Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу - Энн-Софи Барвич

летучих молекул с поверхности предмета. Материальные источники запаха характеризуются локализацией в пространстве. Однако движение воздуха мешает оценивать расположение источника, поскольку нарушает непрерывность градиента. Массимо Вергассола и его коллеги показали, что инфотаксис[242] в соответствии с обонятельными сигналами требует зигзагообразного перемещения в облаках запаха, которые встречаются случайным и прерывистым образом[243]. Чувство обоняния отличается выраженным экстероцептивным (отвечающим на внешнее раздражение) характером: запахи вызывают перемещение к чему-то или от чего-то. И поэтому обоняние – пространственное ощущение, если понимать его как восприятие внешних мишеней для выбора поведения и по отношению к конкретному организму. Однако его пространственный аспект следует анализировать через систему восприятия, а не через характеристики стимула.

Энактивизм и эмбодимент[244]

Важнейшую роль в обонянии играет то, как мы нюхаем. Это не монотонное и автоматическое действие. От того, как мы нюхаем, зависит скорость, сила и характер того, как (и даже какие) молекулы достигают носового эпителия и взаимодействуют со слизью. Макс Мозель отмечает сложность расчета динамики воздушных потоков и перемещения воздуха в носу: «Мы знаем, что рецепторы обладают специфичностью. Но это ничего не говорит о том, как молекулы перемещаются в поле рецепторов». Нужно учитывать количество молекул, объем и время, и «все это в разных сочетаниях. Концентрация характеризуется количеством молекул в единицу времени, а скорость потока – объемом в единицу времени. На основании ответа очень трудно определить, какая из этих переменных важнее. Эти три базовые переменные играют разную роль в зависимости от их сочетания».

То, как мы нюхаем, определяет, какая информация и когда попадает в мозг. Объем воздуха, длительность, скорость и сила вдыхания – измеряемые параметры, регулирующие взаимодействие летучих молекул с обонятельным эпителием. Для достижения порога обнаружения при низкой концентрации одорантов нужно нюхать интенсивнее, чем при более высокой концентрации[245]. Есть некоторые данные о том, что нечто вроде образа запаха может возникать, когда мы нюхаем, даже при отсутствии стимула[246]. Этот процесс обеспечивает нечто большее, чем механический путь доставки молекул к эпителию. Это важнейший этап формирования перцептивного содержания.

У человека и других млекопитающих обонятельная система эволюционировала таким образом, чтобы помогать ориентироваться с помощью обонятельных сигналов через назальный цикл – непроизвольный механизм, при котором скорость дыхания у ноздрей чередуется.

«Колеблется толщина обонятельного эпителия, что приводит к изменению доступа воздуха и, следовательно, скорости поступления воздуха», – поясняет Эйвери Гилберт. Мы не отдаем себе в этом отчет, но наши две ноздри вдыхают воздух с разной скоростью! Одна сторона носа всегда слегка заложена. Поэтому одна ноздря чуть медленнее проводит воздух, чем другая. Ноздри чередуется. Принято считать, что назальный цикл меняется примерно каждые два с половиной часа[247]. Однако гипотеза ритмичности этого процесса не прошла достаточно строгой проверки из-за нехватки статистических данных. В двух проведенных Гилбертом исследованиях было показано, что «ноздри открываются поочередно, но нерегулярно», то есть неритмично.

Ритмично это происходит или нет, но изменение скорости воздушного потока позволяет носу обнаруживать больше разных запахов. В зависимости от массы и размера одни молекулы запаха перемещаются быстрее других и быстрее взаимодействуют с рецепторами назального эпителия. Кроме того, молекулы запаха различаются по скорости связывания. Вдыхание с двумя разными скоростями позволяет носу шире «забрасывать сети» в поисках стимулов. Это также помогает носу замечать изменения в локализации источника запаха.

Действие этого механизма можно наблюдать на примере собак. Почуяв запах, собаки берут след. Однако они не идут по прямой. Они ходят кругами вдоль этого пахучего следа, уточняя его направление. Они «видят», куда ведет след, не лучше, чем люди. Собаки находят остатки запаха и идут по нему, двигаясь по контурам следа. Этим принципом пользуются все животные, включая бабочек, рыб и людей. Нейробиолог Том Финджер из университета Колорадского объясняет: «Исходя из ширины шлейфа запаха, можно рассчитать расстояние. Когда шлейф отходит от источника, его молекулярные контуры достаточно четки. Источник испускает запах с определенной концентрацией. По мере удаления от источника контуры размываются в результате диффузии. Животное может определить расстояние на основании того, насколько четкими являются контуры шлейфа. Я думаю, это еще одно измерение [в восприятии запаха], которое люди обычно не учитывают. Четкость перехода между «нахождением в шлейфе» и «нахождением за пределами шлейфа» сообщает информацию о расстоянии до источника».

Люди ориентируются с помощью носа точно так же. Гилберт упомянул статью психолога Люсии Джейкобс из Беркли, вышедшую в 2015 году[248]. По его словам, в этом исследовании «она вводила людей с завязанными глазами и в наушниках в помещение с источником запаха в каком-то месте; она раскручивала их, после чего они должны были самостоятельно ориентироваться на этот источник, и они могли это делать!»

Вопреки устоявшемуся мнению, люди не так уж далеки от собак по способности следовать за запахом. Это было показано в 2007 году Ноамом Собелем и молодым исследователем Джессом Портером, которые смоделировали человеческое умение идти за запахом, как собаки[249]. В их исследовании 32 голодных студента из Беркли отслеживали запах шоколада. Чтобы удостовериться, что студенты ориентировались только по запаху, а не по каким-то другим сигналам, участников эксперимента искусственным образом лишили других источников чувственной информации (повязка на глаза, перчатки, наколенники и др.) Действия студентов в поисках следа были сравнимы с действиями собак, идущих по следу фазана. Студенты вели себя так же, как собаки, перемещаясь вдоль следа круговыми движениями. Кроме того, после тренировки студенты выполняли это задание быстрее и лучше!

Однако, возможно, пока рано утверждать, что нос человека действует так же, как нос собаки. Александра Горовиц, когнитивист из колледжа Барнард, изучает собак[250]. Она включается в разговор: «Давайте сравним профессионального ученого, занимающегося вопросами обоняния, который целый день о нем думает, с собакой поисково-спасательной службы». Горовиц смеется и продолжает уже серьезнее: «Меня интересует поведение. Что люди делают с помощью носа? Что собаки делают с помощью носа? Мы, люди, не пользуемся преимущественно ортоназальным обонянием. А собаки пользуются. Если вы посмотрите на высококвалифицированных собак, которых тренировали… не только быть отличными нюхачами, но и просто иметь мотивацию, чтобы выполнять специфические задачи по распознаванию запахов и сообщать, когда они находят то, на что вы их натаскивали… они оказываются вне конкуренции».

Горовиц предостерегает от того, чтобы делать окончательные выводы на основании исследования Собеля. «В том исследовании в Беркли было несколько интересных особенностей. Одна из них – это след, который они прочертили и который продолжал оставаться на земле. Они растянули на траве нитку, пропитанную запахом шоколада, который можно учуять обычным носом. И оставили ее там. Таким образом, источник запаха