Энн-Софи Барвич – Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу (страница 55)

Психофизические исследования давно указывали на то, что обоняние использует предсказательные механизмы. Йонас Олофссон подчеркивает влияние перекрестной модальности: «Если у вас есть подсказка «лимон» и ваша задача – распознать, является ли данный запах запахом лимона или нет, вы быстрее реагируете, если это действительно лимон, чем если это не лимон. Мы считаем, что причина кроется в том, что в нашей обонятельной коре создается предсказательная [временная] матрица для сравнения. Это облегчает восприятие конкретного свойства, конкретного обонятельного объекта. Если это не запах лимона, мозг должен представить себе, что это может быть. Но если название найдено, время реакции сокращается. В таком сценарии роль обоняния сводится не к поиску перцептивных изменений, а к подтверждению правильности необонятельного сигнала».

Такая интерпретация согласуется с результатами последних экспериментов с визуализацией грушевидной коры и соседних отделов мозга. Восприняв идею о предсказательном носе, Джей Готтфрид решил ее проверить экспериментально. В 2011 году Готтфрид и его постдокторант Кристина Зелано показали, как процесс предсказания направляет работу обонятельной системы человека[362]. Они сопоставляли картины активации нейронов с данными функциональной магнитно-резонансной томографии. Сначала Готтфрид и Зелано знакомили участников испытаний с конкретным запахом (назальная маска обеспечивала контролируемые условия). А затем просили обнаружить этот запах среди стимулов трех типов. В этих экспериментах конкретные стимулы соответствовали ожидаемому запаху, другому запаху или смеси двух запахов. (В исследовании участвовали две группы людей, каждая из которых должна была реагировать на один из этих двух запахов.) Когда стимул соответствовал ожиданиям, активность нейронов до и после его воздействия имела более высокую корреляцию, чем в тех случаях, когда участнику представляли неожиданный запах.

Эти результаты показывают, что грушевидная кора создает временную предсказательную матрицу запаха, в дальнейшем способствующую более быстрой идентификации уже знакомого запаха. Кроме того, временные различия активности в нескольких отделах коры (таких как передняя часть грушевидной коры и орбитофронтальная кора) указывают на возникновение предварительных картин, сохраняющихся на протяжении нескольких секунд после воздействия стимула, вне зависимости от природы стимула. Это означает, что активность в этих отделах в основном определяется ожиданием, а не самим стимулом. Тем временем в других отделах (таких как задняя часть грушевидной коры) наблюдается более быстрый переход от картины до воздействия стимула к картине после воздействия стимула, что указывает на функциональную роль этих отделов в интеграции упреждающих и обратных связей. В данном случае обработка информации определяется скорее входным сигналом, чем обратной связью. Исследования на эту тему продолжаются.

По-видимому, следует рассматривать эффекты восприятия как соотношение стимулов, смысл которых определяется в соответствии с предыдущим опытом и поведенческими реакциями. Обонятельная система демонстрирует необычайную гибкость в ответах и перцептивном выражении. Оценка стимулов чувствительна к малейшим изменениям воздействия и опыта, что влияет на интеграцию обонятельных сигналов в различных ситуациях, связанных с принятием решений. Все это также показывает, что вариации восприятия одного и того же физического стимула являются не недостатком сенсорного восприятия, а неотъемлемой частью системы обработки сигналов.

Психонейронная теория

В обонянии перцептивное пространство рассчитывается как опытное. Ощущение запаха выступает в роли динамической меры для оценки информации в конкретном контексте, в частности, в изменчивых смесях. Гибкие изменения фрагментов сигнальной информации возможны благодаря особой структуре обонятельных путей, включая распределенную комбинаторику рецепторов в эпителии (см. глава 6), отражение статистики внешних сигналов в луковице (см. глава 7) и индивидуальных вычислений на уровне нейронов (см. текущую главу). Именно так мозг измеряет окружающий мир с помощью носа. Понятно, что эти принципы кодирования находят отражение в восприятии запахов.

Что эти принципы обработки обонятельных сигналов означают для психологии? В главе 9 мы получим ответ на этот вопрос. Он основан на главных принципах обонятельного кодирования на уровне нейронов, о которых говорится в данной главе, и связывает их с психологическими механизмами: повторением и уточнением через наблюдение, обучение и память. Модель мозга как измерительного механизма связывает принципы активности нейронов с эффектами восприятия; здесь молекулярная наука соприкасается с чувствами.

Структура феноменологического опыта – восприятия мира – не может не зависеть от нейронной архитектуры, которая создает этот опыт. То, как работает разум, главным образом, отражает активность нейронов, но в то же время нейронные процессы связаны с нашими поведенческими реакциями на внешний мир.

Кей делает вывод: «Если думать об этом в терминах динамической системы, получается, что поведение служит аттрактором. Поведение привлекает систему к работе, а эмерджентный разум осуществляет обратную связь. Эмерджентные ментальные концепции или идеи влияют на активность на более низком уровне и организуют ее так, чтобы сформировать поведение. Поскольку эволюция оказывает давление не на нейроны, а на организм».

Глава 9. Восприятие как навык

Представьте, что вы участвуете в эксперименте. Перед вами два неразличимых по виду стакана. В обоих ароматическая смесь одинакового объема и цвета. Различаются только этикетки. На одной написано «пармезан», на другой – «рвотные массы». Покажется ли вам запах их содержимого одинаковым?

«Пармезан» звучит приятнее, чем «рвотные массы». Связанные с надписями образы относятся к разному опыту. Пармезан – еда, рвотные массы – грязь и источник болезни. Разные мысленные образы, разные впечатления и противоположное гедоническое значение. А если потом вам скажут, что эти два образца идентичны и содержат смесь масляной и валериановой кислот? Воспримете ли вы их по запаху одинаково или будете находиться под влиянием этикетки?

В 2001 году Рэйчел Герц и ее студентка Джулия фон Клеф проверили реакцию людей на пять пар идентичных запахов, представленных под разными названиями, и оценили, как влияет обозначение на восприятие запахов[363]. Кроме смеси масляной и валериановой кислот («рвотные массы» и «пармезан»), были представлены пачули («затхлый подвал» против «благовония»), хвойное масло («дезинфицирующий спрей» против «новогодней елки»), ментол («мятная конфета» против «сиропа от кашля») и лист фиалки («свежий огурец» против «плесени»). Ответы участников были совершенно очевидными. Большинство (83 %) считало, что запахи в парах были разными и соответствовали этикеткам. Также участники дружно придавали запахам в парах разное гедоническое значение в зависимости от того, приятной или неприятной была надпись.

Герц и фон Клеф представили свои результаты как доказательство того, что существует некая обонятельная «иллюзия». Понятие «иллюзия» многозначное. Одно из его значений – обман, то есть несоответсвие воспринимаемого и «истинного» состояния вещей. Герц ставил своей целью показать причинно-следственную связь контекста и содержания перцептивного опыта.

Контекст значим в классификации запахов. «Полностью, на сто процентов, – подтверждает Герц. – Это чрезвычайно гибкая система, и контекст играет критическую роль. Я говорю об иллюзии именно на этом уровне». Конечно же, контекст важен и для иллюзии в другом смысле слова. Герц упоминает об известной иллюзии Мюллера-Лайера (две стрелки одинакового размера кажутся разной длины, если концы у одной направлены внутрь, а у другой – наружу). «Стрелки с оперением внутрь или наружу – это контекст. В зависимости от направления оперения линия кажется длиннее или короче, хотя сами линии в обоих случаях одинаковые. Вербальный контекст – это своего рода оперение стрел. Я могу сделать смесь масляной и валериановой кислот рвотными массами или пармезаном в зависимости от условий. Я использую слова, чтобы изменить контекст. В иллюзии Мюллера-Лайера контекст меняется в зависимости от направления черточек, окружающих центральную линию».

Интуитивно кажется, что две смеси должны на практике иметь одинаковые качества, поскольку их физические свойства идентичны. Но какова «реальная» перцептивная суть масляной кислоты: что это – рвотные массы, сыр, и то и другое, или ни то и ни другое? Вообще говоря, запах масляной кислоты имеет такое же отношение к рвотным массам, как и к пармезану. Эта молекула обманчива с точки зрения происхождения. Она содержится в рвотных массах, в пармезане, а также в плодах гинкго или нони. Таким образом, общность сенсорного восприятия этих смесей возникает не на умозрительном уровне.

На умозрительном же уровне стимулы определяют разные материалы с разными качествами. Когнитивные процессы, такие как наполнение смыслом, формируют то значение физического сигнала, которое мы воспринимаем. Это субъективное проявление тесно переплетается с автоассоциативной структурой обонятельной коры, в которой происходит интеграция топографически широко распределенных сигналов (см. глава 8). Эти сигналы могут одновременно взаимодействовать с разными параллельными сигналами и образовывать перцептивные категории за счет нисходящего воздействия от более высоких когнитивных уровней, тем самым внося вклад в расхождение результатов восприятия.