Текст книги "Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу"

Quo Vadis[136]136
  Quo vadis (лат.) – Куда идешь?


[Закрыть], обоняние?

В середине 2000-х годов казалось, что обонятельная система действует посредством топографической организации аналогично другим сенсорным системам. Ожидалось также, что пространственное распределение картин активации в луковице воспроизводится в обонятельной коре. На протяжении десятилетия ничто не противоречило этим предположениям. По крайней мере казалось, что фрагменты складываются в единую картину. Интуитивно менее понятным было, какая информация кодируется картой запахов.

Топография луковицы не позволяла выявить какую-то упорядоченность запахов. Что же на самом деле отражалось на этой карте? Какие свойства запахов были связаны с такими нейронными корреляциями? По-видимому, содержание нейронных карт соответствовало значимой модели сигнала, отражающего особенности окружения. Было понятно, как мозг использует нейронное пространство для кодирования окружающего пространства с помощью зрения, однако к запахам эта идея оказалась неприменима, что мы и обсудим на последующих страницах книги.

Почти любой ученый от теоретика и практика нейробиологии до молекулярного биолога и от нейрогенетика и сенсорного психолога до специалиста по химии запахов согласится, что проблемы обоняния пока еще далеки от разрешения.

Нейробиолог Джоэл Мейнленд рассказывал, как он начал работать в этой области: «Вы не знаете основ. Вы не знаете, как на самом деле работают рецепторы. Вы не знаете, как кодируется интенсивность. Все эти вещи известны для зрения. Существуют первичные цвета, и можно предсказать, какой цвет получится, если их смешать, но вы не можете сделать ничего подобного в отношении обоняния. Здесь оставалось множество открытых вопросов, которые выглядели объемными и важными, и потому область казалось близкой к идеалу для исследований».

Когнитивный психолог Йонас Олофссон из Стокгольмского университета так выразил необходимость поисков более качественной теории и экспериментальных данных: «Я думаю, что философское и психологическое понимание роли обоняния очень важно для интерпретации биологии, в том числе в качестве эволюционного биологического ответа. Обоняние зависит от локального окружения. Понимание свойств контекста, функциональных особенностей ситуации – без этого мы не сможем понять, какая биологическая активность развивается и почему».

«Что нас ограничивает теперь – данные или теория? – спрашивает нейроинформатик Рик Геркин из университета Аризоны. – В контексте машинного обучения мы определенно ограничены данными, поскольку модель машинного обучения вытягивает из данных все, что только возможно. Единственный способ ее улучшить – в получении дополнительных данных. Однако в теоретическом аспекте нам все еще не хватает теории. [Современная модель] не показывает, как работает обоняние. Так что, возможно, кто-нибудь сможет предложить элегантную теорию с участием рецепторов, нейронов и всего остального и заявить: «Вот так работает обоняние», – причем на основании тех же самых данных».

Биофизик Андреас Мершин из Массачусетского технологического института качает головой: «Вся идея в том, что для решения многих проблем нам нужна уйма данных… О мой Бог, если бы только у меня было достаточно обонятельных рецепторов с известной специфичностью, если бы у меня было достаточно генов и первичных элементов структуры, я бы добился успеха! Но эта идея несостоятельна. Никогда еще не было так, чтобы на текущем этапе развития науки нам не хватало данных. Бывали времена, когда нам их действительно не хватало, но в области обоняния, в поисках лекарств и во всем, чем я занимаюсь, мы не ограничены наличием данных».

Олофссон отмечает: «Нам безусловно нужно больше задумываться о роли обоняния и об интерпретации аксональных картин – и почему они так организованы. Я думаю, это требует постановки многих теоретических и практических вопросов».

Обоняние готово к вопросам. Нам нужно осмыслить данные, которые у нас есть. Мершин соглашается: «Про обоняние можно говорить, не испытывая серьезного давления типа: “О нет. Мы точно знаем, как все работает!” Мы не знаем даже, как устроено зрение. Это миф – что мы знаем. Если я его подтвержу – вы можете это напечатать, нет проблем, – но если я его подтвержу, то люди подумают, что они знают, поскольку существует множество учебников… Обоняние описано не так хорошо, и это дает чуть больше свободы. Но, по моему мнению, это универсальная система. Это модель для нейробиологии, это модель для нейрофизики. Это способ узнать суть эмерджентных[137]137
  Эмерджентность – наличие у системы свойств, не присущих её компонентам по отдельности. – Прим. ред.


[Закрыть] свойств. Это также способ понять эволюционную биологию. Это способ разобраться в ошибочных представлениях о связи структуры и функции. А еще – в описании и классификации».

Междисциплинарная сущность обоняния является как проблемой, так и преимуществом, по мнению Лесли Воссхолл, которая указывает на необходимость мыслить вне готовых схем: «Я редукционист, – смеется она. – И я именно тот человек, который должен выступать против [упрощения], поскольку я по своей специальности стремлюсь свести вещи к простейшим составляющим. Но при этом, возможно, теряется много важного…»

Где мы могли недоглядеть? По мнению Терри Экри, дело в восприятии. «Вы не можете разрешить проблему обоняния, пока не сформулируете основные представления о нем… Вы должны иметь возможность ответить: что значит быть запахом? А вариациями одного и того же запаха? Но мы не можем четко отразить это в нашей речи».

Современные тенденции в обонятельной нейробиологии обращаются к типичному философскому вопросу: что именно мы пытаемся измерить и нанести на карту нейронного пространства в первую очередь? Что такое запах на самом деле?

Глава 3. Носовой интеллект: запахи и познание

Спросите шесть человек, изучающих обоняние, что такое запах, и вы получите шесть (или больше) разных ответов. Химик расскажет вам о мельчайших деталях, определяющих запах молекулы[138]138
  Günther Ohloff, Wilhelm Pickenhagen, and Philip Kraft, Scent and Chemistry: The Molecular World of Odors (Zürich: Wiley-VCH, 2011); Paolo Pelosi, On the Scent: A Journey through the Science of Smell (Oxford: Oxford University Press, 2016).


[Закрыть]. Видите эту гидроксильную группу? Биолог покачает головой, заявляя, что запахи – это не только химические структуры, это скорее элементы с сигнальной функцией в организме[139]139
  Donald A. Wilson and Richard J. Stevenson, Learning to Smell: Olfactory Perception from Neurobiology to Behavior (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2006).


[Закрыть]. Обоняние важно для поведения. Нейробиолог согласится, но добавит, что поведенческие функции возникают как следствие возбуждения нейронов в мозге[140]140
  Gordon M. Shepherd, Neurogastronomy: How the Brain Creates Flavor and Why It Matters (New York: Columbia University Press, 2012).


[Закрыть]. На этом этапе может подключиться когнитивный психолог, который заметит, что поведенческой или нейронной перспективы недостаточно, чтобы понять ментальные механизмы, включающие запахи в культурный ландшафт познания[141]141
  Constance Classen, David Howes, and Anthony Synnott, Aroma: The Cultural History of Smell (London: Routledge, 1994); Jim Drobnick, ed., The Smell Culture Reader (New York: Berg, 2006).


[Закрыть]. Подумайте о роли памяти, речи и обучения в восприятии запахов! Философ мог бы добавить, что, хотя запахи способны передавать мысленные образы предметов, таких как яблоки или розы, обонятельный опыт часто находится на тонкой грани, разделяющей осознанное и неосознанное восприятие[142]142
  Andreas Keller, Philosophy of Olfactory Perception (New York: Palgrave Macmillan, 2017); Barry C. Smith, The Nature of Sensory Experience: The Case of Taste and Tasting, Phenomenology and Mind 4 (2016): 212–227; Clare Batty, A Representational Account of Olfactory Experience, Canadian Journal of Philosophy 40, no. 4 (2010): 511–538.


[Закрыть]. Запахи постоянно касаются осознанного восприятия в виде мимолетных и преходящих свойств. Как можно быть уверенным, что ощущаемое нами реально? Парфюмер изумится, вопрошая, почему никто не говорит об очевидном эстетическом аспекте и гедонической притягательности запаха[143]143
  Jean-Claude Ellena, The Diary of a Nose: A Year in the Life of a Parfumeur (London: Particular Books, 2012).


[Закрыть]. Вы можете рассказывать любые сказки, заманивая толпу приятным запахом. Все эти точки зрения справедливы – и ни одна из них не охватывает природу запаха целиком. Такая мозаика мнений усложняет определение границ для обсуждения материальных основ запахов и их связи со свойствами восприятия.

Понимание природы запаха недостижимо в рамках какого-то одного научного подхода. Возможно, причина в том, что опыт восприятия запаха двояк. Обонятельные ощущения непрерывно связаны с процессами, идущими внутри и вне организма.

Безусловно, вы ощущаете запах чего-то. Предметы пахнут. И большинство предметов имеют уникальный запах. Вспомните кухню своей тетушки или отцовский гараж. Вспомните ароматы еды и специй из разных уголков земного шара, невероятное разнообразие душистых цветов и растений, а также характерный запах людей и частей их тела. Спектр источающих запах предметов кажется бесконечным, не говоря уже о несчетных и иногда немыслимых творениях парфюмеров. Очевидно, что запах – весомый материальный опыт; он сообщает нам некую информацию о мире: о людях, местах и предметах. Ощущение запаха передает нам важнейшие сигналы о невидимой сущности вещей.

Но запахи передают информацию не только о внешнем мире. Обонятельный опыт обычно имеет отношение к нам самим. Ощущение запаха, вероятно, каждым оценивается по-своему. При этом мы работаем с несколькими векторами решений: нравится ли мне запах? Приятен ли он? Насколько он стойкий или интенсивный? Что это за запах; он больше похож на запах черники или вишни? Съел бы я это? Или так: насколько эстетически приятен этот цветочный запах? Хотел бы я ощущать его на коже? Такое множество решений, с которыми связано восприятие запаха, влияет на оценку его качества.

То, как мы воспринимаем запах, связано с его влиянием на поведение и отражается на наших характеристиках как наблюдателя. Наши суждения связаны с физиологическими и ментальными факторами. Подумайте об этом. Предметы пахнут по-разному в зависимости от того, голодны мы или сыты, скучаем или заинтересованы, радостны или взбешены, беременны или у нас похмелье. Иногда мы понимаем, насколько голодны, только внезапно уловив запах еды. Наш нос доставляет информацию не только о внешнем мире, но и о нас самих.

Ощущение запаха одновременно экстероцептивное и интероцептивное, то есть относится к восприятию явлений снаружи и внутри наблюдателя. Философы называют экстероцептивную роль обоняния созерцательной, имея в виду, что запах связывает нас с внешним миром. Запах говорит о съедобности и качестве еды. Но в то же время обоняние отражает внутреннее состояние и учитывает относительную ценность этой информации. Запах пищи позволяет вам осознать, например, действительно ли вы хотите в третий раз за день съесть китайскую лапшу. Нейрогенетик и философ из Нью-Йорка Андреас Келлер соглашается: «Мы можем очень по-разному реагировать на один и тот же запах или на одно и то же прикосновение в разном контексте, в то время как к зрению это относится в меньшей степени». (Хотя некоторые специалисты в области зрения могут не согласиться с Келлером: разве не бывает, что в определенных ситуациях мы видим только то, что хотим увидеть?)

Как никакие другие чувства, обонятельный опыт опосредует наблюдения материальных изменений в окружающей среде в соответствии с нашим собственным физиологическим и психологическим состоянием. Это весьма интересно. Нос дает нам доступ к наблюдению за чрезвычайно тонкими химическими изменениями во внешней среде и в то же время передает наше внутреннее состояние, включая динамические взаимодействия между двумя формами опыта.

Обоняние вызывает глубокие вопросы, касающиеся человеческого разума. Отсутствие интуитивных ответов на эти вопросы заставляет сомневаться в существующих философских представлениях. Это дает возможность для пересмотра теоретических суждений, сформировавших наше понимание чувственного восприятия в целом. Что означает «видеть» мир носом? Какой доступ к материальному миру дает нам нос? Какого рода активность управляет формированием обонятельных образов? Есть два подхода к поиску ответов: мы можем начать либо с познания, либо с поведения, хотя, конечно, на самом деле они неразделимы. Для ясности давайте начнем с изучения обонятельного разума, а о роли поведения поговорим в главе 4. На нашу психику запах влияет куда сильнее, чем кажется на первый взгляд.

Два вида обоняния

Сколько у вас видов обоняния? «Какой странный вопрос, – подумаете вы, – конечно же, один». У нас один нос, и обоняние – одно из чувств. Однако биолог – и шеф-повар – скажет, что у нас как минимум два вида обоняния.

Приготовление пищи всегда занимало важнейшее место в человеческой культуре. Поиск новых вкусов и ароматов был движущей силой глобализации. Торговля пряностями повлияла на формирование социально-экономического ландшафта современного мира как никакой другой род человеческой деятельности[144]144
  Paul H. Freedman, ed., Food: The History of Taste (Berkeley: University of California Press, 2007).


[Закрыть]. В XX веке еда сильно изменилась из-за индустриализации пищевого производства и открытия искусственных вкусовых добавок[145]145
  Nadia Berenstein, Designing Flavors for Mass Consumption, Senses and Society 13, no. 1 (2018): 19–40.


[Закрыть]. От вкуса люди получают больше удовольствия, чем от картин Пикассо.

Интроспекция[146]146
  Самонаблюдение, изучение психических процессов самим человеком. – Прим. науч. ред.


[Закрыть], наш «внутренний глаз», передает ложную информацию о пище. Большинство думает, что пища воспринимается ртом, что это вкусовые ощущения. Однако это не так. Или не совсем так. Вы едите с помощью носа. Это звучит странно: разве вы не чувствуете вкус пищи во рту? Однако «чувствовать» в данной ситуации не означает воспринимать только через вкусовые сосочки. Вспомните случай, когда у вас был сильно заложен нос. Все казалось пресным и неинтересным на вкус. Более того, количество вкусовых рецепторов непропорционально мало по сравнению с количеством различаемых вкусов. По результатам недавних исследований рецепторы на языке передают вкус кислого, сладкого, горького, умами, соленого… и, может быть, жирного[147]147
  Russell S. J. Keast and Andrew Costanzo, Is Fat the Sixth Taste Primary? Evidence and Implications, Flavour 4, no. 1 (2015): 5.


[Закрыть]. Это довольно ограниченный набор, учитывая изобилие вкусов. Где на языке расположен рецептор клубничного вкуса? Где рецепторы мяты, черешни, шоколада, копченостей и чеснока? Их нет. Все эти качества создаются мозгом при участии носа[148]148
  Linda M. Bartoshuk, Taste, Stevens’ Handbook of Experimental Psychology and Cognitive Neuroscience 2 (2018): 121–154.


[Закрыть]. Международная организация по стандартизации декларирует, что наряду с раздражением вкусовых рецепторов и тройничного нерва флейвор[149]149
  Комплексное ощущение в полости рта, вызываемое вкусом, запахом и текстурой пищи. – Прим. ред.


[Закрыть] определяет и обонятельная стимуляция, и что запах еды воспринимается с помощью ретроназального обоняния[150]150
  International Standards Organization, ISO 18794:2018(en), https://www.iso.org/obp/ui/#iso: std: iso:18794:ed-1:v1:en: term:3.1.6.


[Закрыть].

Ведущий научный сотрудник из Флоридского университета Линда Бартощук объясняет, что нос влияет даже на интенсивность ощущений от еды: «С помощью анестезии можно отключить chorda tympani (веточку лицевого нерва)[151]151
  Седьмая пара черепно-мозговых нервов. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Когда вы пробуете обычную еду, из супермаркета, типа шоколада или кетчупа, при отключении ветви лицевого нерва, отходящей от вкусовых сосочков интенсивность ее вкуса снижается на 50 процентов! Вкус становится вполовину слабее, чем раньше. Если это так, следовательно, взаимодействие в мозге между ретроназальным обонянием и вкусом – одно из важнейших явлений».

Как можно почувствовать вкус носом? Есть два пути восприятия ароматических соединений. Механизм ортоназального обоняния реализуется, когда мы нюхаем и вдыхаем: именно это мы обычно подразумеваем под обонянием. Но существует также процесс ретроназального обоняния, который реализуется при прохождении летучих молекул по задней стенке гортани до эпителия.

Посмотрите на рис. 3.1; вы видите, что глотка связывает рот с носом. Это открытое пространство позволяет молекулам еды, высвобожденным при жевании, достичь задней стороны гортани. Вместе с теплым воздухом из легких эти образовавшиеся во рту молекулы запаха достигают эпителия носа и взаимодействуют с ним после глотания. Глотание действует как воздушный насос, соединяющий легкие с эпителием. Поднесите палец к ноздрям. А теперь сглотните. Кожей вы чувствуете легкий поток выходящего через нос воздуха. Это воздух из легких.

РИС. 3.1. Старинный рисунок, демонстрирующий схему ретроназального обоняния. Глотка (Rh) связывает рот (Mh) с носовой полостью (Nh). Теплый воздух из трахеи (Lr) достигает глотки и доставляет молекулы запаха из пищи к эпителию носа, где они взаимодействуют с обонятельными рецепторами на чувствительных нейронах. Источник: Quagga Media / Alamy Stock Photo.

Ретроназальный путь – то, что отличает человека от большинства животных даже с очень хорошим обонянием. У мышей нет ретроназального механизма, нет его и у собак. Эти животные превосходные нюхачи. Но они никогда не узнают, что значит наслаждаться великолепной едой. Их ощущения можно в какой-то степени сравнить с нашим восприятием кофе, замечательный ортоназальный запах которого заставляет нас вылезать из постели по утрам. Но этот восхитительный запах недолговечен, и опыт завершается разочаровывающим вкусом: в общем-то кофе горький. (Ретроназальный аромат не всегда соответствует ортоназальному; мы скоро вернемся к этому вопросу.) Что позволяет людям чувствовать вкус, хотя многим животным это недоступно? Разница между человеком и многими другими животными, обеспечивающая ретроназальное обоняние, в отсутствии одной косточки.

В ходе эволюции человек и другие приматы потеряли костную поперечную пластинку носа, что привело к морфологическому разделению животных с так называемой первичной и вторичной носовой полостью[152]152
  Roger Jankowski, The Evo-Devo Origin of the Nose, Anterior Skull Base and Midface (Paris: Springer, 2016), chap. 6.


[Закрыть]. Эта косточка отделяет обонятельный путь от дыхательного у животных с очень острым нюхом, в частности, у собак.

Одним из итогов такой эволюции стало то, что у человека обонятельные ходы не отделены от дыхательных и образуют единое носоглоточное пространство. В результате исчезновения костной перегородки рот превратился во второй нос. В то время как собаки и мыши имеют один нос для обнюхивания пищи, у нас их, можно сказать, два!

Второй нос, обеспечивающий ретроназальное обоняние, делает вкус пищи интересным. Вы не задумывались, почему люди едят «вонючие» французские сыры, несмотря на ихспецифический запах? Или почему кофе имеет восхитительный запах, но совсем непривлекательный вкус? Ортоназальный опыт может достаточно сильно отличаться от ретроназального опыта. Отчасти это физиологическое различие; оно объясняется разницей температуры воздуха из легких и внешних воздушных потоков. Воздушные потоки определяют, какие молекулы первыми достигают эпителия и с какой скоростью, причем настолько, что это влияет на картину активации нейронов (см. Главы 5 и 8). В результате запах из одного и того же источника может вызывать весьма различающийся качественный опыт в зависимости от физиологического пути доступа – это удивительное явление, которое нельзя объяснить без учета сенсорной системы, осмысливающей стимул. Восприятие запаха сыра, происходящее по ортоназальному или ретроназальному механизму, неодинаково. При этом оба типа восприятия точно передают рецепторам, что источник запаха – сыр.

Гедонические сигналы от запахов, поступающих ортоназальным и ретроназальным путем, также различаются. «Вонючий» сыр доставляет больше удовольствия, когда вы его едите, чем когда вы его нюхаете; напротив, аромат кофе приятнее его ретроназального вкуса. Это различие может иметь отношение к ощущению вознаграждения. Вкус кофе разочаровывает, поскольку настолько сложен, что не очень соответствует многообещающему ортоназальному аромату. Сыры часто кажутся лучше на вкус после дополнительного опыта, а их ретроназальное восприятие подкрепляет приятные ноты, не выраженные в ортоназальном аромате. Недавние исследования психолога Даны Смол и других ученых показали, что реакции нейронов при ортоназальной и ретроназальной обработке запахов действительно различаются[153]153
  Dana M. Small et al., Differential Neural Responses Evoked by Orthonasal versus Retronasal Odorant Perception in Humans, Neuron 47, no. 4 (2005): 593–605.


[Закрыть].

Но почему мы ощущаем эти вкусы во рту, а не в носу? Знание того, что вкус образуется в носу, не меняет его феноменологической локализации во рту – это явление называют оральным перенаправлением[154]154
  Charles Spence, Oral Referral: On the Mislocalization of Odours to the Mouth, Food Quality and Preference 50 (2016): 117–128.


[Закрыть]. Вы не можете сознательно повлиять на локализацию вкуса, как ни старайтесь. Дело в том, что действие происходит во рту. Ваше восприятие как целостное ощущение активно связано с местом осуществления конкретного действия. Терри Экри отмечал: «Это то, что происходит у вас во рту. Вы действительно видите это, вы дегустируете вино: вкусовое впечатление, текстура, взаимодействие между компонентами, а также сладость и кислота… все эти ощущения во рту должны быть правильными, чтобы вам понравилось».

Кроме того, если в пище обнаруживаются токсичные или испорченные компоненты, реакция должна быть быстрой. «В этом есть биологический смысл, если вкус означает нечто, что нужно выплюнуть, – смеется нейробиолог из Пенсильванского университета Джей Готтфрид. – Если бы вы думали, что ощущаете запах в носу, возможно, вы пытались бы это высморкать».

В ретроназальном механизме задействованы другие физиологические факторы, нежели в ортоназальном. Например, теплый воздух из легких. Физиология не только обеспечивает колесики и винтики чувственного восприятия – она объясняет, что же такое на самом деле восприятие запахов. Внимание к физиологическим деталям не просто добавляет эмпирические данные, помогающие понять суть восприятия. Оно заставляет пересмотреть теоретические предположения. Тот факт, что феноменологический опыт может не соответствовать (или очевидно не соответствует) своим реальным материальным причинам, заставляет искать новое философское осмысление, основанное на осознанном доступе к чувствам.

Бартощук отмечает, что наблюдаемость и интроспективный доступ в нашем восприятии связаны с тем, что мы делаем. Пробовать – это преднамеренное действие для восприятия вкуса, в то время как нюхать – вдыхать запах по ортоназальному механизму. Не существует глагола для описания активного восприятия запаха по ретроназальному механизму, поскольку нет такого произвольного действия. Так как мы ощущаем запах пищи в тот момент, когда намеренно ее пробуем, а не предпринимаем для этого каких-то независимых действий, мы по опыту знаем, что он связан с дегустацией. Поэтому интроспекция может вводить нас в заблуждение даже в отношении вида переживаемого нами.

Тем не менее сам по себе вкусовой опыт является феноменологическим; он действительно сообщает нам нечто важное о внешнем мире. Философ Барри Смит из Лондонского университета подчеркивает: «Следует понимать разницу. Если существует восприятие вкуса пищи, значит, восприятие – это восприятие чего-то. Мы хотим сказать, что наше состояние восприятия либо правильное, либо неправильное, что мы ощущаем либо правильно, либо ошибочно. Но если бы не было ничего, что мы могли бы назвать вкусом, независимо от наличия того, что мы считаем отражением вкуса, это не соответствовало бы ничему. Это было бы состояние без какой-либо репрезентативной силы. Лишь состояние, которое возникало бы всякий раз, когда мозг создает вкусовой опыт. Это больше походило бы на зуд или боль».

В таком контексте философы могут сказать, что обоняние (как ретроназальное, так и ортоназальное) имеет репрезентативную силу. Репрезентативность восприятия означает, что создается мысленный образ, который так или иначе связан с характеристиками внешнего мира, и при этом подразумевается, что существует некая степень успешности или точности отражения. Однако успешность восприятия определить непросто, особенно в случае обоняния. Почему какое-то восприятие запаха можно считать точным отражением источника запаха? В конце концов, восприятие запаха у всех разное. Как может запах быть репрезентативным выражением реальности, если у наблюдателей нет достаточного единства в реакции на запахи? Для ответа на этот вопрос нам потребуется исследовать причины вариабельности.