Текст книги "Суперчувства: 32 способа познавать реальность"

10 000 люкс – это та освещенность, которую ощущает на себе человек в солнцезащитных очках, находясь в солнечный день в Брисбене или Лондоне. В пасмурную погоду уровень освещенности может упасть до 1000–2000 люкс. Но даже эта скромная цифра все равно больше, чем то, что наблюдается в классных комнатах самых разных стран. Там освещенность обычно составляет 300–500 люкс. Морган принимал участие в исследовании, проводившемся в стеклянной классной комнате в Экспериментальной начальной школе уезда Янси. Этот пилотный проект показал, что пребывание в такой классной комнате полезно: детям и учителям нравилось в ней заниматься и при такой освещенности им было легко читать.

Следующим шагом будет установить, действительно ли стеклянные классные комнаты могут существенно снизить риск появления миопии, поэтому Морган в настоящее время принимает участие в разработке плана этого исследования. А пока, видимо, наилучшей рекомендацией будет сделать так, чтобы дети находились на свежем воздухе как можно дольше. Может, это и не снизит риск развития миопии больше, чем это возможно при имеющейся наследственной предрасположенности к ней, но результаты пилотных исследований, проведенных в Китае и на Тайване, позволяют предположить, что даже простое пребывание на улице во время перемен положительно сказывается на здоровье школьников{61}61
  Wu, Pei-Chang, et al., 'Outdoor Activity During Class Recess Reduces Myopia Onset and Progression in School Children', Ophthalmology, 120.5 (2013): 1,080–5.


[Закрыть]. Морган, со своей стороны, считает, что в первые несколько лет обучения в начальной школе половину занятий нужно проводить в кабинетах, а половину – на свежем воздухе.

Что еще можно сделать, чтобы защитить зрение? Регулярные физические упражнения снижают риск катаракты (помутнения хрусталика), и этот эффект все сильнее проявляется с возрастом{62}62
  Williams, Paul T., 'Walking and Running are Associated with Similar Reductions in Cataract Risk', Medicine and Science in Sports and Exercise, 45.6 (2013): 1,089.


[Закрыть]. Также они уменьшают риск макулярной дегенерации – гибели клеток в районе желтого пятна и вокруг него. В развитых странах макулярная дегенерация – основная причина слепоты.

Рацион тоже имеет значение. На самом деле идея о том, что поедание моркови в больших количествах может помочь лучше видеть в темноте, является результатом сверхуспешной операции по дезинформации, запущенной британским министерством информации во время Второй мировой войны для того, чтобы скрыть факт использования нового бортового радара{63}63
  Smith, Annabelle, K., 'A WWII Propaganda Campaign Popularized the Myth That Carrots Help You See in the Dark', Smithsonian Magazine, 13 August 2013.


[Закрыть]. Поэтому оно публично объяснило способность британских пилотов сбивать немецкие бомбардировщики в темноте во время ночных атак тем, что пилоты якобы ели много моркови… Люди быстро подхватили эту легенду. Тем не менее потребление продуктов, которые обеспечивают организм достаточным количеством витамина А, таких как морковь, брокколи, шпинат и кудрявая капуста, действительно необходимо для образования родопсина – светочувствительного белка палочек, а также для нормального функционирования колбочек.

В тяжелых случаях плохое питание даже может стать причиной слепоты. В 2019 г. история с британским подростком, ослепшим от нездоровой еды, прогремела на всю страну. Рацион мальчика, который состоял из «картофеля фри, чипсов, белого хлеба, котлет и сосисок», в конце концов стал причиной атрофии зрительного нерва, и к семнадцати годам подросток потерял зрение{64}64
  Harrison, Rhys, et al., 'Blindness Caused by a Junk Food Diet', Annals of Internal Medicine, 171.11 (2019): 859–61.


[Закрыть]. Офтальмологи из Бристольской медицинской школы, которые оценивали состояние мальчика, отметили, что из множества биологически активных веществ ему особенно не хватало витамина B12. Врачи также предупреждают, что веганы, которые не принимают достаточного количества необходимых пищевых добавок, рискуют своим здоровьем из-за недостатка этого витамина.

Время, проведенное на свежем воздухе, регулярные физические упражнения и здоровое питание – все эти факторы защищают наше зрение. Есть также свидетельства в пользу того, что даже идеальное для человека зрение можно настроить так, что оно станет еще лучше.

В 1999 г., когда увидела свет работа Деби Роберсон о цветовосприятии у беринмо, Анна Гислен, изучавшая разные аспекты зрения в Лундском университете (Швеция), отправилась вместе с шестилетней дочерью в исследовательскую экспедицию в Таиланд. Она собиралась изучать детей «морских цыган» из этнической группы мокен, живущих на западном материковом побережье Таиланда и на соседних островах. Хотя человеческие глаза плохо приспособлены к работе в водной среде, Гислен слышала, что дети «морских цыган» легко различают лежащие на дне мелкие предметы, например ракушки, а также двустворчатых моллюсков и морские огурцы. Если это правда, как дети этого достигают?

Работая с детьми «морских цыган», Гислен помещала карточки с изображением разных геометрических фигур под воду и таким образом выяснила, что дети мокен различают их по меньшей мере в два раза лучше европейских детей. На суше обе группы детей показали примерно одинаковые результаты{65}65
  Gislén, Anna, et al., 'Superior Underwater Vision in a Human Population of Sea Gypsies', Current Biology, 13.10 (2003): 833–6.


[Закрыть]. Очевидно, что у детей мокен имеется какая-то особенность зрения, но в чем бы ни заключалось их преимущество под водой, на земле оно не действует.

Гислен пришла к выводу, что для этих детей существует две возможности улучшить «морское» зрение. Вероятно, у них могут сужаться зрачки до минимального размера, что увеличивает глубину зрения. Возможно также, что детям мокен каким-то образом удается преодолеть отказ мозга изменять форму хрусталика под водой (мозг считает, что это бесполезно, ведь там все так мутно) и это позволяет им фокусировать взгляд на рисунках на карточках. Исследовательница выяснила, что в действительности детям «морских цыган» доступны обе возможности.

В дальнейших исследованиях Гислен обнаружила, что зрение у европейских детей можно натренировать до уровня зрения детей мокен всего за 11 занятий в течение месяца в бассейне под открытым небом. Их мозг неосознанно научился сужать зрачки и автоматически менять форму хрусталика. Тесты, проведенные через восемь месяцев после заключительной тренировки, показали, что европейские дети видят под водой так же четко, как и дети мокен{66}66
  Gislén, Anna, et al., 'Visual Training Improves Underwater Vision in Children', Vision Research, 46.20 (2006): 3,443–50.


[Закрыть].

С возрастом хрусталики глаз становятся менее эластичными. Возможно, только дети способны научиться автоматически менять форму хрусталика под водой. (У взрослых людей народа мокен такой способности не наблюдается. Они предпочитают ловить рыбу сетями или гарпуном, не погружаясь в воду.) Однако тот факт, что образ жизни может повлиять на нечто настолько фундаментальное, как способность человека отчетливо видеть, весьма удивил исследователей.

Тем не менее тренировать зрение полезно не только детям. Известны случаи, когда взрослые тренировали не глаза (с целью улучшения зрительных функций), а мозг (для обработки входящей зрительной информации), – и результаты таких тренировок просто поражают.

Сью Барри родилась с тем, что сегодня врачи именуют страбизмом, а во времена ее детства называли косоглазием. В результате операции на глазодвигательных мышцах, которую Барри сделали в детстве, удалось в значительной степени скорректировать положение глаз. Однако из-за того, что у Сью не получалось координировать движения глаз так, чтобы они работали согласованно, она не могла воспринимать небольшие различия в информации, поступающей от разных глаз, которые позволяют большинству людей без труда воспринимать расстояние между предметами.

Для Сью Барри мир выглядел плоским. «Я видела свое отражение на поверхности зеркала, – поясняет она. – Если на зеркале было пятнышко, я думала, что оно находится на мне». Барри осознала, что другие люди видят предметы совершенно иначе, только когда записалась на курс нейрофизиологии в университете. Это еще раз наглядно демонстрирует то, насколько сильно наши «пузыри восприятия» могут нас ослеплять.

Любому, кто вырос с трехмерным зрением, очень сложно понять, как Барри видела мир. Если просто закрыть один глаз рукой, мало что поменяется (можете попробовать сами). «Да, незначительное отличие будет, но ваш мозг всеми силами постарается воспроизвести трехмерную картинку, поэтому получится совсем не то, что видела я», – говорит Барри.

Как только Сью осознала, насколько могла, чего была лишена, она поняла кое-что еще: ей не суждено увидеть трехмерный мир. Общепринятое мнение гласило, что критический период для развития бинокулярных нейронов в зрительной коре, когда они чувствительны к соответствующим стимулам, завершается через несколько лет после рождения. Считалось, что мозг взрослого человека просто не обладает такой пластичностью, которая требуется для столь радикальных изменений.

И тем не менее пример Барри свидетельствует о том, что такие изменения возможны.

Ближе к 50 годам Барри стало все труднее различать далеко расположенные объекты. Она обратилась к офтальмологу, и тот сообщил ей, что для разглядывания предметов, расположенных на расстоянии более нескольких сантиметров от лица, она использует то один, то другой глаз, не координируя их действия. Офтальмолог порекомендовал Барри комплекс упражнений, призванных помочь ей координировать работу глаз, в надежде, что она сможет объединить два изображения, полученные от каждого из глаз, в одно. Через несколько недель Барри заметила разительные изменения в том, как видит собственный дом: края кухонного светильника будто округлились и она впервые ощутила, что светильник находится между ней и потолком.

Чудеса восприятия не прекращались. Как Барри восторженно писала неврологу Оливеру Саксу (с которым познакомилась на вечеринке по случаю запуска одного из космических шаттлов), руль в машине внезапно «выпрыгнул» на нее из приборной панели. Листья растений, казалось, теперь находятся каждый в своей плоскости. Череп лошадиного скелета, стоящего в подвале на работе Барри, выпирал так сильно, что женщина с криком отпрыгнула от него{67}67
  Sacks, O., 'Stereo Sue', New Yorker, 12 June 2006; см. также: Barry S. R., Fixing My Gaze: A Scientist's Journey into Seeing in Three Dimensions, Basic Books (2009).


[Закрыть].

Проверка зрения Барри подтвердила, что теперь у нее трехмерное (стереоскопическое) зрение. И ее случай не уникален. С тех пор она начала собирать свидетельства еще более быстрых изменений зрительного восприятия. Однако ни одно из них не кажется столь невероятным, как случай с Брюсом Бриджменом, профессором психологии и психобиологии Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

Как и Барри, Бриджмен вырос без стереоскопического зрения. В 2012 г., в возрасте 67 лет, он пошел в кино посмотреть фильм «Хранитель времени» в 3D и во время просмотра надел соответствующие очки. Сначала, как Бриджмен и ожидал, картинка казалась ему плоской. Но неожиданно она приобрела глубину. После киносеанса новая способность воспринимать расстояние между предметами сохранилась. Сью Барри утверждает, что Бриджмен в этом не одинок: другие люди тоже рассказывали, что внезапно начинали видеть мир трехмерным.

В 2017 г. Барри и Бриджмен опубликовали результаты опроса, в котором они спрашивали людей, приобретших стереоскопическое зрение во взрослом возрасте, на что это было похоже{68}68
  Barry, Susan R., and Bridgeman, Bruce, 'An Assessment of Stereovision Acquired in Adulthood', Optometry and Vision Science, 94.10 (2017): 993–9.


[Закрыть]. Более трети участников опроса описали новообретенное восприятие глубины словом «ошеломляюще». Стереоскопическое зрение, отмечает Барри, дало им качественно новое ощущение – «ощущение наличия объемного пространства между предметами».

Эта область науки только развивается, и что именно произошло в мозге тех взрослых людей, пока непонятно. Барри подозревает, что «переключение» на стереоскопическое зрение обычно происходит в младенчестве, но может случиться и позже. Тем не менее возможно, что у нее самой в раннем детстве редко, но случались моменты, когда она видела мир трехмерным, – и этого хватило, чтобы какое-то количество бинокулярных нейронов развились правильно и позволили Барри позже обрести нормальное восприятие глубины.

Конечно, идея о том, что человек, никогда не обладавший стереоскопическим зрением, может развить эту способность в зрелом возрасте, очень сомнительна. Через несколько дней после беседы с Барри я разговорилась с женщиной-офтальмологом у друзей на барбекю. Оказалось, что моя новая знакомая проводит операции по коррекции как раз той самой патологии, с которой родилась Барри, и она подчеркнула, что ради блага своих пациентов очень бы хотела, чтобы развитие трехмерного зрительного восприятия в зрелом возрасте у тех, кто его никогда не имел, было возможно. Однако вполне вероятно, что тем из нас, у кого обычное зрение, скоро станут доступны не менее масштабные трансформации.

В 2016 г. исследовательская группа под руководством австралийских ученых сообщила, что разработала нанокристаллы, способные поглощать и накапливать излучение в инфракрасном диапазоне и превращать его в видимый свет{69}69
  Camacho-Morales, Rocio, et al., 'Nonlinear Generation of Vector Beams From AlGaAs Nanoantennas', Nano Letters, 16.11 (2016): 7,191–7.


[Закрыть]. Теоретически такие кристаллы можно встроить в очки, чтобы сделать легкие приборы ночного видения (главным образом для нужд военных, хотя ученые упомянули, что эти нанокристаллы могли бы позволить играть в гольф ночью…). В 2019 г. исследователи из Медицинской школы Массачусетского университета пошли еще дальше: как они сообщили, им удалось ввести наночастицы с аналогичными функциями в сетчатку глаз мышей{70}70
  Ma, Yuqian, et al., 'Mammalian Near-Infrared Image Vision Through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae', Cell, 177.2 (2019): 243–55


[Закрыть]. Наночастицы превращали инфракрасное излучение в более коротковолновое – зеленый свет. Группа использовала технологию сканирования мозга мышей и тесты на восприятие света, чтобы доказать, что мыши действительно могли видеть инфракрасное излучение и реагировали на него. Даже при дневном освещении грызуны были способны различать инфракрасные изображения.

Исследователи рассмотрели возможности применения этой технологии на животных: «Если бы у нас была сверхсобака, способная видеть в ближнем инфракрасном диапазоне, мы могли бы с расстояния проецировать на правонарушителя тепловую метку и собака ловила бы его, не беспокоя остальных людей», – рассуждает Ган Хань, научный руководитель группы. Теоретически нет никаких причин, по которым ту же технологию нельзя было бы применить на людях. «Смотря на мир, мы воспринимаем только видимый свет, – отмечает Хань. – Но будь у нас зрение в ближнем инфракрасном диапазоне, мы бы увидели Вселенную совсем по-другому. Мы могли бы наблюдать астрономические объекты в инфракрасном спектре невооруженным глазом или обеспечить себе ночное зрение без громоздких приборов»{71}71
  https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/acs-ncs071819.php


[Закрыть].

Идея о том, что мы когда-нибудь сможем заменить свои натуральные глаза на более совершенные бионические, не выходит за рамки возможного. В 2020 г. группа ученых из Гонконгского университета представила бионический 3D-глаз, который копирует структуру естественного глаза, но который можно настроить так, чтобы обеспечить более острое зрение и дополнительные функции, такие как «ночное зрение» (в инфракрасном диапазоне){72}72
  Gu, Leilei, et al., 'A Biomimetic Eye With a Hemispherical Perovskite Nanowire Array Retina', Nature, 581 (2020): 278–82.


[Закрыть]. Строение глаза порой приводят в качестве контраргумента к идее «разумного замысла»: какое всеведущее высшее существо спроектирует такой глаз, в котором нервные волокна проходят через сетчатку, создавая таким образом слепое пятно? Конструкция нового глаза с его нанопроводниковыми светочувствительными элементами может без этого обойтись, поэтому слепого пятна в нем не будет. Его можно спроектировать более рационально. Впрочем, технология создания искусственных глаз находится на самой ранней стадии развития. Как подчеркивают разработчики, бионические глаза пока не идут ни в какое сравнение с глазами натуральными.

По Аристотелю, зрение – чувство, которое дает нам больше всего информации об окружающем мире. Это убеждение нашло отражение и в нашей повседневной речи. Например, исследование может «пролить свет» на проблему или «осветить» ее. Сразу же поняв, что пытается сказать мне собеседник, я могу ответить: «Понимаю, что ты имеешь в виду». Можно «потерять из виду» цель и даже держать в голове «темные» мысли, но в итоге «прозреть». То, что когда-то было очень простым рецептором для различения света и тьмы, превратилось в структуру, способную не только отличить съедобное от несъедобного и своих от чужих, но и выразить свои самые сокровенные чувства. Кроме того, зрение, несомненно, стало средством получения эстетического наслаждения. Для людей оно имеет не только практическое значение. Мы платим хорошие деньги – порой астрономические суммы, – чтобы посмотреть на нечто красивое.

И все же в своей классической работе 1961 г. «Искусство и иллюзия» (Art and Illusion) известный историк и теоретик искусства Эрнст Гомбрих писал: «Наше видение жизни ничуть не в меньшей мере, чем видение искусства, формируется силой ожидания».

Что касается «силы ожидания», представители науки и искусства годами не признавали это понятие или, по крайней мере, старались не замечать его. Как выявил в своей работе Анил Сет{73}73
  Seth, Anil K., 'From Unconscious Inference to the Beholder's Share: Predictive Perception and Human Experience', European Review, 27.3 (2019): 378–410.


[Закрыть], идея о том, как важно учитывать, что каждый человек привносит в восприятие произведения искусства что-то свое, стала непопулярной среди искусствоведов. В то же время исследования в области психологии сосредоточились на фундаментальных механизмах зрительного восприятия.

Тем не менее, как мы только что убедились, новейшие исследования того, как наш мозг обрабатывает сигналы, поступающие от глаз, на самом деле позволяют «пролить свет» на проблему зрения. Несколько десятилетий назад Гомбрих уже знал, что зрение – это нечто гораздо большее, чем просто обработка данных о том, «что существует вокруг». Эта идея вызывает все больший интерес со стороны ученых, что является свидетельством фундаментального сдвига представлений не только о зрении, но и о других чувствах.

В XVII в. Французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт высказал точку зрения, что чувствам не стоит доверять, то есть он не считал их надежным источником информации о мире. Тем самым философ бросил вызов аристотелевской идее о том, что чувства являются нашим единственным источником достоверных знаний. Однако совершенно очевидно, что если полная, достоверная, объективная информация о мире вообще существует, то мы не можем ее воспринять. Понятно и то, что наш мозг не смог бы справиться со всей полнотой этой информации.

Фундаментальные потребности человека – выживание, размножение и благополучие. Ваши органы чувств имеют дело только с той информацией, которая помогает вам – человеку с планеты Земля – удовлетворить эти потребности, и вашему мозгу, запертому в черепе, приходится использовать все свои ресурсы, чтобы как можно быстрее расшифровывать непрерывный поток входящих сенсорных сигналов. Воспоминания о том, занята ли обычно другая сторона кровати, или о том, как изменение освещения влияет на восприятие цветов, обычно служат отличными источниками информации и ускоряют процесс расшифровки. Однако эти же средства ускорения восприятия делают нас уязвимыми. Как мы теперь знаем, вполне возможно увидеть то, чего на самом деле нет, – так же как не увидеть того, что прямо перед нами.

Кроме того, мы узнали, что каждый может вынести что-то ценное из исследований, помогающих понять, когда и как это происходит и почему зрительное восприятие у некоторых людей более подвержено ошибкам, чем у других. Это, очевидно, верно не только для зрения, но и для чувства, которое мы разберем в следующей главе, а именно слуха.

2
Слух

Почему песня Dancing Queen в Боливии воспринимается по-другому

…звучащее есть то, что приводит плотный воздух в непрерывное движение, доводя его до органа слуха, орган же слуха тесно сопряжен с воздухом.

АРИСТОТЕЛЬ. О ДУШЕ[21]21
  Здесь и далее цитаты Аристотеля даны в переводе П. С. Попова. Цит. по: Аристотель. О душе // Аристотель. Сочинения в 4 т. Т. 1. – М.: Мысль, 1976.


[Закрыть]

Аристотель, несомненно, был прав. Чтобы мы могли что-то услышать, нужно, чтобы звуковые волны дошли до нашего органа слуха – уха.

Все формы жизни – от растений до дождевых червей – способны ощущать различные вибрации, которые мы воспринимаем как звуки. Да-да, и дождевые черви способны что-то чувствовать. Чарльз Дарвин, который, как известно, был очарован сенсорными способностями червей, экспериментировал с этими существами: кричал на них, свистел в металлический свисток, просил сына громко играть им на фаготе и одновременно внимательно следил за их поведением. Черви не реагировали на звуки – до тех пор, пока ученый не поставил горшки с землей, где сидели животные, на рояль. В этом случае мощные вибрации сразу заставили их спрятаться поглубже в норки.

Растения тоже могут ощущать то, что мы бы назвали звуками{74}74
  См.: https://www.calacademy.org/explore-science/do-plants-hear; also Jung, Jihye, et al., 'Beyond Chemical Triggers: Evidence for Sound-Evoked Physiological Reactions in Plants', Frontiers in Plant Science, 9 (2018), https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00025


[Закрыть]. Небольшое цветковое растение арабидопсис способно даже различать шум ветра, звук, который издает жующая лист гусеница и брачную песнь цикады. Запись песни цикады выбрали для эксперимента, проведенного в Миссурийском университете, поскольку частота этих звуков близка к частоте звуков жевания, издаваемых гусеницей. Однако растения не дали себя одурачить. Они усиливали образование компонентов горчичного масла, неприятных для гусениц, только в ответ на звуки жевания{75}75
  Appel, H. M., and Cocroft, R. B., 'Plants Respond to Leaf Vibrations Caused by Insect Herbivore Chewing', Oecologia (2014), https://doi.org/10.1007/s00442-014-2995-6


[Закрыть]. Это поистине удивительное проявление сенсорных способностей растений. Тем не менее, поскольку ни у дождевых червей, ни у растений нет ушей или головного мозга, они не слышат в буквальном смысле этого слова.

Наш слух – физическое чувство, родственное осязанию. Движение чего бы то ни было – будь то чужие голосовые связки или топающее в вашу сторону стадо слонов – запускает волны энергии, проходящие через молекулы в составе окружающих вас газов, жидкостей и даже твердых тел. Мы ощущаем некоторые из этих волн благодаря механорецепторам, которые располагаются в разных частях тела и реагируют на физическое давление. Вспомните, как вы ощущаете внутри себя звуки церковного органа или как особенно глубокий бас отдается в грудной клетке. Их восприятие зависит от стимуляции рецепторов – мы поговорим о них в главе 5, рассказывающей об осязании.

Однако в глубинах внутреннего уха у нас есть орган, содержащий набор механорецепторов, ставших после миллионов лет эволюции особо чувствительными к волнам такой длины, которые создаются в результате наиболее значимых для нас движений. Наш мозг, подобно алхимику, превращает эти изначальные волны физической энергии в нечто феноменологически особенное – звуки. Мы воспринимаем не звуки. Мы воспринимаем вибрации, а звук – это то, что представляет себе мозг.

В таком случае известная философская загадка «Слышен ли звук падающего в лесу дерева, если рядом нет никого, кто мог бы его услышать?» имеет четкий ответ: нет. Ну, по крайней мере, если в лесу нет какого-то другого животного, чей мозг, как и наш, настроен на восприятие колебаний воздуха от падения дерева в виде звуков. А таких существ, конечно, много.

Слух позволяет нам «считывать» окружающий мир на расстоянии. Он предоставляет потенциально жизненно важную информацию о том, где мы находимся и что находится вокруг нас, даже если это расположено за пределами видимости, загорожено чем-то или просто не видно в темноте ночи или когда мы спим. Слух также обеспечивает условия для простого взаимодействия между нами и животными других видов. Все эти преимущества явно полезны для любого из огромного множества живых существ, у которых точно есть уши. Например, для акул.

Звуковые волны легко распространяются в воде, поэтому в этой среде они служат более полезным источником информации, чем свет. Хотя акулы славятся электрорецепцией (способностью воспринимать электрические сигналы) и выдающимся обонянием, слух у них тоже весьма острый. Акула способна за сотни метров улавливать характерные низкочастотные звуки, издаваемые больным или раненым животным, или плеск воды под руками плывущего человека. Притом рыба использует для этого уши, не слишком похожие на наши. На самом деле эволюционный путь, который привел к появлению ушей у млекопитающих, настолько невероятен, что порой напоминает сюжет комикса серии Marvel{76}76
  https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evograms_05


[Закрыть].

Эволюционные пути человека и акулы разошлись примерно 420 млн лет назад. Путь к акулам шел через других, более древних хрящевых рыб, а путь к млекопитающим – через костных рыб и ранних синапсид, группу животных, по некоторым признакам похожих на млекопитающих. Примерно 230 млн лет назад наши синапсидные предки отрастили дополнительную пару костей в челюсти. И никто не знает почему.

В следующей, еще более странной главе этой истории две «лишние» кости челюсти постепенно уменьшались и в конце концов переместились в ухо, где стали молоточком (malleus) и наковальней (incus). Это две из трех крошечных косточек среднего уха, усиливающих входящие звуковые волны. У акул (а также рептилий и птиц) имеется только одна косточка – стремечко (stapes). Поскольку три кости, работающие сообща, передают звуки эффективнее, чем одна, они обеспечивают более острый слух и бóльшую чувствительность к высоким звукам{77}77
  http://www.shark.ch/Information/Senses/index.html


[Закрыть]. Поэтому, если акула намеревается вас укусить, ваши панические взмахи конечностями она услышит, а вот крики – нет.

Что вы слышите прямо сейчас? Будь то визг тормозов поезда метро или стук дождя по крыше, слышите вы это потому, что идущие в вашу сторону звуковые волны заставляют вибрировать барабанные перепонки (membranaе tympani), отделяющие наружное ухо, которое собирает и направляет звуки, от среднего уха.

Когда барабанная перепонка вибрирует, ее колебания переходят на молоточек, наковальню и стремечко, которые затем передают их в виде волн давления в находящуюся во внутреннем ухе улитку, заполненную жидкостью. Улитка (cochlea, от древнегреч. kokhliās – «спиральная раковина моллюска») представляет собой спиральный лабиринт, ее средняя длина составляет 8,75 мм, средняя высота – 3,26 мм. Улитка закручивается как закрытый желоб аттракциона «хелтер-скелтер», расположенные внутри мембранные структуры и клетки, обеспечивающие слух (так называемый перепончатый лабиринт), повторяют эту спиральную форму{78}78
  https://www.phon.ucl.ac.uk/courses/spsci/acoustics/week2-9.pdf


[Закрыть]. На верхней стороне базилярной мембраны лежат слуховые волосковые клетки кортиева органа. Их микроскопические, похожие на волоски стереоцилии торчат вверх, и самые длинные из них погружены в расположенную выше желеобразную мембрану. Поступающие в ухо волны давления заставляют волокна базилярной мембраны колебаться. Разные ее участки чувствительны к разным частотам. Более упругие волокна ближе к основанию улитки сильнее колеблются в ответ на высокочастотные – высокие – звуки, такие как скрипы и визги. Участки ближе к вершине больше реагируют на низкочастотные звуки, например бой барабана.

Когда участок базилярной мембраны вибрирует, стереоцилии выталкиваются вверх и прижимаются к желеобразной мембране над ними. Под воздействием механической силы в нитях, соединяющих стереоцилии, открываются микроскопические ионные каналы, и по ним ионы калия устремляются внутрь клеток. Это инициирует электрический сигнал, который по слуховому нерву передается в головной мозг, – и в конечном итоге возникает то, что мы воспринимаем как звук.

Наш мозг сначала работает с частотой звука (определяя, насколько он высокий или низкий), его длительностью и громкостью. Информация о звуках также попадает в другие участки мозга, позволяющие локализовать их источник или подготовить тело к реакции – например, что-то сказать в ответ или убежать. Дальнейшая обработка в слуховой коре головного мозга помогает вам правильно интерпретировать сигналы: допустим, распознать воркование голубя или песню, которую ваш бывший партнер слушал снова и снова за несколько недель до вашего расставания. Или, если речь идет о новорожденном ребенке, даже узнать особый звуковой паттерн материнского голоса.

Наш слух развивается еще до рождения. Примерно с двадцатой недели беременности плод рефлекторно жмурится в ответ на громкий шум (плод бы моргал, если бы мог, но веки откроются только через шесть недель). Приблизительно в то же время, когда открываются ушные проходы и в уши могут поступать звуки, формируются связи между таламусом (что-то вроде ретранслятора для входящей сенсорной информации) и сенсорными зонами коры больших полушарий, которые обрабатывают информацию, поступающую от органов чувств. Таким образом, еще до начала третьего триместра улитка готова к работе. Хотя матка, не говоря уже об остальных частях материнского тела, приглушает шумы, мы приходим в этот мир уже знакомыми со звуками нашего собственного дома, языка и культурной среды.

Мы знаем это отчасти благодаря эксперименту с участием десяти молодых матерей, проведенному в 1980 г.{79}79
  DeCasper, Anthony J., and Fifer, William P., 'Of Human Bonding: Newborns Prefer Their Mothers' Voices', Science, 208.4448 (1980): 1,174–6; о важности этого исследования: Busnel, Marie-Claire, et al., 'Tony DeCasper, the Man Who Changed Contemporary Views on Human Fetal Cognitive Abilities', Developmental Psychobiology, 59.1 (2017): 135–9.


[Закрыть] Это исследование сейчас считается революционным, но тем матерям оно наверняка казалось весьма странным.

Вскоре после родов женщин просили наговорить под запись сказку Доктора Сьюза «Только подумать, что я видел это на Малберри-стрит» (And To Think That I Saw it On Mulberry Street). В какой-то момент в течение следующих суток их новорожденные дети лежали в кроватках с наушниками, приставленными к ушам, и с пластиковой пустышкой во рту. Сосок пустышки был подсоединен к компьютеру, а тот – к динамику. Психологи, проводившие это исследование, настроили приборы так, что, когда ребенок сосал одним образом (например, с короткими или с длинными паузами, в зависимости от выбора экспериментаторов), ему давали слушать голос собственной матери, а при другом ритме сосания включали запись голоса чужой женщины.

Один из младенцев, казалось, не хотел слушать собственную мать, другому, по-видимому, было все равно, кого слушать. Но большинство детей старались сосать в таком ритме, чтобы слушать голос своей матери. Когда после этого психологи изменили «правила» на противоположные, некоторые дети научились менять ритм сосания так, чтобы вновь слышать голос матери.

До этого эксперимента лишь немногие психологи интересовались поведением новорожденных. Однако эта работа заинтриговала многих. Помимо того что в ней была продемонстрирована способность младенцев быстро обучаться, она еще явно указала на то, что мы приходим в мир, уже зная голос своей матери. Более поздние исследования, проведенные теми же психологами, подтвердили, что это связано скорее с тем, что ребенок слышит голос матери еще в утробе, а не сразу после рождения. С высоты наших современных знаний о развитии слуха это не кажется удивительным: к моменту рождения дети слушают голос матери уже несколько месяцев.

Если все эти дети развивались нормально, при появлении на свет у них в улитках содержалось примерно 16 000 чувствительных волосковых клеток. (Вы можете подумать, что это очень много, но сравните это число с числом светочувствительных клеток в сетчатке – их там примерно 100 млн.) Однако, если даже у нас с вами при рождении было одинаковое число волосковых клеток, вполне вероятно, что слышим мы окружающий нас мир по-разному.

Чувствительность слуха – раздражает ли вас тихое постукивание или вы не возражаете даже против звука новой барабанной установки соседа – зависит, без сомнения, от ваших генов. Были обнаружены мутации примерно 70 генов, связанных с нарушениями слуха и глухотой, так что по сравнению с влиянием генов на другие сенсорные системы роль наследственного фактора в чувствительности слуха весьма значительна. Так, например, по результатам исследований, проведенных в Финляндии на здоровых близнецах, было выявлено, что 40 % различий в чувствительности к звукам можно отнести на счет генетических вариаций{80}80
  Heinonen-Guzejev, Marja, et al., 'Genetic Component of Noise Sensitivity', Twin Research and Human Genetics, 8.3 (2005): 245–9.


[Закрыть].

Наличие этих генетических вариаций может помочь объяснить, почему мы так по-разному воспринимаем различные уровни бытового шума. Некоторые звуки кажутся нам просто ужасными, независимо от их громкости. Так, например, человеческий крик активирует участки мозга, задействованные в восприятии отвращения и боли (как показали недавние исследования, эти чувства связаны с быстрыми, но ощутимыми изменениями громкости, характерными для криков и некоторых других сигналов тревоги у животных, а также полицейских сирен){81}81
  https://digest.bps.org.uk/2019/10/04/harsh-sounds-like-screams-hijack-brain-areas-involved-in-pain-and-aversion-making-them-impossible-to-ignore/


[Закрыть]. Но когда речь заходит, скажем, о шуме дорожного движения или газонокосилки, будет он восприниматься как неприятный или нет, зависит в основном от уровня громкости. Правда, уровень громкости, который для разных людей с нормальным слухом становится некомфортным, может различаться приблизительно на 20 децибел.