Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу: читать начало книги онлайн

Smellosophy: What the Nose Tells the Mind by A.S. Barwich

Copyright © 2020 by the President and Fellows of Harvard College

All rights reserved.

Published by arrangement with Harvard University Press via Igor Korzhenevskiy of Alexander Korzhenevski Agency

В оформлении обложки использована иллюстрация: Plasteed / Shutterstock / FOTODOM

Используется по лицензии от Shutterstock / FOTODOM

© Мосолова Т.П., перевод на русский язык, 2024

© Дизайн обложки. Л. Садовничий, 2024

© ООО «Издательство «Эксмо», 2024

Предисловие

Обоняние – Золушка среди наших чувств. Исторически у него сложилась поразительно скверная репутация. Считалось, что обоняние передает лишь субъективные и примитивные ощущения, и поэтому оно не привлекало серьезного внимания мыслителей и ученых. Французский философ эпохи Просвещения Этьенн Бонно де Кондильяк в 1754 году заметил: «из всех чувств оно, кажется, меньше всего способствует познанию человеческого духа[1]»[2]. А столп философии Иммануил Кант с прусской точностью рассуждал следующим образом:

Непонятно, почему Кант стал экспертом по части удовольствий. Но человеческий нос мало интересовал не только философов – ученых тоже. В 1874 году Чарлз Дарвин писал, что «обоняние чрезвычайно мало полезно» человеческому роду. Репутации обоняния было недостаточно, чтобы превратить его в предмет научных исследований.

Ситуация начала меняться в середине XX века. Увеличилось число ученых, признававших, что у обоняния как новой модели для изучения чувств есть потенциал. Революционные разработки в нейробиологии открыли новые возможности для ее методов и представлений, особенно за последние десятилетия. Восприятие запахов и его нейробиологическая основа стали ключевым элементом для понимания разума через анализ мозга. Пришло время привести наши несколько устаревшие философские представления о разуме и мозге в соответствие с новой реальностью.

Цель данной книги как раз в этом. Мне хотелось бы прочесть подобную книгу в тот момент, когда разгорался мой интерес к носу – и к его взаимодействию с сознанием. В последнее время было проведено огромное количество сложных исследований в области обоняния. Пришла пора отпраздновать проделанную работу. «Философия запаха» – беззастенчивое объяснение в любви обонянию. Она отражает общий взгляд на различные нестандартные направления исследований, изучающие, что знает нос. Они охватывают разработки в сфере нейробиологии, молекулярной биологии, генетики, химии, когнитивной психологии и философии, а также экспертный опыт в парфюмерии и виноделии.

Однако философская суть книги выходит за пределы междисциплинарного синтеза. Это не обобщение результатов, а демонстрация перспектив, новых возможностей через обозначение открытых вопросов в современном отношении к обонянию. Создание такой книги было бы невозможно без участия многих специалистов, которые уделили мне время и рассказали об исследованиях в этой сфере и ее развитии. Наши беседы показали, насколько разнообразна эта область по тематике, персоналиям и мнениям. Я не сумела передать все точки зрения (прошу прощения у тех, чьи идеи не нашли здесь отражения), и, вероятно, не все согласятся с основной мыслью книги.

Исследования носа продолжаются. После этой публикации будут сделаны новые открытия. Возможно, они позволят иначе взглянуть на то, что обсуждается в книге: либо подтвердят высказанные тезисы, либо внесут диссонанс. В конце концов, книга должна заканчиваться там, где начинается будущее науки об обонянии. Дело за тобой, малыш![5]

Введение. Погружение

Начнем с эксперимента. Зажмите пальцами нос, пока жуете карамельку. Вы почувствуете сладость, но больше ничего. А теперь отпустите ноздри, сглотните и спокойно вдохните. Вы вдруг ощутите интенсивный фруктовый вкус карамели с нотами клубники или лимона. Это результат работы обоняния.

Возможно, вас удивит, что люди прекрасно справляются с распознаванием нескольких сотен тысяч запахов, особенно – ароматических компонентов еды и напитков. Нет хорошего научного объяснения, как мозг осмысливает запахи. Они привлекают нас или отталкивают, приводят в состояние расслабления или раздражения; однако мы не понимаем, как человеческий мозг придает смысл запахам или создает его. Не исключено, что именно поэтому нюх часто и безнадежно нас подводит.

В книге мы рассмотрим популярные заблуждения о человеческом обонянии и новые данные, которые, скорее всего, изменят ваше представление о том, что отбирает наш нос для обработки мозгом и восприятия разумом. Анализируя, что и откуда ученые знают о запахах, мы вернемся к классическому вопросу из области чувственного восприятия: что нос сообщает мозгу и как мозг это понимает? Хотя ответ все еще не найден, данная книга предлагает современное философское и историческое погружение в эту пока нерешенную нейробиологическую загадку. «Философия запаха» покажет неопределенность и неполноту современных знаний об обонянии, включая теоретические представления о субъективном восприятии запаха и его связи с познанием. Это прекрасная площадка для демонстрации конкурирующих мнений о чувствах как способе связи с реальностью. Пришло время взглянуть на обоняние как на новую модель отражения мозгом сенсорной информации и природы восприятия в целом.

Запах – чрезвычайно изменчивое ощущение. Его воспринимают неодинаково как разные люди, так и один человек в разной обстановке. Из-за непостоянства качественных характеристик обоняние кажется субъективным. По этой причине некоторые считают, что нос не может быть надежным свидетелем объективной реальности. Однако в настоящее время такое мнение признано ошибочным. Нашему нюху можно доверять в гораздо большей степени, чем мы думали. Недавние открытия в области обоняния позволили иначе взглянуть на чувственное восприятие, включая объективные основы нашего субъективного опыта. Жесткое разграничение между субъективностью и объективностью чувств – следствие ортодоксальных философских идей, не опиравшихся на знания о мозге. Современные теории о мозге и разуме продолжают существовать в ограниченных рамках, поскольку редко рассматривают то, чего не видно с первого взгляда.

Примером устойчивой системы в изучении чувств остается зрение. И неудивительно. Философская традиция была сосредоточена на понимании того, что можно увидеть глазами. Ученые узнали о зрительных механизмах больше, чем о каких-либо других. В конце 1950-х и в 1960-х годах успехи в изучении системы зрения привели к появлению идеи картирования мозга, которая продолжает определять развитие нейробиологии и усиливающиеся междисциплинарные дебаты о философском смысле новых данных. Зрительная парадигма основана на топологии и предполагает, что внешние раздражители отражаются в виде локальных схем возбуждения нейронов в определенных функциональных отделах мозга. Соответственно, специализированные отделы мозга создают и обрабатывают наше восприятие конкретных характеристик – ориентации, формы или цвета предмета. Организационный принцип работы мозга обнаружен и в других сенсорных системах, таких как слух. Если бы мы заглянули в ваш мозг и увидели активность определенных областей слуховой коры, то поняли бы, высокий или низкий звук вы сейчас слышите.

Восприятие цвета с помощью зрения и звука с помощью слуха основано на конкретном стимуле (длина волны электромагнитного светового спектра для зрения и давление воздуха для слуха), который можно линейным образом отобразить в виде карты возбуждения нейронов. Обонятельные стимулы многомерны. Качество запаха определяется химическими веществами с разной структурой с тысячами молекулярных различий. Мы пока не знаем, как человеческий мозг использует нейронное пространство для кодирования такого спектра непространственных стимулов. До настоящего времени мы не смогли обнаружить никакой карты запахов в коре головного мозга. Остается открытым вопрос даже о возможности существования такой карты.

Запахи подразделяют на несколько классов, например, чесночный, горелый, цветочный или растительный; их число в каждой категории фактически не ограничено. В отличие от зрения и слуха, физические стимулы обоняния не имеют строгой и понятной классификации. Это связано не с кажущейся субъективной природой запахов, а скорее с молекулярной сложностью обонятельных стимулов. Вероятно, вполне логично выделять элементы зрительных образов, такие как форма, расположение и перемещение, и отражать их на карте функциональных отделов мозга, но гораздо менее очевидно, как выделять обонятельные элементы источников запаха, таких как яблоко, чеснок или моча, и наносить их на карту различных отделов мозга. И это еще более справедливо, если учесть, что связь качественных элементов с физическим строением молекул все еще однозначно не установлена.

Восприятие запаха вовлекает нас в переживание многих типов чувственного опыта. Например, хотя мы знаем, что ощущаем запахи носом, мы чувствуем их во рту. (Ученые, изучающие сенсорное восприятие, называют это «оральной перелокализацией».) Возможно, вы испытывали состояние, когда запах буквально находится у вас «на кончике носа»: вы не можете его назвать или определить, даже если он вам знаком. «Подождите, у меня вертится на языке. Я знаю этот запах!» Кроме того, восприятием запаха очень легко манипулировать через вербальное воздействие и другие сенсорные стимулы. Специалист по винам может уловить ноты ванили, которые вы не унюхали, но зато сразу узнаете после его подсказки. В зависимости от контекста восприятие идентичных ароматических смесей может отличаться. (Сумеете ли вы с завязанными глазами различить запахи грязных ног и пахучего сыра?) Мы рассмотрим эти вопросы, чтобы понять, что такое запахи и какого рода вещи или свойства внешнего мира они отражают. Или в научной терминологии – какую перцептивную информацию передает запах и какие нейронные корреляты обрабатывают эту информацию в мозге.

Современная модель для сенсорной нейробиологии

Научная история обоняния удивительно коротка. Обоняние стало одним из основных направлений развития нейробиологии почти мгновенно – в 1991 году после открытия Линдой Бак и Ричардом Акселем генов обонятельных рецепторов. Редко какое-то научное открытие в такой степени формирует целую область, как произошло в этом случае. В 2004 году Бак и Аксель за свою работу были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. Выяснилось, что обонятельные рецепторы составляют самое обширное семейство белков, закодированных в геноме большинства млекопитающих (за исключением дельфинов) и обладают множеством важных свойств для анализа связей между структурой и функцией в поведении белков. Обонятельные рецепторы относятся к надсемейству белков, называемых рецепторами, сопряженными с G-белком[6], которые вовлечены в самые разные биологические механизмы – от зрения до регуляции иммунного ответа. Обнаружение генов рецепторов наконец обеспечило возможность подойти к направленному анализу сигнальных путей обработки запахов в головном мозге.

Значимость открытия обонятельных рецепторов отражается в невероятной скорости, с которой начали обнаруживаться генетические данные. Одним махом это открытие позволило пересмотреть целый ряд необоснованных, но устоявшихся постулатов о смысле запаха. Включая представления, что у обоняния не очень сложный молекулярный механизм, что обоняние у людей переживает эволюционный спад и что обонятельные пути составляют небольшую и странную систему, подчиняющуюся иным принципам причинности, чем другие сенсорные системы. В целом общее мнение сводилось к тому, что мы немногое можем почерпнуть из запаха и его влияния на работу других сенсорных систем. Как же это далеко от истины!

Необходимость создания теории восприятия запахов, учитывающей специфику обоняния, возникла относительно недавно. Развитие технологий определяет состояние современной науки, которая в значительной степени опирается на инструменты, позволяющие видеть невидимое и измерять неопределенное. Главная причина, почему изучение запаха почти не отразилось в истории науки, очень проста. Природа запаха такова, что его трудно измерять. Представьте себя в роли экспериментатора XIX века. Как бы вы подошли к постижению смысла запаха? Какие бы инструменты вы использовали? Как бы вы сделали видимым быстротечное и изменчивое впечатление от запаха, материализовали его физические превращения, определили его происхождение и провели над ним контролируемый эксперимент? Наконец, как бы вы вообще приступили к определению и сравнению восприятия разных запахов? Суть проблемы в 1914 году выразил Александр Грэхем Белл:

До 1991 года обоняние не было привлекательным направлением экспериментальных исследований: оно не обещало славы в летописях науки. Учеными, занимавшимися изучением запахов, двигали любопытство и увлеченность. Но после обнаружения генов рецепторов это поле деятельности начало открываться для молекулярной биологии и нейробиологии. Вдруг появилось финансирование. Стало возможным применять важные технические методы, проводить более тщательные эксперименты, в научное сообщество потянулись новые люди. Сфера начала меняться, наметились существенные сдвиги во взглядах на специализацию и значительный прогресс. Сегодня мы находимся в центре этих превращений.

[1] Перевод П. С. Юшкевича – Прим. ред.

[2] Abbé de Étienne Bonnot Condillac, Condillac’s Treatise on the Sensations, (1754; repr., London: Favil, 1930), xxxi. – де Кондильяк Этьенн Бонно. Трактат об ощущениях. Пер. П. С. Юшкевич – М.: Едиториал УРСС – 2018. – 250 с.

[5] Перевод фразы «Here’s looking at you, kid!» из голливудской романтической кинодрамы 1942 года «Касабланка». – Прим. пер.

[6] Они же семиспиральные, или серпантинные, рецепторы. – Прим. науч. ред.