Дэвид Линден – Почему люди разные. Научный взгляд на человеческую индивидуальность (страница 32)
Нейроны обонятельных рецепторов сгруппированы на желтоватом участке слизистой поверхности верхней стенки носовой полости. Таких клеток около 20 млн, и каждая из них относится к одному из примерно 400 типов обонятельных рецепторов. Определенное пахучее соединение, скажем, как упомянутый выше фенилэтиловый спирт с запахом розы, активирует множество различных типов обонятельных рецепторов, предположительно, от 10 до 40 из 400 возможных. Другая молекула пахучего вещества, например пахнущий гвоздикой эвгенол, активирует другую группу обонятельных рецепторов. Некоторые из них реагируют и на фенилэтанол. Конечно, натуральные запахи – свежескошенная трава или древесный дым – состоят из множества различных соединений в разных концентрациях, поэтому схема активации обонятельных рецепторов будет еще более сложной. Редко существует один рецептор для одного запаха, даже если это запах чистого химического вещества. Если вы носитель мутации в одном рецепторе запаха, это обычно не приведет к сверхчувствительности или нечувствительным к конкретному запаху, а, скорее всего, окажет комплексное воздействие на восприятие ряда запахов.
Подобно рецепторам вкуса, которые распределяются по поверхности языка, обонятельные нейроны, экспрессирующие рецептор, отвечающий за восприятие определенного запаха, не группируются вместе, а распределяются по всему массиву обонятельных нейронов. Однако передающие информацию аксоны из всех этих разбросанных нейронов сходятся в одном месте на следующем этапе обработки – в обонятельной луковице, специализированной части мозга. Это означает, что разные части обонятельной луковицы, в которых сходятся аксоны (так называемые клубочки мозжечка), соответствуют разным типам рецепторов запаха[290]. Кроме того, по крайней мере у мышей и крыс, дорсальная часть обонятельного нерва, похоже, передает сигналы, которые приводят к врожденным реакциям избегания, например, как с запахом лисьей мочи или падали, или к врожденной привлекательности, как в случае с мышиным феромоном дарсином. Из обонятельного нерва информация о запахе переносится аксонами, которые расходятся, чтобы отправить информацию в пять различных областей мозга (рис. 13), включая грушевидную кору, отвечающую за распознавание запахов, и миндалевидное тело, определяющее положительную или отрицательную эмоциональную реакцию, в результате чего запах становится приятным или неприятным.
Ненавижу нагружать читателей анатомическими деталями, но есть одна тонкость, которая на самом деле важна для понимания нашего восприятия запахов. Когда аксоны из дорсальной части обонятельной луковицы достигают миндалевидного тела, они собираются вместе, а значит, срабатывание рецептора запаха может активировать конкретный массив нейронов в обонятельной луковице или соседний массив в миндалевидном теле. Это и есть соединение по типу “меченой линии”, которое можно ожидать для врожденно неприятных или привлекательных запахов. Но, когда аксоны из других частей обонятельного нерва перемещаются в грушевидную кору головного мозга, они не заканчиваются в массивах нейронов. Скорее, они распространяют свои сигналы по всей грушевидной коре[291]. Это означает, что один нейрон в грушевидной коре получает информацию от многих типов обонятельных рецепторов, словно гигантский распределительный щит.
На первый взгляд, такое устройство кажется излишним. Зачем устраивать столько хлопот и собирать информацию от всех рецепторов в обонятельной луковице, чтобы затем рассеять ее по грушевидной коре? Вероятный ответ заключается в том, что грушевидная кора – это обонятельное обучаемое устройство, в котором нейроны настраиваются по входным сигналам, соответствующим запахам внешнего мира. Сигналы запахов в миндалевидном теле жестко связаны для получения неизменяемых реакций, но грушевидная кора – это tabula rasa, чистая доска, на которую записывается жизненный опыт.
Популярная точка зрения, согласно которой люди уступают большинству других млекопитающих в тонкости обоняния, неверна. Обонятельные способности вида определяются несколькими факторами, в том числе количеством нейронов в обонятельных рецепторах (около 20 млн у нас и около 220 млн у собак породы бладхаунд), а также количеством различных белков в обонятельных рецепторах (около 400 у человека, 1000 у собаки и 900 у мыши).
Хотя некоторые запахи, различаемые другими животными, мы вообще не слышим, зато мы на удивление хорошо узнаем запахи растений, бактерий и грибов. Когда Матиас Ласка из Линчепингского университета в Швеции сравнил чувствительность разных видов животных к молекулам чистых запахов, он обнаружил, что в среднем люди более чувствительны, чем многие виды, у которых, как считалось, имеется тонкий нюх, в том числе кролики, свиньи, мыши и крысы. Собаки, однако, бьют нас по всем фронтам, часто обнаруживая запахи при концентрациях в миллион раз ниже порога нашего восприятия. По способности различать два простых запаха люди оказываются в середине выборки: хуже собак, мышей и азиатских слонов, но не уступают беличьим обезьянам и тюленям[292].
У бладхаунда, с его исключительной способностью обнаруживать и различать слабые запахи, намного лучше, чем у человека, получается выслеживать животных по запаху. Другое преимущество собак – расположение носа, позволяющее им легко нюхать землю. В одном из самых забавных экспериментов последних лет бесстрашный исследователь запахов Ноам Собел и его коллеги показали, что студенты колледжа с завязанными глазами, берушами и в толстых перчатках могут неплохо пройти по следу шоколадного экстракта, разлитого на траве спортплощадки. Всего-то нужно было, чтобы ученики наступили на горло собственной гордости, встали на четвереньки и принюхались. Студенты неплохо справлялись с заданием и в первый раз, но благодаря практике они научились отслеживать запах быстрее и точнее[293].
В разговоре об обонятельных способностях разных животных полезно понять, какие задачи им приходится решать с помощью запаха и как эти задачи менялись в ходе эволюции. Дельфины, похоже, вообще не имеют обоняния[294]. Однако это не просто результат жизни в воде, поскольку лосось по запаху находит нужную реку во время нереста[295] и, вероятно, имеет самый чуткий нюх среди животных. Мыши чувствуют в мышиной моче запахи, передающие им социальную информацию, которых мы не ощущаем. Даже одно и то же пахучее вещество может иметь разные врожденные значения для животных: запах хищника – 2-фенилэтиламин – отвратителен для мышей, но служит сексуальным феромоном у тигров; запах падали – молекулы путресцина и кадаверина – вызывают отвращение у мышей, но привлекательны для падальщиков, таких как стервятники. Каждый вид имеет свой набор решений, основанных на обонятельной информации; их обоняние, от носа до мозга, таково, чтобы поддерживать эти решения.
У человека около 400 генов, кодирующих функциональные обонятельные рецепторы, и еще около 600 псевдогенов, утративших свою функцию. Предположительно, обонятельные псевдогены обнаруживали запахи, которые были важны в жизни наших предков, но сегодня уже неважны. Если сравнить гены разных животных, можно подсчитать, что у человека около 60 % псевдогенов. У наших родственников-приматов с трехцветным зрением – шимпанзе, горилл и макак-резусов – около 30 % псевдогенов, в то время как у приматов с двухцветным зрением – беличьих обезьян и игрунок – псевдогенов всего около 18 %. Это наблюдение навело эволюционного биолога Йоава Гилада и его коллег на мысль, что развитие трехцветного зрения ослабило давление эволюционного отбора на обоняние, и поэтому мы утратили большое число генов обонятельных рецепторов[296]. Например, можно предположить, что улучшенное трехцветное зрение помогает в поиске спелых плодов, которые раньше приходилось вынюхивать благодаря более широкому диапазону рецепторов запаха.
В среднем люди хорошо распознают слабые запахи и неплохо отличают один запах от другого, но когда дело доходит до наименования даже знакомых запахов, мы даем маху. Представьте, что я пробрался к вам домой и устроил набег на ваш холодильник и ванную комнату в поисках знакомых предметов с запахами – еды, напитков, косметики, лекарств. Потом завязал бы вам глаза и размахивал предметами перед вашим носом, чтобы вы хорошенько понюхали. Как вы думаете, сколько предметов вы могли бы правильно назвать? Судя по результатам лабораторных экспериментов, от 20 до 50 %, с лучшим результатом для молодых людей и постепенным снижением с возрастом. Эти показатели падают еще больше в случае незнакомых запахов[297]. Для сравнения, если бы я просил вас назвать знакомые объекты, показывая их, вы бы, скорее всего, ответили почти со 100 %-ной точностью. Зрение легко вызывает в памяти названия предметов, а запах совсем не так надежен[298].
Наши посредственные способности определять запахи, скорее всего, связаны со слабым умением их описать. В большинстве языков описания запахов привязаны к его источнику: например, аромат виски можно назвать дымным или торфяным. Вино может быть с ароматом груши, тропических фруктов, табака или травы. Важно, что все эти описания запахов относятся к определенному источнику – объекту или процессу. В большинстве языков нет абстрактных терминов для обозначения запахов, в отличие от цвета. Помидор, фейерверк и знак “стоп” – все они красные, и название цвета не содержит явных отсылок на объекты, разделяющие это свойство. “Красный” – абстрактное слово, в то время как “пахнет бананом” – указание на источник[299]. Если бы мы называли цвета, как запахи, мы бы описали американский флаг так: на чередующихся полосах вишни и облаков небесный прямоугольник со звездами цвета облаков”.