Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни - Ребекка Шварцлоуз
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Рис. 23. Распределенное кодирование в пириформной коре. Художник Пол Ким.
Разница между этими двумя картами запаха небольшая, но существенная. Карта в обонятельной луковице содержит зоны, соответствующие структуре молекул – объективному свойству, характеризующему эти соединения в физическом мире. Но зоны на второй карте соответствуют значимости запахов для животного. Вне зависимости от того, почувствует сом аминокислоты или нуклеотиды, его пищевое поведение будет одним и тем же. Эти две группы молекул передают одинаковую информацию и вызывают одинаковое поведение, тогда как соли желчных кислот несут другую информацию и приводят к другому поведению.
Рис. 24. Карты запаха в обонятельной луковице (справа) и переднем мозге (слева) канального сомика. Художник Пол Ким.
Вторая карта в мозге канального сомика имеет поведенческий смысл. Только таким веществам, которые важны для выживания и размножения рыбы, на этой карте отводятся специфические зоны или отделы, и объединение этих веществ в группы производится в зависимости от того, что животное будет делать в ответ на их сигнал. Сила этой карты в том, что она проясняет и классифицирует важные для рыбы вещества. Как вы можете догадаться, такие карты в голове мыши, льва, грифа и человека различаются. И как мы судим о значении ноздрей пони по искажению его тактильной карты, точно так же мы судим о значении химических веществ для сома на основании его карты запахов.
У мыши тоже обнаружены карты запахов, которые важны для врожденных инстинктивных реакций на запахи[78]. Если вы поместите в клетку с лабораторной мышью каплю 2,3,5-три-метил-3-тиазолина, содержащегося в выделениях лисицы, мышь замрет или постарается удалиться от источника запаха на максимальное расстояние. Хотя лабораторное животное никогда не встречалось с лисицей, его мозг знает, что этого запаха нужно избегать. Мышь инстинктивно сторонится и других запахов, таких как мускусный букет, характерный для мочи рыси. Однако есть запахи, которые инстинктивно притягивают мышь, включая запах арахисового масла и фенилэтиловый спирт, содержащийся в розовом масле.
За эти инстинктивные реакции на запахи отвечает участок мозга мыши, расположенный рядом с пириформной корой. В нем есть отдельные зоны запахов хищников, которых следует избегать, таких как запах мочи рыси, и зоны запахов, которые притягивают, такие как запах арахисового масла. С помощью хитроумной технологии ученые вызывали активацию нейронов в одной или в другой зоне, не подвергая животное воздействию запаха[79]. Когда они стимулировали зону, ответственную за восприятие запаха хищника, мышь замирала или убегала, как если бы хищник был рядом. Когда стимулировали зону притягательного запаха, мышь настораживалась, как будто чувствовала еду. В другом исследовании была обнаружена соседняя зона, ответственная за реакцию на запах мочи мышей противоположного пола[80]. По-видимому, этот участок задействован в обработке химических сигналов, имеющих отношение к спариванию.
Еще многое нужно сделать, чтобы понять организацию мышиных карт запаха, но из приведенных данных следует вывод о существовании как минимум трех зон: одна зона для запаха хищников, одна – для запаха пищи, и одна – для запаха партнеров для спаривания. Каждая зона связана с определенным поведением и, по-видимому, осуществляет связь между обнаруженными мышью веществами и вызванными ими действиями.
Данные исследования проливают свет на строение обонятельных карт мозга и их поведенческое значение у сомов и мышей. Но что можно сказать о человеке? Чтобы найти карты запахов у человека[81], ученым нужно знать, какие зоны или признаки следует искать. У животных строение карт запахов определяется тем, как они используют обонятельную информацию, в частности, как эта информация приводит к действию, связанному с воспроизводством или выживанием. Возникает вопрос: как люди используют запах для выживания, если они его используют?
Моя мать Салли прожила всю жизнь, ни разу не почувствовав какой бы то ни было запах. Судя по всему, она от рождения была лишена способности распознавать запахи. Она даже не была уверена, понимает ли, что такое обоняние. В конце концов, как люди могут представить себе чувство, которое им не знакомо на опыте?
Салли рассуждала о своем недостающем обонянии как о курьезе или философской задачке, но вовсе не как о нарушении. Кажется, отсутствие обоняния ее не слишком беспокоило. Некоторые ее знакомые вообще не подозревали, что она лишена одного из пяти чувств. Вы можете себе представить, что не знаете о том, что ваш друг слеп или глух? Однако из-за отсутствия обоняния Салли находилась в некоторой опасности: она не могла почувствовать утечку газа, не чувствовала запах дыма (хотя глазами и ноздрями ощущала густой дым) и не могла сказать, что молоко прокисло, пока оно не вылезало из пакета в виде простокваши. Но по большей части отсутствие обоняния закалило Салли. Ее не беспокоил дурной запах в туалете, но и не возбуждал запах только что испеченного хлеба из соседней булочной. В каком-то смысле отсутствие этого чувства больше походило на сверхъестественную способность, чем на инвалидность. Но как такое вообще возможно?
Важно понимать разницу между людьми, родившимися без одного из пяти чувств, и теми, кто потерял его в какой-то момент жизни. Люди, которые утратили обоняние, когда уже научились связывать пищу, места и опыт с определенными запахами, обычно очень расстроены этой потерей. Однако, признавая существенный эмоциональный урон, такие люди обычно не считают себя увечными. Потеря обоняния не мешает им перемещаться из одного места в другое, выполнять необходимую работу – иными словами, самостоятельно функционировать. Этого нельзя сказать о людях, которые внезапно потеряли зрение или слух. Логично заключить, что обоняние не так уж важно для человека.
До недавнего времени научное сообщество придерживалось такого мнения. Повсеместно считалось, что у человека слабое обоняние по сравнению с другими представителями царства животных. Некоторые предполагали, что эволюция человеческого мозга сопровождалась ослаблением обонятельной активности нейронов. Для подтверждения этой точки зрения ученые указывали на обонятельную луковицу. Одна из вещей, удивлявших анатомов прошлого, заключалась в том, что наша обонятельная луковица очень мала для нашего крупного мозга. Как видно из рис. 25, обонятельные луковицы мыши составляют гораздо более значительную долю ее мозга.
Ученые заключили, что при эволюции мозга современного человека рост обонятельных луковиц прекратился и обонятельная способность наших предков снизилась. Некоторые утверждали, что это произошло по той причине, что люди в большей степени опираются на логику, чем на рефлекторные реакции на запах[82]. Другие считали, что эволюция мозга
