Сила обоняния. Как умение распознавать запахи формирует память, предсказывает болезни и влияет на нашу жизнь - Иоганнес Фраснелли

Можно ли взять за образец стереофонию или стереоскопию?

Как и все люди, ученые тоже в какой-то степени подвержены лени. Вместо того чтобы придумывать самостоятельное решение какой-либо проблемы, они часто приспосабливают для такого решения чужие идеи. Мы же не просто так располагаем двумя ушами и двумя глазами. Наш слух очень отчетливо и с большой точностью регистрирует временные характеристики восприятия звуков. По задержке восприятия звука, то есть по временной разнице, с которой наши барабанные перепонки воспринимают звуковое раздражение, мы можем рассчитать, откуда, с какого направления раздался звук. Эту разницу называют разностью времени пробега. Если звук достигает барабанных перепонок справа и слева одновременно, то источник звука находится прямо впереди от нас или прямо сзади нас. Если же звук сначала действует на правую барабанную перепонку, а затем, с задержкой, на левую, то источник звука находится справа от нас; если звук сначала воздействует на левую барабанную перепонку, а потом на правую, то источник звука находится слева. Все эти расчеты происходят бессознательно в стволе головного мозга, и при этом они очень точны. Оба уха позволяют нам локализовать в пространстве источник звукового раздражения. Этот процесс называется стереофонией.

Глаза точно так же позволяют нам ориентироваться в трехмерном пространстве. Изображение какого-либо предмета на сетчатке одного глаза тем сильнее отличается от его изображения на сетчатке другого, чем ближе к сетчатке, а значит, и к ее обладателю находится предмет. При удалении предмета его изображения на сетчатках обоих глаз, наоборот, становятся все более однородными. Таким образом, мы можем по разницам в изображениях реконструировать, где именно в пространстве находятся разные предметы – ближе к нам или дальше от нас. С помощью современных методов этот эффект можно воспроизводить искусственно: очки воссоздания виртуальной реальности посылают на сетчатку глаз несколько отличающиеся друг от друга изображения, и в результате пользователь очков очень реалистично воспринимает изображения предметов в трехмерном пространстве. Такой же эффект производят 3D-очки в кино. Действие всегда одинаково: на обеих сетчатках возникают очень похожие, но слегка отличающиеся друг от друга изображения. Естественно, такое восприятие тоже возникает бессознательно. Таким образом, стереоскопия – так называют этот эффект – создает возможность воспринимать глубину окружающего нас мира. Следовательно, стереофония и стереоскопия позволяют нам с помощью двух независимых чувств локализовать в пространстве источники раздражения.

Возможен ли такой эффект для обоняния? Первым, кто задумался над этим вопросом, был Георг фон Бекеши. Этот американский биофизик и физиолог в 1961 году получил Нобелевскую премию за исследование процессов, происходящих во внутреннем ухе. Эти исследования значительно улучшили наше понимание основ слуха. Решив, так сказать, вопрос со слухом, Бекеши обратился к другим чувствам и среди них к обонянию. Он сконструировал прибор, позволявший дозированно подавать испытуемому обонятельные раздражения, а затем с помощью этого прибора провел исследование, результаты которого опубликовал в 1964 году. В работе он использовал повседневные запахи – гвоздики, эвкалипта и лаванды – и пришел к выводу, что локализация источника запаха становится возможной за счет разницы в восприятии интенсивности и разности времени пробега разными ноздрями. Ему стало ясно: так же, как с помощью глаз и ушей мы можем локализовать в пространстве источники запахов, то есть обонятельных раздражителей.

Более поздние исследования, проведенные другими учеными, показали, что это не так. Проблема заключалась в том, что пахучие вещества, использованные Георгом фон Бекеши, а именно гвоздика, эвкалипт и лаванда, стимулируют тригеминальную систему, с которой мы познакомились в главе 7, оказывая жгучее (гвоздика), освежающее (эвкалипт) и слегка покалывающее (лаванда) воздействие. То, что наблюдал фон Бекеши, было воздействием запахов на третье химическое чувство, а не трехмерное воздействие чисто обонятельных стимулов. Чистые пахучие вещества – запахи, которые стимулируют обоняние, и только обоняние, – могут быть локализованы не за счет разницы восприятия между ноздрями, как было показано в последующих исследованиях. Это отличает нас от таких животных, как крыса и молот-рыба.

Могу ли я чуять так же хорошо, как моя собака?

Означает ли это, что мы не в состоянии получать за счет обоняния информацию о пространственных характеристиках источников запаха? Вероятно, это не так, что следует из примера, приведенного в начале главы. Давайте обратимся за ответом к признанным специалистам в этой области, к собакам. Собаку считают самым верным другом человека, она сопровождает нас в течение нескольких тысяч лет. Собак держат в качестве компаньонов, в роли сторожевых, пастушьих, охотничьих или служебно-разыскных собак. Они специалисты-профи по обонянию: тот, кому приходилось выгуливать собак, знает, что они обнюхивают все и всех, кто попадается им на пути. В сравнении с людьми у собак в три раза больше обонятельных рецепторов и намного больше площадь обонятельной слизистой оболочки. Но, как и у нас, людей, у них только две ноздри.

Шоколадный эксперимент в Беркли

Ученые проложили шоколадную тропу по лужайке университетского кампуса. Потом участникам эксперимента завязывали глаза, вставляли в уши затычки, а на руки надевали толстые перчатки, чтобы они ориентировались только на обонятельные стимулы без участия других органов чувств. Не все оказались в состоянии справиться с заданием, но две трети испытуемых смогли пройти по дорожке, ориентируясь по запаху, все 10 метров. Шли испытуемые по следу, как собаки, зигзагами. Следующим шагом стало выяснение вопроса о том, может ли тренировка улучшить способность брать след. Участники ходили по этой следовой дорожке в поисках шоколада по три раза в день. И – о чудо! – в течение двух недель испытуемые превратились в настоящих «служебно-разыскных людей». В конце этого тренировочного курса испытуемые стали совершать меньше ошибок и стали находить шоколадный след в два раза быстрее, чем в начале эксперимента.

Могут ли собаки чуять в трех измерениях? Если понаблюдать за собакой в процессе поиска следа, то можно выявить определенную закономерность: собака идет по следу до тех пор, пока его не потеряет. После этого она начинает его искать, а найдя, снова идет некоторое время по следу до того, как не потеряет его еще раз. Игра повторяется, и собака идет по следу зигзагообразным курсом до тех пор, пока не найдет источник, или до тех пор, пока не выбьется из сил. Это означает, что собака не воспринимает запах, так сказать, стереоскопически, а поступает как мы, когда ищем источник запаха. Мы тоже крутим головой или даже делаем по нескольку шагов в разных направлениях и принюхиваемся. Как только мы замечаем, где запах становится сильнее, мы понимаем, что источник находится именно в этом направлении. Мы идем в