда это воспринималось как чудо, но он поправился полностью.

Эта история с падением и чудесным выздоровлением осталась в прошлом, бабушки и дедушки уже нет в живых. Но с тех пор у меня сохранилось особое отношение к кофе и прежде всего к его аромату. Я не могу пройти мимо кофейни, обжарочной фабрики, кофейной мельницы, не вспомнив при этом ту швейцарскую фабрику, бабушку и дедушку, наградные плитки шоколада и моего брата. У меня такое чувство, что кофейный аромат покорил меня, так интенсивны эти воспоминания, так сильны ассоциации. Это отношение до сих пор остается таким же глубоким и крепким, каким оно было, когда мне было пять лет, то есть уже более сорока лет.

Только много позже я узнал, что я не единственный, кто ассоциирует запахи с определенными воспоминаниями. На эту тему написано бесчисленное множество книг, самая известная из которых – семитомный роман «В поисках утраченного времени» Марселя Пруста, где запах погруженного в чай бисквитного печенья пробуждает у рассказчика воспоминания детства, которые далее описываются на четырех тысячах страниц. По этой причине пробуждение сильных, эмоционально окрашенных воспоминаний под влиянием восприятия запаха называют также эффектом Пруста. Он возникает потому, что обонятельные стимулы обрабатываются в тех же областях лимбической системы головного мозга, что и память, обучение и ощущения.

В детстве я был очень разборчив в еде. Самым отталкивающим для меня блюдом была зелень, моими овощами было мясо. Я с удовольствием ел зеленый салат, но все остальное – шпинат, брокколи, спаржа, свекла, зеленая фасоль, брюссельская капуста, ревень и савойская капуста – было мне до ужаса противно. Я не хотел их даже пробовать. Несмотря на то что мама изо всех сил настаивала, я был не в состоянии проглотить ни кусочка. Один раз в неделю я обедал у бабушки с отцовской стороны. Однажды она сказала мне, что я должен есть и овощи, не важно какие, ибо это абсолютно необходимо. Я могу выбрать, что именно я буду есть, но потом мне придется есть этот овощ регулярно. После некоторого размышления я остановился на зеленом горошке. Вероятно, этот выбор я сделал потому, что горошек больше всего напоминал картофель и был меньше всего похож на остальные овощи. Столь же отвратительными я находил и такие молочные продукты, как моцарелла, овечий сыр и тому подобное; о манной каше, молочной рисовой каше и оливках мне было страшно даже думать.

Только к пятнадцати-шестнадцати годам я начал робко экспериментировать с едой. Помню, как отважился попробовать свеклу и нашел, что она не так уж и плоха. Я до сих пор злюсь на себя за то, что только к шестнадцати годам начал есть спаржу и белые грибы, которые до тех пор находил просто тошнотворными. Позднее, будучи студентом, я был бы уже не прочь наслаждаться ими, но тогда я не мог себе этого позволить. Я только много позже узнал, что я – или скорее моя мама – страдал тем недугом, который называют неофобией, и ею страдают в той или иной степени большинство детей.

«Я это не ем!» – неофобия

Словом «неофобия» обозначают состояние, когда человек испытывает страх перед новым. В особенности сильно она проявляется в отношении запахов, преимущественно запахов пищевых продуктов. Самой природой мы запрограммированы негативно воспринимать большинство незнакомых запахов и ароматов. Именно поэтому большинство детей мало расположены к гастрономическим экспериментам. Для того чтобы преодолеть неофобию, надо воспринять незнакомый запах или аромат не меньше десяти раз, прежде чем он покажется приятным. По этой причине дети, отказывающиеся есть новую пищу, должны ее хотя бы попробовать. Со временем они привыкают к ней и принимают ее – так, во всяком случае, гласит теория.

После окончания школы в Мерано для продолжения учебы я поехал в Вену. В большом городе я открыл для себя новые запахи. Первым и главным стал запах выхлопных газов. Типичным зимним венским запахом стал для меня запах угольного дыма – венцы в большинстве своем отапливали жилища углем. Но познакомился я и с приятными запахами. Я жил неподалеку от Нашмаркта, и каждую субботу мы ходили туда, чтобы закупить на неделю дешевых продуктов. Там мы открыли для себя донер-кебаб, там мы вдыхали ароматы восточных специй, фруктов и овощей со всего белого света. Там я купил свое первое манго, первую фетаксу. Мы начали экспериментировать с карри и чили. Мы ели замороженную пиццу, сдабривая ее моцареллой, помидорами и свежим базиликом.

В какой-то момент мы открыли для себя и вино. Сначала мы просто пили его, чтобы расслабиться, но были очень горды, когда, заметив, как тщательно закупоривают бутылки, поняли, что вина различаются по сортам винограда, из которых они сделаны, и научились отличать их друг от друга. Мы устраивали винные вечера, на которые каждый приносил, к примеру, свой сорт мерло, а затем мы сравнивали их между собой. На следующий вечер мы повторяли то же с каберне-совиньоном. При этом мы поняли, как трудно описать словами свойства вина. Иногда мы сходились на том, что какое-то вино отдает ароматом дубовой бочки, в которой его хранили, или соглашались в том, что каберне-франк имеет вкус красного перца. Намного чаще мы спорили о том, отдает ли вкус вина ванилью или табаком, земляникой или вишней. Для описания свойств и вкуса вина мы прибегали к ассоциациям, а когда это не помогало, мы сходились на том, что вино было «мужским». Также только позднее я узнал, почему так трудно описать аромат и букет вина и почему сомелье и парфюмеры много лет учатся – теоретически и практически – искусству словесного описания запахов.

Обоняние как предмет научного исследования

Разумеется, в Вене я занимался не только тем, что знакомился с новыми запахами и учился пить вино; я, кроме того, изучал медицину. К концу курса обучения я проводил много времени с одним приятелем, с которым вместе проходил практику в Мерано. Этот коллега решил защитить докторскую диссертацию[1] и много рассказывал мне о своих экспериментах и занятиях. Я был буквально очарован наукой, и во мне постепенно созрело желание тоже написать диссертацию, но у меня не было ни темы, ни научного руководителя. Помог счастливый случай. Университетская оториноларингологическая клиника была единственной, имевшей свою домашнюю страницу с информацией для студентов, и то только потому, что нашелся секретарь, умевший программировать. Однажды, занимаясь поиском вакансий, я зашел на эту домашнюю страницу и обнаружил, что предлагаются темы для докторских диссертаций. Мало того, кафедра искала студентов, желавших заняться темой «Обоняние и вкус». Это сообщение поразило меня как током.

Спустя некоторое время я связался с моим будущим руководителем и на двух встречах с ним получил свою тему: «Обоняние и вкус при хронической почечной недостаточности». Для начала надо было разобраться, какие неврологические нарушения сопутствуют почечной недостаточности. Но я одновременно должен был понять, как работает восприятие запахов. Я начал искать ответы в учебниках, но скоро заметил, что на эту тему известно не так много, что обонянию уделяется не больше половины страницы в большинстве руководств. Я начал читать специальные журналы и увидел, что только недавно было открыто, как вообще функционируют обонятельные рецепторы. За исследования в этой области американские ученые Линда Бак и Ричард Аксель получили в 2004 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии. К тому времени только недавно стало известно, как перерабатываются в головном мозге обонятельные стимулы. Это открытие было сделано в Монреале, в тамошнем Неврологическом институте.

Я был сильно озадачен, ибо предполагал, что обоняние – подобно слуху и зрению – исследовано глубоко и всесторонне. Я начал просматривать старые статьи, читать работы 1920–1950-х годов и был еще больше очарован этим «неизвестным чувством». Как долго пытались, по аналогии с основными цветами – красным, желтым и синим, – найти основные запахи, из смешения которых возникают все остальные. Сколько могло существовать основных запахов и сколько их, следовательно, можно различить. Сегодня мы знаем, что обоняние функционирует не так, как слух и зрение, что обонятельных рецепторов у нас в сотни раз больше, чем зрительных, что мы способны различать более миллиарда различных запахов, а значит, столько их и существует в природе. Но тогда это было недавним открытием, а многого мы просто еще не знали.

Параллельно я начал проходить практику в лор-клинике. Мы исследовали пациентов, утративших обоняние. Я никогда не придавал обонянию большого значения и был страшно удивлен, узнав, что это происходит относительно часто. Я познакомился с методами оценки обоняния, которые в сравнении с методами оценки состояния зрения показались мне сырыми и неточными. Мы исследовали, насколько хорошо пациенты могут улавливать запахи, насколько хорошо могут их различать. Я узнал, что более точные методы, такие как ЭЭГ и магнитно-резонансная томография, использовались только в специализированных научно-исследовательских лабораториях, но пока не применялись в рутинных обследованиях пациентов.

После окончания докторантуры я получил возможность работать в специализированной исследовательской лаборатории в Дрездене, где мы пытались помочь пациентам с нарушениями обоняния, для чего сначала надо было понять, как вообще функционирует обоняние. Так мне пришлось осваивать специализированные методы исследования. Мы регистрировали электрическую активность мозга в то время, как больные и здоровые испытуемые нюхали определенные запахи, а затем анализировали, какие отделы головного мозга становятся особенно активными при восприятии различных запахов. Я с восхищением узнавал, как мозг реагирует на запахи, как он их перерабатывает, как может контекст изменять восприимчивость к запахам. В Дрездене я принял решение посвятить себя не врачеванию, а фундаментальным исследованиям.

Через несколько лет мне представилась возможность присоединиться к команде ученых Монреальского неврологического института. Это легендарное учреждение. Прижатое к горе Мон-Руаяль, которая уроженцу Южного Тироля кажется невысоким холмом, здание господствует над городом. Институт был основан в 1930-х годах Уайлдером Пенфилдом, создателем современной нейрохирургии, как место, где должны были взаимодействовать с пользой друг для друга фундаментальные научные исследования и клиническая практика. Здесь были разработаны методы хирургического лечения эпилепсии, здесь были заложены основы нашего понимания механизмов памяти, здесь были разработаны многие методы визуализации. Ради изучения этих методов я решился пересечь Атлантику. Мне хотелось понять, что происходит в головном мозге, когда мы нюхаем, а также узнать, как мозговые структуры влияют на наши обонятельные способности.

Проработав несколько лет в Монреале, я получил предложение поработать несколько месяцев в Центре химических чувств Монелла в качестве приглашенного исследователя. Этот центр, расположенный в Филадельфии, штат Пенсильвания, является ведущим учреждением, где выполняются исследования обоняния и вкуса. Более двадцати групп пытаются разобраться в чувствах обоняния и вкуса, понять, как работают рецепторы, как происходит передача импульсов, что случается при утрате вкуса и обоняния. Работы не ограничиваются изучением этих процессов у людей, исследования выполняют также на дрозофилах, комарах, крысах, мышах и на животных многих других видов. Я выполнял в том центре особую миссию. Всегда легче понять, как обрабатывается восприятие единственного запаха, но в норме мы воспринимаем не какое-то отдельное летучее вещество, но смесь пахучих веществ. Мы заинтересовались тем, как взаимодействуют запахи, и сравнили раздражения, возникающие при восприятии отдельных и смешанных запахов. Мы начали лучше понимать сложное взаимовлияние запахов и увидели, что некоторые запахи подавляют восприятие других, а некоторые, наоборот, усиливают друг друга.

Химические чувства

Обоняние – химическое чувство, и его орган работает не так, как органы зрения, осязания или слуха. У слепых, в особенности у тех, кто потерял зрение с рождения или вскоре после него, как правило, развивается обостренное восприятие звуков и тактильных стимулов, что позволяет извлекать больше информации из этих чувств. Такая же компенсация наблюдается и при потере слуха. Химические чувства, однако, этому образцу не следуют. У слепых и глухих не наблюдают обострения обоняния, как можно было бы ожидать, скорее, наоборот, это чувство становится слабее, что в числе других показали и наши исследования. Соответственно, есть выдающиеся слепые музыканты – наиболее известные примеры – Рэй Чарльз, Стиви Уандер и Андреа Бочелли, – но среди слепых нет выдающихся парфюмеров или сомелье. Особенность химических чувств заключается в том, что у пациентов, утративших обоняние, наблюдают также и ослабление способности к восприятию вкуса. Чувство вкуса не компенсирует ослабление или исчезновение обоняния, скорее ослабление одного из этих чувств ослабляет другое.

Вернувшись в Монреаль, я для прохождения постдокторантуры присоединился к группе исследователей Монреальского университета. Эта группа специализировалась на интермодальной сенсорной пластичности, а проще говоря, на том, как изменяется работа мозга при выпадении какого-либо органа чувств, у слепых, глухих, а также у пациентов, страдающих аносмией. Если до этого группа занималась только выпадением зрения, слуха и тактильной чувствительности, то мой опыт мог пригодиться для изучения химического чувства.

В 2013–2014 годах я наконец сделал решающий шаг, стал самостоятельным исследователем и создал свою научную группу. Сначала мы работали в научном центре при больнице Сакре-Кёр в Монреале, а затем, после того как мне предложили должность профессора анатомии в Университете Квебека, – в маленьком городе Труа-Ривьер в предместье Монреаля. Наша группа занимается двумя научными направлениями, касающимися главного вопроса: «Каким образом обоняние зависит от работы мозга?» Во-первых, мы изучаем определенные заболевания мозга, которые влияют на обоняние. К этим заболеваниям относятся такие дегенеративные заболевания, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, а также черепно-мозговые травмы, например сотрясения мозга. Во-вторых, мы стараемся понять, как взаимодействуют мозг и обоняние у здоровых людей. В каких частях мозга происходит обработка обонятельных стимулов, какие факторы влияют на восприятие запахов, как одновременные сопутствующие раздражения, например вкусовые, изменяют информацию о запахе? Мы также хотим узнать, насколько возможна тренировка обоняния и может ли такая тренировка изменять работу головного мозга. Если это так, то мы хотим исследовать вопрос о том, не может ли тренировка обоняния включить какие-то резервы мозга и в известной мере защитить от быстрого развития нейродегенеративных заболеваний.

К профессиональной деятельности ученого относится не только выдвижение новых гипотез, проведение экспериментов, соотнесение полученных данных с данными литературы и тем самым создание нового знания, но и распространение этого знания. Для этого существует множество каналов. Ученые публикуют статьи в специализированных научных журналах и представляют свои данные и результаты на конгрессах – обычно в форме диаграмм или докладов. Но по этим каналам знания распространяются только в научном сообществе, среди других ученых и специалистов. Я убежден в том, что именно сегодня, при критическом настрое общества в отношении результатов научных исследований, настоятельной становится необходимость того, чтобы ученые покинули свои башни из слоновой кости и поделились со всеми своими данными, результатами и знаниями. Я не работаю над такими великими проблемами человечества, как изменение климата, инфекционные заболевания или новые сельскохозяйственные технологии. Разумеется, однако, что вопросы, касающиеся обоняния, могут пробудить интерес к науке, ибо с каждым вдохом мы воспринимаем запахи, которые несут нам радость или страдание. Я поставил перед собой задачу: всегда, когда это возможно, делиться своими знаниями с общественностью, будь то в форме лекций, интервью корреспондентам телевидения, радио или газет или в форме книг, таких как эта. В следующих главах я поведу вас в путешествие в мир запахов и обоняния и надеюсь, что вы разделите со мной очарование этим древним чувством. Не пропускайте упражнения, которые я предлагаю в конце каждой главы. Гарантирую, что, ознакомившись с ними, вы не раз скажете: «Ага, в этом что-то есть!»

Домашнее задание

Мысленно совершите путешествие в свое детство: какие запахи запечатлелись в вашей памяти, какие воспоминания они пробуждают, о каких историях напоминают? Каких запахов вашего детства уже нет, но воспоминания о них пережили время?

Глава 2

Как функционирует обоняние? Фабрика чудес «Нос и компания»

Из этой главы вы узнаете:

• что при восприятии запаха в нос проникает весьма малое число его носителей,

• что обонятельных рецепторов у нас в сотни раз больше, чем рецепторов зрительных,

• что обонятельные раздражения обрабатываются в эмоциональных центрах головного мозга.

Физические и химические чувства

Обоняние относят к пяти классическим чувствам. Наряду со зрением и слухом, вкусом и осязанием оно позволяет нам воспринимать окружающий мир и адекватно на него реагировать. Зрение, слух и осязание являются физическими чувствами, которые проявляются ощущениями, возникающими в результате физического воздействия соответствующих раздражителей на органы чувств. Бросим для начала взгляд на функциональную сторону этого дела: при восприятии зрительных стимулов фотоны солнечного света или света искусственных источников отражаются от поверхностей различных предметов. От светлых поверхностей отражается больше фотонов, от темных – меньше. Фотоны, проникающие в глаз через роговицу, проходят через хрусталик, где фокусируются, а затем проходят через стекловидное тело. В сетчатке, выстилающей заднюю стенку глаза, пучок фотонов проходит еще через несколько клеточных слоев, прежде чем встречается с рецепторными клетками. Эти клетки представлены двумя типами: палочками, обладающими высокой чувствительностью и обеспечивающими черно-белое зрение, например ночью, в условиях низкой освещенности, и колбочками, которые отвечают за цветовое зрение и для нормальной функции которых требуется весьма много света. Эти рецепторные клетки «переводят» физическое раздражение на язык нервной системы, то есть на язык электрических импульсов. Эти электрические стимулы передаются по нервным волокнам в головной мозг, где подвергаются дальнейшей обработке.

Слух, в свою очередь, основан на восприятии звуковых волн, порождаемых колеблющимися структурами. Этими структурами могут быть мембраны динамика, голосовые связки взволнованного коллеги или двигатель автомобиля. Звуковые волны проводятся в какой-либо среде, как правило, в воздухе, частицы которого начинают колебаться с частотой исходных звуковых волн. Когда волны достигают нашей барабанной перепонки, она начинает колебаться, приводя в движение слуховые косточки – молоточек, наковальню и стремечко. Движения стремечка вызывают колебания в жидкости, заполняющей внутреннее ухо, синхронные с колебаниями источника звука. Во внутреннем ухе, в улитке, возникает бегущая волна, проходящая по завиткам спиральной улитки. В определенном месте, соответствующем частоте звука, амплитуда колебания жидкости становится максимальной. Энергия колебания возбуждает волосковые клетки, рецепторные клетки слуховой системы. Таким образом механическое давление волны превращается в электрический стимул, то есть волосковые клетки играют ту же роль, что палочки и колбочки сетчатки глаза. Электрические стимулы по слуховому нерву направляются в головной мозг, где подвергаются дальнейшей обработке. Для системы осязания тоже существуют специфические рецепторные клетки, переводящие энергию механического давления в энергию электрических нервных стимулов.

Задачей рецепторных клеток различных органов чувств является перевод с языка раздражителей внешнего мира в электрические стимулы, то есть перевод на «язык мозга»; процесс такого перевода называют трансдукцией. Для того чтобы понять, как работает орган чувства, надо разобраться в работе рецепторных клеток и рецепторов: как осуществляют такой перевод палочки и колбочки сетчатки глаза и волосковые клетки слуховой улитки? Детали трансдукции сложны и в разных органах чувств отличаются друг от друга, но в основе лежит одно и то же – рецепторные клетки располагают рецепторами, особыми белками, отвечающими на раздражение, в ходе которого они меняют свою конфигурацию (свою трехмерную форму). Следствием такого изменения является сдвиг электролитного равновесия в рецепторной клетке. В результате либо в самой рецепторной клетке, либо в других клетках возникает так называемый потенциал действия – преходящее изменение нормального электрического напряжения между цитоплазмой (внутренней средой клетки) и внеклеточным пространством. Этот потенциал действия от места своего возникновения охватывает всю клетку и передается на отростки нервных клеток, которые связывают органы чувств с головным мозгом. Так образуется электрическое раздражение, передающееся от органа чувств в мозг.