Мозг. Инструкция пользователя - Марко Магрини

Все рестораторы мира, даже те, что управляют заведениями, удостоенными трех мишленовских звезд, должны благодарить за свой успех эволюцию. Наш мозг способен наслаждаться тарелкой чудесных спагетти болоньезе и смаковать вкус каберне «Пино Гриджио» вовсе не потому, что наши далекие предки были столь капризны в еде, что их приходилось завлекать какими-то особыми ощущениями от мяса мамонта: все их мысли, наоборот, вращались вокруг постоянно грозившего голода. Вкусовые ощущения возникли у нас по чисто практической причине: они помогали отличать съедобное от несъедобного, запоминать пищу, которая причиняла вред или плохо переваривалась. Так прозаическая проблема выживания привела к тому, что омлет нам кажется гораздо вкуснее с трюфелями.

Человеческий язык усеян крошечными сосочками. Каждый сосочек (кроме тех, что называются нитевидными) состоит из сотен вкусовых почек, некоторые почки состоят из 50–100 вкусовых рецепторов. Со времен Античности была распространена идея о том, что язык разделен на зоны разного вкуса – сладкого и соленого. Все оказалось совершенно не так: рецепторы, способные отличать сладкий, соленый, горький, кислый вкус и вкус «умами»[7], распределены по всей поверхности надгортанника. Эти пять вкусов представляют собой только малую часть огромного мира вкусовых ощущений.

Обоняние служит распознаванию запахов, однако для ощущения вкуса и аромата еды его недостаточно. Вкусовые ощущения являются суммарной информацией, поступающей от рецепторов на языке и гораздо более сложно устроенных рецепторов носа; итоговые данные вычисляются в режиме реального времени нашим мозгом.

Для распознавания запахов органов обоняния вполне хватает, но для создания ощущения вкуса одного языка недостаточно. Ощущения вкуса создаются в результате наложения данных, поступающих от рецепторов на языке и весьма многообразной информации от таковых в носу. Информация суммируется мозгом прямо в процессе формирования вкусовых ощущений. Не случайно сильный насморк снижает наше удовольствие от вкусной еды. Но это еще не все! Удовольствием, переживаемым во время поглощения пиццы или спагетти, мы обязаны не только системам вкусовых и обонятельных ощущений, но и особым рецепторам, различающим консистенцию пищи, терморецепторам, регистрирующим ее температуру, и рецепторам слизистой, подающим сигналы о концентрации, к примеру, перца. И вся эта информация в мозге соединяется в единое целое, тем самым демонстрируя мощность и сложность нейронной сети. Это способствует не только выживанию вида, но и возможности этой жизнью наслаждаться.

Прямо сию секунду, когда вы, читатель, пробегаете глазами эти строки, несколько десятков фотонов из миллиардов, носящихся вокруг в пространстве, отразились от белой поверхности страницы и попали на сетчатку ваших глаз. Расположенные, весьма любопытно, в самой глубине, а не в передней части глаза 100 миллионов фоторецепторов превращают световые сигналы в электрические, переводят язык цветных пятен на язык, более понятный мозгу, примерно так, как это происходит в цифровом фотоаппарате. Очень маленький участок сетчатки, центральная ямка, распознает на бумаге слово специализированными рецепторами, фокусирующими глаз на буквах с помощью серии незаметных и молниеносных движений глаза.

Электрические импульсы передаются с помощью зрительного нерва: информация от левого глаза передается в правое полушарие, и наоборот. Импульсы мчат, как поезда по пересекающимся рельсам. Проходя через таламус, сигналы поступают в затылочные доли, в зону, называющуюся первичной зрительной корой. В мозге существуют и другие области, которые обеспечивают его необходимой информацией, к примеру, позволяющей на основе плохо сфокусированного или с низким разрешением изображения сделать выводы о параметрах движения предмета в реальном времени.

Самое удивительное, что для передачи информации о написанном на бумаге слове в первичную зрительную кору мозга требуется всего 40 миллисекунд, то есть одна двадцать пятая часть секунды. Невероятная эволюция глаза в результате естественного отбора была отмечена еще Дарвином: «В высшей степени абсурдным» назвал ученый в своей книге «Происхождение видов» формирование сложнейшего зрительного органа и попытался объяснить, зачем это было все-таки нужно. Чудесный механизм функционирует последовательно: зрительный образ начинает свое формирование на роговице, с которой изображение поступает на сетчатку в перевернутом виде, и заканчивается сложным процессом в мозге, охватывающим значительные области коры. Свет, поступающий на сетчатку обоих глаз, формирует двухмерное изображение, которое в мозге обретает третье измерение, – это ли не чудо?

На сетчатке человеческого глаза насчитывается примерно 6 миллионов конусообразных рецепторов (колбочек) и около 120 миллионов палочкообразных (палочек), они преобразуют свет в электрические импульсы. В центральной ямке сетчатки находятся только колбочки, поскольку это зона зрения высокого разрешения; остальная часть сетчатки заполнена палочками. Колбочки различают цвета, им необходимо для активации значительное количество фотонов света; палочки – как правило, ахроматические рецепторы и требуют незначительного количества света для функционирования. Именно поэтому в полумраке человек различает цвета с трудом или вовсе их не видит. Колбочки творят магию цвета с помощью практически телевизионной технологии, так называемого цветоделения RGB (аббревиатура английских названий red, green, blue – красный, зелёный, синий), воссоздавая любой оттенок из комбинации трех частот.

Мозг воссоздает цвета, конечно, без использования красного, зеленого и синего на мониторе, он использует три типа колбочек, настроенных на разную частоту электромагнитных колебаний видимого спектра. Феномен, позволяющий насладиться зрелищем заката или картиной Ван Гога, еще более невероятен, чем можно себе представить, – цвет создается непосредственно в нашем мозге. Не только «красота в глазах смотрящего», как гласит известное выражение, но и оттенки разных цветов.

Итак, мы распознаем видимый свет, состоящий из фотонов, колеблющихся с частотой в диапазоне от 430 до 750 Терагерц, то есть миллионы миллионов раз в секунду. Когда солнечный луч освещает помидор, химические вещества, входящие в состав его кожицы, поглощают большую часть излучения, кроме света частотой около 500 Тгц, эта часть спектра отражается. Отраженный свет попадает на роговицу глаза и улавливается колбочками, состоящими из белков, именуемых опсинами, реагирующих на конкретную частоту и создающих в мозге ощущение красного цвета. Кабачок отражает частоту примерно 550 Тгц, черника – примерно 650 Тгц, эти частоты активируют два других типа рецепторов и соответствующие опсины. Желтизна же лимона образуется в мозге с помощью частоты, значение которой находится между красным и зеленым, лимон активирует в определенном сочетании оба типа рецепторов.