Чутье не проведешь

Эта статья — настоящая ода человеческому обонянию. Автор убедительно доказывает, что мы зря уделяем так мало внимания этой сложной и жизненно важной функции нашего организма. Оказывается, несмотря на всю кажущуюся субъективность восприятия запахов, нос гораздо сложнее обдурить, и он постоянно нас выручает там, где не справляются глаза и уши.

В это сложно поверить, но ваш нос — лучший естественный биосенсор на Земле. Это утверждение может показаться нелогичным, учитывая, насколько мало внимания уделялось наукой этому органу чувств в последние несколько столетий. Ученые и философы крайне редко выбирали обоняние в качестве объекта для изучения. Философ эпохи Просвещения Этьенн Бонно де Кондильяк в своем труде 1754 года сухо отметил: «По всей видимости, именно это чувство играет наименьшую роль в процессе познания». Чарльз Дарвин, как и многие другие ученые, считал обоняние человека примитивной системой с ограниченными способностями. На чем же основаны эти утверждения: на реальных доказательствах или на предубеждениях, вызванных их недостатком?

Последние научные труды развенчали мифы об ощущении запаха у человека. Во-первых, принято считать, что человеческое обоняние находятся в состоянии эволюционного упадка. Однако исследование, опубликованное в 2017 году в журнале «Science», наконец-то расставило все по своим местам. При сравнении обонятельных луковиц (первая корковая составляющая обонятельной системы) людей и грызунов было обнаружено, что они содержат одинаковое количество нейронов, несмотря на относительно небольшие размеры этой области мозга у человека. Кроме того, плотность расположения нейронов в обонятельной луковице превосходит по этому показателю многие другие области мозга. Так что размер относителен.

Во-вторых, запахи являются важной частью некоторых культур. В ходе исследований особенностей общения представителей различных этнических общностей выяснилось, что некоторые народы Юго-Восточной Азии, например, джахаи и маник, обладают обширным словарным запасом для описания запахов и множеством ритуалов, связанных с ароматами. Западное полушарие также не остается в стороне: там продолжает развиваться индустрия парфюмерии. В одних только Соединенных Штатах выручка от продажи ароматической продукции, начиная от парфюма, моющих средств и всевозможных кремов и заканчивая ароматизированными пакетами для мусора, достигает более 25 миллиардов долларов в год.

Со временем в рамках клинических исследований потерю обоняния стали все чаще расценивать как серьезную проблему. Кроме того, обоняние играет ключевую роль в восприятии вкуса. Большая часть того, что мы воспринимаем как вкус еды и напитков, на самом деле является запахом, вызванным быстро испаряемыми веществами, идущими из полости рта через глотку к носовому эпителию.

Историко-экономический контекст лишь подтверждает важность обоняния для человека: стремительный рост торговли специями с появлением Шелкового пути оказал влияние на современный социально-экономический ландшафт ничуть не меньше (а то и больше), чем философские дискуссии о разуме и морали. Настало время переосмыслить роль обоняния для человека и вытекающие из нее физиологический и философский смыслы.   

Из всех пяти чувств обоняние является самым недооцененным. Так давайте же по-новому взглянем на мир и наши ощущения.

Насколько на самом деле хорошо ваш нюх? Человеческий нос способен улавливать мельчайшее количество молекул в сложных химических соединениях. Люди могут ощутить присутствие одоранта (пахучего вещества), смешанного с воздухом в соотношении один к нескольким миллиардам. Возьмем, к примеру, 2,4,6-трихлоранизол (ТХА) — вещество, которое появляется в бутылке с вином, когда его закупоривают плохой пробкой. Хотя чувствительность к этому соединению у разных людей варьируется, она может достигать менее десяти единиц на триллион. Для сравнения, около 28 граммов этого вещества способна испортить 2 миллиарда литров вина (примерно столько вина было произведено в 2018 году). Человеческое обоняние не просто неплохое: оно поразительно точное. Так почему же мы этого не замечаем? 

На самом деле мы погружены в мультивселенную ароматов. Пахнет буквально все вокруг: комната, в которой вы сейчас находитесь, человек рядом с вами, ваша одежда и вы сами (без обид!). Все эти запахи вызваны сотнями пахучих молекул, которые парят в окружающем нас воздухе. Причина, по которой мы редко ощущаем этот пахучий поток информации, проста: наш мозг не справляется с огромным объемом сигналов, посылаемых через обоняние. Если бы наш разум сознательно обрабатывал всю улавливаемую носом информацию, не давая нашему разуму ни секунды передышки, мы бы, скорее всего, сошли с ума. 

Как люди стали обладателями такого чувствительного обоняния? Большинство одорантов в достаточно высокой концентрации ядовиты. Химическая среда вокруг нас непостоянна, более того, людям свойственно менять место обитания. Таким образом возникла необходимость распознавания вредных химических веществ в изменчивой среде. Было бы неплохо обладать точно настроенным и чувствительным биосенсором, который бы регулярно отслеживал колебания концентрации различных веществ в окружающем вас воздухе. Однако совершенно необязательно осознавать его постоянную работу. Достаточно того, что он будет работать в фоновом режиме. Кроме того, обоняние не вписывается в визуально-центрическую концепцию восприятия.

Обоняние часто считается субъективным чувством, особенно по сравнению со зрением. Разные люди редко описывают один запах одинаково: у каждого свои ощущения, качественные описания и ассоциации с ним. Один и тот же запах может оказаться приятным или же отталкивающим для разных людей. Несмотря на это, ощущение запаха не так субъективно, как вы думаете. Конечно, реакции людей на запахи существенно отличаются друг от друга. Даже один и тот же запах в зависимости от ситуации может вызывать у одного и того же человека разные ощущения.

«…Если вы ощутите запах изовалериановой кислоты, будет иметь значение, скажу ли я вам, что вы нюхаете пармезан или рвоту».

Однако такая вариативность не означает субъективность. Субъективность означает опыт, основанный не на факторах внешнего мира, а на суждениях, существующих лишь у нас в голове. Субъективное восприятие находится в пределах опыта одного человека и не устанавливает условий истинности, базирующихся на объективной реальности. Что касается восприятия запаха, у него существует объективная основа. При этом неудивительно, что запахи кажутся субъективными, особенно учитывая тот факт, что один и тот же физический стимул может привести к целой палитре интерпретаций. Это, казалось бы, индивидуальное восприятие можно объяснить рядом факторов и причинно-следственных механизмов.

То, как именно вы воспринимаете запах вещества, зависит от нескольких факторов — и называть запах «субъективным» означает лишь пренебрегать сложностью их взаимодействия.  

Одним из этих факторов являются обстоятельства воздействия, или так называемая «психологическая установка». Восприятие запаха происходит не в полной когнитивной изоляции, а в определенной обстановке. Контекстуальные подсказки направляют ваше обоняние и заставляют его обратить внимание на определенные характеристики запаха в зависимости от ситуации. Например, если вы ощутите запах изовалериановой кислоты, будет иметь значение, скажу ли я вам, что вы нюхаете пармезан или же рвоту. Влияние вербальных сигналов на восприятие запахов было изучено на примере нескольких одорантов. Как правило, абсолютно идентичные запахи с разными вербальными обозначениями воспринимались также по-разному. Такие сдвиги в восприятии говорят не об ошибках вашего обоняния, а лишь о том, что и пармезан, и рвотные массы содержат изовалериановую кислоту. Обонятельные стимулы в большинстве своем беспорядочны: одни и те же запахи могут исходить от разных объектов и являться частью множества сложных комбинаций ароматов. Следовательно, у вас может сформироваться несколько ассоциаций для одного и того же физического стимула. Вот почему контекст вашего восприятия одоранта неизбежно определяет, каким для вас предстанет тот или иной запах.

Другим немаловажным фактором является физиологический контекст. Что вы ощущаете: голод или похмелье, усталость или возбуждение — физиологическое состояние вашего организма определяет, как вы воспримете запах. Рассмотрим кофе. Запах кофе — это сложнейший аромат, состоящий из сотен летучих веществ, ни одно из которых по отдельности не пахнет кофе. Одним из таких веществ является индол. Сам по себе он обладает ярко выраженным запахом фекалий, однако вы вряд ли различите его в общем аромате кофе — если только вы не беременная женщина. Беременность меняет чувствительность человека к некоторым веществами, которые могут быть потенциально токсичны. Это яркий пример того, как сильно варьируется чувствительность к запахам у разных людей. Есть и другие, менее очевидные примеры. Возьмем андростенон — феромон, содержащийся в слюне дикой свиньи и вызывающий у людей абсолютно различные отклики. Некоторые считают его запах неприятным и сравнивают его со смрадом мочи или нечистого тела. Другие же улавливают в нем древесные, ванильные и цветочные нотки. Это удивительное разнообразие в восприятии одного и того же запаха прекрасно иллюстрирует варьирующуюся от человека к человеку степень чувствительности обонятельных рецепторов.

Различия в чувствительности к одорантам, в частности, андростенону, зачастую обусловлены генетическими особенностями набора обонятельных рецепторов человека. Это было отлично продемонстрировано в ходе недавней серией исследований.  Разумеется, генетика обонятельных рецепторов — не единственный фактор, объясняющий чувствительность человека к тому или иному одоранту. Немаловажную роль играет тот факт, знаком ли человек с запахом и в каком возрасте он впервые столкнулся с ним. Тем не менее, генетическое разнообразие является основным фактором, обуславливающим вариативность обонятельных способностей людей. К счастью, он достаточно очевиден. К примеру, у людей, испытывающих отвращение к запаху кинзы, была обнаружена генетическая мутация обонятельного рецептора OR6A2. Люди с такой мутацией воспринимают запах этой зелени как мыльный и едкий, в то время как другие считают его сочным и свежим. Получается,  различия в восприятии запахов заложены не просто у нас в голове, а в нашем ДНК. 

Это лишь несколько примеров, отражающих сложность системы факторов, влияющей на обонятельные способности людей. Если разобраться, в человеческом обонянии нет ничего мистического, неясного или случайного: все можно объяснить, опираясь на ряд обобщенных принципов и механизмов.

Обоняние обеспечивает нам прочное сцепление с реальностью, поскольку его биологическая и физиологическая подоплека позволяет ему быть гибким и быстро подстраиваться под окружающую среду. Ваш нос заточен на то, чтобы измерить характеристики среды в соответствии с вашими психологическими особенностями и физиологическим состоянием. Реакция на пахучие вещества является переменной не потому, что она отражает субъективные капризы людей, а потому, что наша сложная развитая обонятельная система способна быстро — и достаточно достоверно — обнаружить малейшие изменения в среде. 

Понимание особенностей обоняния дает нам прекрасную возможность пересмотреть понятия объективности и субъективности восприятия. Традиционные визуально-центрические концепции опираются на парадигму зрительного восприятия. Они создают такое впечатление, будто мы должны воспринимать реальность под одним углом независимо от контекста каждого индивидуума. При этом любые отклонения считаются девиациями. Как изменились бы наши представления о реальности, если бы визуальное восприятие не было принято за константу?

Обоняния и зрения в корне отличаются по тому, как они распознают физические стимулы и как стимулы воспринимаются их сенсорными системами. Разница в обработке поступающей информации объясняет, почему обоняние дает больше вариаций в интерпретации физического стимула. Кто-то, возможно, задастся вопросом: так как же обоняние поможет отразить объективную реальность, если оно предполагает такую вариативность? Мы же предлагаем другой подход: такая вариативность наоборот позволяет нам воспринимать мир более объективно. И правда, проще одурачить глаза, чем нос.

Парадоксальность неизменности визуального восприятия заключается в том, что именно из-за этого оно подвержено иллюзиям.

Почему мы, как правило, больше склонны доверять зрению? Визуальное восприятие объектов интуитивно кажется более объективным, чем запах, поскольку оно основывается на неизменности контекста. Независимо от угла зрения, вы можете распознать принадлежность объекта к определенной категории. Мяч, к примеру, не станет треугольным или квадратным, если вы посмотрите на него слева, а не справа. Он все еще будет обладать формой шара, даже если вы покрасите его в другой цвет или придадите ему новый запах. В отличие от визуального восприятия, обоняние кажется эфемерным и непостоянным. Контекстные подсказки (вербальные или визуальные) могут стремительно менять наше восприятие запаха, как в примере с пармезаном. В случае со зрением такие резкие сдвиги восприятия имеют место только в случае оптических иллюзий (например, иллюзии кролика-утки) или картинок-головоломок.

Парадоксальность неизменности визуального восприятия заключается в том, что именно из-за этого оно подвержено иллюзиям. Зрение достаточно легко обмануть, основываясь на заложенных в нем причинно-следственных связях.

Визуальное распознавание объекта является результатом сложных процессов, начинающихся в сетчатке и заканчивающихся в зрительной коре. В ходе так называемого процесса выделения границ происходит идентификация пространственных характеристик: границ, ориентации, направленности и измерения. Эти характеристики являются продуктом последовательного взаимодействия нейронов на пути визуального распознавания. Основываясь на причинно-следственной архитектуре визуальной системы, эти характеристики в конечном итоге «собираются» в объекты, не зависящие от точки обзора: T-соединения (определяющие границы объектов) и Y-соединения (обозначающие области, в которых соединяются поверхности). Нейронное вычисление инвариантных характеристик точки обзора, как показано на Рисунке 1, позволяет вашей визуальной системе устанавливать и применять правила перспективы. Одно из таких правил связано с построением параллельных структур.

Рисунок 1. Распознавание неподвижного объекта посредством кодирования инвариантных стыков точек обзора в визуальной системе

В основе оптических иллюзий часто лежит независимость пространственных характеристик от точки обзора. Взгляните на Рисунок 2: на нем изображена комната Эймса — пространственная иллюзия, использующая построение параллельных структур для обмана зрения. Комната Эймса представляет собой выпуклый многогранник, который при взгляде через глазок выглядит как куб. В ней расстояние до одного угла комнаты воспринимается ошибочно: на самом деле он находится дальше, чем кажется. Поэтому человек, стоящий в дальнем углу (человек А), кажется карликом по сравнению с человеком такого же роста, но похожим на великана, который на самом деле находится ближе к вам (человек Б). Этот фокус работает, потому что иллюзорное восприятие и реальное расположение пересекаются в их пространственных проекциях зрительной системы.

Рисунок 2. Оптическая иллюзия комнаты Эймса. Источник:  Wikipedia/Alex Valavanis

Оптические иллюзии, подобные комнате Эймса, достаточно легко воспроизвести, поскольку они построены на принципах, лежащих в основе визуального восприятия. Еще в 19 веке немецкий врач Герман фон Гельмгольц заметил, что причина, по которой оптические иллюзии возможны, заключается в том, что разные физические реальности могут идентично отражаться в сетчатке. Это наводит на мысль, что именно из-за четкой причинно-следственной архитектуры зрение достаточно легко обмануть. 

Для сравнения, обоняние гораздо сложнее ввести в заблуждение. Конечно, восприятие запахов более изменчиво, однако это лишь означает, что обоняние работает не так, как зрение. Распознавание признаков запаха не зависит от точки зрения. Напротив, причинно-следственная архитектура обеспечивает контекстуальную интерпретацию получаемых нейронами сигналов. Эта присущая обонянию вариативность обладает большим преимуществом, когда речь заходит об определении нестабильного и непредсказуемого дистального стимула (объект, вызывающий соответствующее предметное восприятие — прим. Newочём). Один и тот же запах может трактоваться по-разному в разной среде еще и потому, что вы никогда не ощущаете один запах. Напротив, вы постоянно сталкиваетесь со сложными смесями веществ. (Кстати, сигналы активности в эпителии, вызванные сложными смесями, невозможно разделить на составляющие после их попадания на рецепторы. Но об этом как-нибудь в другой раз.)

Подытожим: вариативность восприятия запаха на самом деле не субъективна и беспорядочна, вовсе нет. Мы узнали о двух суперспособностях нашего носа как мощного и надежного биосенсора. Первая — это удивительная точность. Наше обоняние очень чувствительно, оно способно улавливать мельчайшие частицы одорантов в воздухе и растворах (например, следы ТХА в бутылочном вине). Вторая — это его генетическое разнообразие и вариативность ответов, когда этого требует контекст. Наше обоняние справляется со сложнейшей задачей определения качества запаха в условиях изменчивой среды. Обоняние, в отличие от зрения, не опирается на неизменность объекта. Если один и тот же одорант может интерпретироваться по-разному, это говорит о его разных поведенческих возможностях в зависимости от контекста.

Как ни парадоксально, гибкость и вариативность обоняния практически не дают возможности его обмануть. Почему мы принимаем за истину, что визуальное постоянство является критерием объективности? Внешний вид объектов непостоянен, а потому не может считаться критерием объективности. Напротив, нам необходимо понять суть вещей через скрытые факторы, которые и становятся причинами такого внешнего вида и его изменчивости. Запах кажется субъективным только из-за непонимания работы его причинно-следственных механизмов.

Научные исследования чувств человека вплоть до клеточного и молекулярного уровней позволяют по-новому взглянуть на основы восприятия. Примитивные представления об объективности как «одном только восприятии, совпадающим с одним стимулом» оказались всего лишь пережитком интеллектуальной традиции. Она приводит к искаженному пониманию роли обоняния, игнорирует многие другие ощущения (например, проприоцепцию и интероцепцию) и даже создает неверные представления о зрении. Наш доступ к реальности обеспечивает сложная система причинно-следственных механизмов, а не таинственный черный ящик с примитивными устройствами ввода и вывода. Чтобы до конца понять человеческое восприятие, необходимо детально изучить реальные процессы, которые связывают внешний мир с нашим разумом. Только так мы сможем понять и то, и другое.

По материалам Aeon

Автор: Энн-Софи Барвич

Переводила: Вера Баскова

Источник