Читать онлайн Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять бесплатно

Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

Gordon Shepherd

NEUROGASTRONOMY:

How the Brain Creates Flavor and Why It Matters

© 2012 Columbia University Press.

This Russian language edition is a complete translation of the U.S. edition, specially authorized by the original publisher, Columbia University Press.

Во внутреннем оформлении использованы иллюстрации: Victoria Sergeeva / Shutterstock.com

Используется по лицензии от Shutterstock.com

Серия «рЕволюция в медицине. Самые громкие и удивительные открытия»

© Алиева К. Д., перевод на русский язык, 2019

© Панков А. И., иллюстрации, 2020

© Давлетбаева В. В., художественное оформление, 2020

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2021

* * *

Рис.0 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

Ссылки на сетевые ресурсы в тексте были актуальны на момент написания книги. Ни автор, ни издательство Колумбийского университета не несут ответственности за изменение ссылок на сетевые ресурсы с момента публикации.

Посвящается Грете

Предисловие

Потребление пищи – необходимое условие для существования каждого из нас. В нормальных обстоятельствах мы едим ежедневно на протяжении всей нашей жизни. За последние 20 лет ученым удалось установить, что наше желание есть обусловлено по большей части гормональными процессами – именно гормоны подают сигнал о том, что тело нуждается в пище, и о том, что мы уже наелись. Вот только это гормональное управление никоим образом не объясняет, почему мы предпочитаем определенные виды продуктов; что заставляет нас объедаться тем, что нам нравится, или есть слишком мало того, что неприятно? Для изучения вопросов, связанных с гастрономическими предпочтениями и вкусом пищи, постепенно сформировалась абсолютно новая научная сфера.

Одно из самых распространенных заблуждений гласит, что у всякой еды есть вкус. В любой еде действительно содержатся молекулы вкуса, вот только сам вкус этих молекул формируется лишь в нашем мозге. Если мы стремимся к здоровому питанию и хотим избежать множества хронических заболеваний, ассоциируемых с неправильным рационом и нехваткой питательных веществ, нам важно понимать, как наш мозг создает те вкусовые ощущения, что мы испытываем, – проще говоря, нам предстоит освоить упомянутую ранее новую науку о вкусовых ощущениях, которую я называю нейрогастрономией.

То, что у любой еды есть вкус, – распространенное заблуждение. В пище содержатся лишь его молекулы, а вот сам он формируется только в мозге.

Я впервые узнал о ней, когда изучал, как наш мозг формирует образы запахов. Новейшие исследования, проводимые во множестве лабораторий по всему миру, коренным образом меняют наши знания об обонянии – если раньше оно считалось наименее развитым из человеческих чувств, то теперь, благодаря своему огромному влиянию на восприятие вкусовых ощущений, рассматривается как один из важнейших компонентов, оказывающих постоянное воздействие на нашу повседневную жизнь. Нейрогастрономия формирует совершенно новую концепцию уникальной системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом, которая, возможно, является наиболее сложной и разветвленной из всех наших систем восприятия – на основе молекул вкуса эта система формирует ощущения, эмоции, воспоминания, сознание, речь и мотивирует к принятию решений. Нейрогастрономия совмещает науку о мозге с наукой о еде и учитывает влияние на наше пищевое поведение того обмена мнениями, что сопровождает всякий прием пищи в кругу семьи. Благодаря этой науке мы можем лелеять надежду, что однажды мы сформируем концепцию здорового питания на основе комплексных исследований и прочном научном фундаменте. В этой книге я расскажу вам об исследованиях, которые формируют новую сферу научного знания, и объясню, каким образом это улучшит жизнь каждого из нас.

Благодарности

Я многих хочу поблагодарить за то, что эта книга увидела свет.

Джин Блэк из Йельского университета с самого начала поддерживала мою идею написать книгу о запахе. Когда я отказался от своей затеи, сочтя проект слишком сложным, мой коллега Стюарт Файрстайн вернул к жизни как меня, так и мою рукопись, познакомив с Патриком Фицджеральдом из Columbia University Press – они смогли убедить меня в том, что я справлюсь. Также я благодарен редакторам журнала Nature, которые попросили написать статью о запахах для раздела «Суть природы»[1] и рассказать в ней о новых исследованиях. Кристиан Маргот настоял на том, чтобы в статье я сосредоточился в первую очередь на ретроназальном ощущении запаха и вкуса; благодаря его совету из той статьи со временем возникла эта книга.

Тема запаха объединяет меня со многими коллегами, с кем я на протяжении многих лет исследовал механизмы формирования схем обонятельной активности, которые являются основой восприятия ароматов. Перед Стюартом я в долгу, но я благодарен и Чарльзу Гриру за его поддержку в Йельском университете, и своим бывшим студентам, упоминаемым в этой книге, в числе которых Льюис Хаберли, Джон Кауэр, Том Гетчелл, Уильям Стюарт, Кенсаку Мори, Дорон Ланцет, Патриция Педерсен, Фрэнк Зуфал, Трезе Лейндерс-Зуфал, Вей Чэн, Минхог Ма, Хавьер Гросмэтр, Дэйвид Уилхайт; нашим гостям – Деннису Линкольну, Бёртону Слотнику, Маттиасу Ласка.

Я благодарю Терри Акри за приглашение в ряды научных сотрудников лаборатории запаха, где я познакомился с Гарольдом Макги.

Спасибо моей жене Грете и нашей дочери Лизбет – их любовь к Франции и французской культуре открыла передо мной многие двери. Начиная с 1986 года и академического отпуска, проведенного в Париже, я имел честь неоднократно общаться с Жаном-Дидье Венсаном, одним из ведущих французских ученых и философов в сферах, касающихся вина и культуры. Он и его друзья подарили нам с Гретой поистине незабываемый вечер с ортоланами[2]. Благодаря Жану-Дидье в 2000 году я смог принять участие в радиопередаче о винах, которая транслировалась на французском радио, – это стало еще одним шагом к написанию книги. Участие в этой программе свело меня с Жан-Клодом Бертруэ, главным дегустатором вин дома Петрус, который устроил для меня незабываемую дегустацию 10 различных вин разной выдержки их производства. Именно тогда я смог опробовать свою теорию образов вкусовых ощущений вина на практике. Спасибо и Пьеру-Мари Лледо, который много раз гостеприимно принимал меня у себя и сопровождал во время моих приездов в Париж: мы работали над нашими общими проектами по изучению распространения запаха в лаборатории и экспериментировали с дегустацией вина за ее пределами.

Когда я только начинал познавать нейронауки, что легли в основу этой книги, мне довелось учиться в Оксфордском университете под руководством Чарльза Филлипса и Томаса Пауэлла. Том был сотрудником факультета анатомии, возглавляемого Уилфредом ле Грос Кларком, который по совместительству являлся и ведущим специалистом в антропологии; именно благодаря знакомству с ним я заинтересовался антропологией человеческого обоняния. Недавно я продолжил свои изыскания в данной сфере, и в этом мне очень помогли Ричард Рэнгем и Дэн Либерман из Гарварда, которые позволили мне попасть на семинар факультета антропологии и в деталях обсудить с Дэном эволюцию человеческой головы, в том числе ретроназальный путь, столь важный для моих исследований. После Оксфорда я продолжил изыскания уже в Национальных институтах здравоохранения под чутким руководством моего друга и наставника Уилфрида Ралла и при поддержке моих коллег Томаса Риза и Милтона Брайтмана. Впоследствии труды Фрэнка Шарпа и Эда Эвартса из Национальных институтов здравоохранения позволили нам изолировать схемы мозговой активности и соотнести их с тем, как тело реагирует на те или иные молекулы запаха.

Мое погружение в науки о вкусах и строении мозга прошло бы гораздо сложнее без поддержки коллег, в особенности Линды Бартошук, Валери Даффи, Терри Акри, Кристиана Маргот, Авери Гилберт, Брюса Халперна, Юстуса Верхагена, Даны Смолл, Дэёль Ли и Гэри Бошампа, которые помогали мне, вычитывая главы моей книги и критически оценивая их в рамках своих специальностей. Гарольд Макги и Дональд Уилсон читали и комментировали текст целиком. Тем не менее любые проскользнувшие в текст ошибки остаются всецело на моей совести.

Я благодарю всех, чьи профессиональные консультации позволили моей книге пройти все стадии от рукописи до печати. Спасибо Уэндолин Хилл за преобразование моих научных слайдов в изысканные иллюстрации к этой книге, а Бриджет Флэннери-Коннор за ее профессиональное руководство при работе над текстом. Я благодарю Памелу Нельсон за курирование публикации и моего редактора Патрика Фицджеральда за неустанную поддержку, которую он оказывал мне на протяжении всей работы над книгой. Спасибо и Стюарту Файрстайну за его мудрые и уместные советы. Моей жене Грете и нашей семье, которые терпели меня все это время, я могу сказать лишь: «Так! Манге так!»[3]

Исследования, давшие основу этой книге, проводились при поддержке программы «Химических чувств»[4] Национального института глухоты и других коммуникативных расстройств[5] при Национальных институтах здравоохранения в Бетесде, штат Мэриленд. Мой основной грант непрерывно финансируется уже на протяжении 42 лет. Я также получал поддержку от Национального научного фонда[6], НАСА[7], Национального института по проблемам старения[8], Национального института по проблемам злоупотребления наркотиками[9] и Медицинской научно-исследовательской лаборатории Военно-морских сил[10]. Все исследования получали финансирование на конкурсной основе. Я очень благодарен комиссиям учебного отдела за оценку моей работы и советам институтов за финансирование. Наши проекты были посвящены исследованиям строения и свойств обонятельных путей на животных. То, что благодаря им мы можем по-новому посмотреть на механизмы восприятия вкуса у людей, стало возможно лишь из-за величайшего блага науки – свободы исследований.

Вступление

Ретроназальное обоняние и Новый век вкуса

У истоков этой книги стоят тарелки с горячим домашним ужином и кухонный стол, за которым мы с моей женой Гретой ели каждый вечер в те далекие годы, когда вместе учились в университете.

У моей жены множество увлечений, в том числе еда (она повар-гурман), книги (по профессии она библиограф-консультант и к тому же обожает читать), цветы и садоводство (она занимается нашим садом как в США, так и в Дании), путешествия, друзья, опера, а также поддержание отношений с нашим разрастающимся семейством. Я же привык проводить большую часть времени в лаборатории, изучая часть мозга, ответственную за обоняние. В течение многих лет нашей совместной студенческой, а затем семейной жизни – будь мы в Англии, Вашингтоне, Стокгольме, Нью-Хейвене, Филадельфии, Париже, в нашем доме в Коннектикуте или летнем доме в Дании – домашний ужин неизменно объединял нас, оставаясь неизменным атрибутом нашего быта. Он начинается с глоточка шерри, вина или фруктового сока с кусочком чего-нибудь вкусного для подготовки пищеварительной системы к полноценному приему пищи – традиционному ужину с мясом, овощами и салатом. Затем можно выпить бокал вина и приступить к сладкому – десерту или фруктам; и наконец завершить ужин чашечкой чая (кофе мы пьем по утрам). Каждый день на ужин было что-то новое. Грета как никто другой умеет добавить блюдам элегантности кухни своей родной Дании и тех мест, где мы бывали и жили; у нее всегда полно идей и есть огромная коллекция вырезок с рецептами из газет и журналов, собранных по всему миру. Мы очень ценим возможность насладиться вкусом пищи и одновременно обдумать события прошедшего дня.

Наш повседневный ритуал так и остался бы элементом нашего семейного быта, если бы в 1986 году журнал National Geographic не опубликовал статью «Интимное чувство обоняния», которая стала первым из доступных широкой аудитории комплексных исследований, посвященных столь недооцененному чувству. Так как я уже изучал запахи, автор статьи взял у меня интервью. Вы, возможно, видели фотографии из этой статьи – наиболее известная из них показывает ряд обнаженных по пояс молодых мужчин с поднятыми руками и приятных женщин средних лет в лабораторных халатах, уткнувшихся носом мужчинам в подмышки; таким образом проверялась эффективность последнего разработанного дезодоранта.

Рис.1 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять
 Кажется, что главный канал восприятия человека – зрение. Но чем ближе время ужина, тем яснее видно, что истинное удовольствие мы получаем благодаря обонянию.

Статья начинается с идеи, что запах стал менее значим для человека с тех пор, как наши предки перешли на прямохождение и стали больше полагаться на зрение: «…но Гордон Шеперд, нейрофизиолог из Йельского университета, считает, что люди сильно недооценивают свое обоняние. Он говорит: “Нам кажется, что мы ориентируемся с помощью зрения, но чем ближе время ужина, тем лучше мы понимаем, что истинное удовольствие получаем именно благодаря обонянию. Запахи влияют на все наши эмоции. Именно запахи формируют наши модели поведения и делают нашу жизнь приятной или отвратительной, а заодно и более питательной”».

Когда автор зачитал мне эту цитату и сказал, что собирается использовать ее в статье, я запротестовал – мне хотелось перефразировать свое высказывание, чтобы оно звучало изящнее. В результате он настоял на том, чтобы оставить все как есть, аргументировав решение тем, что именно это я и говорил. Своим рассказом о том, как много для меня значат воспоминания об аромате и вкусе семейных ужинов, я хотел донести мысль о несостоятельности популярного мнения об обонянии как незначительном и почти не влияющем на жизнь человека виде восприятия (разумеется, речь не о парфюмерах).

После этой беседы я осознал, что упустил кое-что очень важное – посвятив свою жизнь исследованиям физиологии обоняния, я еще ни разу не пытался проанализировать, как ароматы влияют на удовольствие, которое я получаю от своих вечерних приемов пищи. Я почувствовал, что пришло время подойти к вопросу с точки зрения нейронаук и узнать, как именно запах еды, находящейся у меня во рту, добирается до чувствительных клеток в моем носу и как эти запахи объединяются с другими ощущениями, создавая вкусовые ощущения.

В поисках ответа на эти вопросы я ступил на путь своей личной одиссеи, каждый новый шаг которой был потрясающе увлекательным. Я познакомился со многими исследователями самых разных профилей, чьи сферы интересов ранее не пересекались; повстречался со специалистами нейронауки и со множеством людей, никак не связанных с научными изысканиями. Я узнал о существовании физиологов питания – ученых, исследующих процесс разжевывания и проглатывания еды. Они изучают то, как запахи достигают рецепторов в носу при вдохе, например, когда мы вдыхаем аромат горячего кофе, или при выдохе, когда жуем и проглатываем пищу. Психологи изучают, как запах вместе с импульсами от иных чувств формирует то, что мы знаем как вкус, хотя на самом деле это вкусовое ощущение – совокупность вкуса, запаха и текстуры пищи, одно из наиболее сложных ощущений, испытываемых человеком. Когнитивные нейробиологи используют визуализацию мозга, чтобы показать, как возникает аромат в результате активности на самых высоких когнитивных уровнях нашего мозга. Нейрофармакологи изучают, как области мозга, которые активируются пристрастием к еде, включают те же области, которые активируются пристрастием к табаку, алкоголю и наркотикам. Биохимики определяют, какие гормоны наше тело выбрасывает в кровь, когда подает сигналы о голоде и требует пищи, а какие использует, чтобы сообщить о насыщении. Антропологи предполагают, что, научившись готовить пищу, человечество совершило настоящий эволюционный прорыв. Молекулярные биологи заявляют, что обонятельные рецепторы кодируются самым обширным семейством генов в нашем геноме; они изучают то, как молекулы позволяют нам ощущать те или иные запахи. У нас отличное обоняние – специалисты по поведенческой психологии установили, что обезьяны, как и люди, куда более чувствительны к запахам, чем предполагалось ранее.

Рис.2 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять
 Вкусовое ощущение – совокупность вкуса, запаха и текстуры пищи, одно из наиболее сложных ощущений, испытываемых человеком.

Все перечисленные специалисты, которые, как правило, работали лишь в рамках своей сферы интересов и не вникали в труды других исследователей, в наши дни объединили усилия и создают абсолютно новую науку о вкусе. Стоит упомянуть и ресторанных критиков – они уже давно подталкивали нас к новому восприятию вкуса пищи. В их число входит и Гарольд Макги, чья книга «О еде и кулинарии: наука и знания кухни»[11] открыла тысячам людей глаза на то, как еда формирует наши вкусовые ощущения. Огромный вклад в образование новой науки внесли Николас Курти и Эрве Тис, с невероятным энтузиазмом погрузившись в «физические и химические аспекты кулинарии» и организуя мастер-классы. Они создали новую науку «о кулинарных трансформациях и феноменах восприятия, связанных с поглощением пищи», которую Тис подробно описал в своей книге «Молекулярная гастрономия: изучая науку вкуса»[12].

Некоторые из приведенных им тезисов показались мне особенно интересными.

1. Мы воспринимаем вкус находящейся у нас во рту пищи не на вдохе, словно принюхиваясь к некоему аромату, а наоборот, на выдохе – выдыхая, мы проталкиваем небольшие фрагменты запаха пищи или напитка глубже в полость рта, оттуда он при жевании и проглатывании попадает в носоглотку и продвигается выше, в полость носа. Этот «обратный» способ попадания запаха к рецепторам называется ретроназальным обонянием, от латинского «retro» – «назад» или «сзади»; мы также называем его «ротовым» обонянием. Оно противопоставляется ортоназальному обонянию, от греческого «ορθός» – «прямой» или «правильный», который мы называем просто нюхом.

2. При поступлении к рецепторам ретроназальным путем запах доминирует над вкусом. Мы часто говорим, что у еды тот или иной «вкус», но с точки зрения науки мы воспринимаем лишь пять вкусов: сладкий, соленый, кислый, горький и умами[13]. То, что мы называем вкусом, на самом деле является вкусовым ощущением, и формируется оно по большей части за счет ретроназального обоняния. Ретроназальное обоняние является новой гранью изучения запаха и вкуса, и именно оно выступает системообразующим элементом новой науки, изучающей то, как мозг формирует наше вкусовое восприятие. Распознавание простых вкусов заложено в нас с рождения, а вот ретроназальное восприятие запахов является приобретенным навыком и может существенно разниться от человека к человеку. Именно благодаря такому обонянию кухни народов мира разительно отличаются друг от друга, а каждый посетитель «Макдональдса» заказывает себе разное сочетание бургеров, наггетсов, картошки фри, салата и соусов к нему, выпечки и колы. Да здравствует разнообразие!

Человек способен воспринимать лишь пять вкусов: сладкий, соленый, кислый, горький и умами. В обиходе словом «вкус» мы называем совокупность множества ощущений.

3. Наши собственные исследования показали: когда мы принюхиваемся к какому-то запаху, то возникает пространственный образ активности нашего мозга. Эти схемы и есть образы запаха, и каждая из них соответствует конкретному аромату в той же мере, в которой лица разных людей распознаются нашей зрительной системой как уникальные образы. Человеческий мозг очень хорошо распознает лица, и это свидетельствует о крайне развитой системе идентификации паттернов. По итогам наших исследований мы предполагаем, что эта способность отвечает и за восприятие запахов, то есть позволяет вычленять и распознавать в дальнейшем множество схем, соответствующих разным ароматам.

4. У человека мозг большого размера. Возможно, у наших органов чувств меньше рецепторных молекул или клеток, чем у иных млекопитающих, но это абсолютно не мешает нам обладать острым обонянием. Может, у людей и нет таких чувствительных ушей и глаз, как у некоторых из братьев наших меньших, но это ничуть не помешало нашим предкам развить такой сложный навык, как речь, ведь наш «большой мозг» мог проводить сложные операции, непосильные для более компактного звериного. Во время моей одиссеи за вкусовыми ощущениями, в 2004 году, я написал статью, в которой выдвинул гипотезу о том, что человек обладает очень острым нюхом. Материал назывался: «Человеческое обоняние: мы лучше, чем думаем?»[14] После его выхода мой коллега Авери Гилберт, уже написавший превосходную книгу о запахах – «Что знает нос: наука о запахах в повседневной жизни»[15], – прислал мне письмо на электронную почту. Он заявлял, что мой заголовок был не совсем верным, и писал, что книгу стоило назвать «Человеческое обоняние: мы лучше потому, что мы думаем». Очень верно подмечено. Размер мозга играет огромную роль в восприятии вкусовых ощущений. Ключевая идея этой книги в том, что у людей очень развитое обоняние именно благодаря огромной вычислительной мощности нашего крупного мозга, позволяющей ему проводить сложнейшие операции. Высшие мыслительные функции – а к ним относятся системы, отвечающие за память, эмоции, высшие когнитивные функции, и речевые центры – во многом и формируют то, что я называю уникальной системой восприятия вкуса человеческим мозгом.

Рис.3 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять
 Мозг не только получает сенсорную стимуляцию от рецепторов на языке, но и сам активно участвует в процессе формирования вкусовых ощущений.

Резюмируя, можно сказать, что на данный момент наука о еде сосредоточена в основном на составе пищи и восприятии вкуса. Уже установлено, что некоторые явления можно отследить вплоть до механизмов мозговой активности. Теперь нам нужно лишь сменить направление исследования на противоположное и начать его с мозга; это позволит нам показать, что он не только получает сенсорную стимуляцию от рецепторов, но и сам активно участвует в процессе формирования вкусовых ощущений. Важно понимать, что во вкусной еде вкуса ничуть не больше, чем цвета в цветастом предмете. Цвет возникает благодаря различной длине волн, отраженных от объекта, а наш мозг преобразовывает их в цвет и придает ему смысл, влияющий на поведение. Аналогичным образом и запах – ключевой компонент вкусовых ощущений – существует лишь в виде отличий между молекулами; наш мозг преобразовывает эту разницу в схемы и совмещает их со вкусами и информацией, поступающей от иных органов чувств, создавая запахи и вкусовые ощущения, влияющие на восприятие пищи.

Из осознания того, как именно мозг преобразовывает получаемую информацию, и складывается новая наука о вкусе. В 2006 году, после публикации упомянутой ранее статьи о том, что человеческое обоняние куда острее, чем нам кажется, я обозревал статьи о самых разных исследованиях из многих сфер научного знания, так или иначе связанных с формированием нового видения роли мозга в восприятии вкуса, для специального выпуска журнала Nature под названием «Суть природы». Мне нужен был термин, который обобщал бы эти разрозненные сферы науки в единую дисциплину о вкусе. Тогда мне и пришло в голову слово «нейрогастрономия», и теперь именно так я и буду ее называть. К уже существующему термину «гастрономия», который был придуман древними греками для обозначения хорошего питания и образа жизни, а затем популяризирован во Франции в начале XIX века, добавляется греческого же происхождения слово «нейро», подчеркивающее отношение новой науки к мозгу. Иные сферы науки сначала изучают еду и лишь затем рассматривают то, как она стимулирует чувства. Нейрогастрономия начинается с мозга и в первую очередь изучает то, как он формирует ощущения от пищи.

Судя по всему, создание новой науки пришлось ко времени. За последние несколько лет роль запаха в формировании вкусовых ощущений и то, как он попадает к рецепторам через носоглотку, стало куда более востребованной темой для исследований. В то же время роль запаха по-прежнему остается тайной для подавляющего большинства людей. Всякий раз, обсуждая с коллегами это новое направление исследования – ретроназальное обоняние и его роль в формировании вкусовых ощущений, – я испытываю оторопь, когда они искренне удивляются тому, что мы чувствуем вкус на выдохе и что не все вкусовые ощущения связаны со вкусом как таковым. Как мы можем высказывать свое мнение о еде и ее питательности, гурманстве, кулинарии, фастфуде и ожирении, если большинство даже не подозревает о первостепенной роли запаха в формировании вкусовых ощущений? Когда вкусовые ощущения не признаются одним из ключевых факторов, влияющих на нашу повседневную жизнь, а люди знать не знают о том, что зоны мозга, заставляющие нас облизываться при виде любимого блюда, в других ситуациях пробуждают в нас жажду насилия и злоупотребление наркотиками? Очевидно, час настал, и в XXI веке нам предстоит заново открыть для себя мозг и то, как он создает запахи и вкусовые ощущения.

Часть I

Носы и запахи

Рис.4 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

Глава 1

Революция запаха и вкуса

Однажды я познакомился с мужчиной из Дании, который провел с друзьями неделю в парке Disney World во Флориде.

– Как провели время? – спросил я у него. – Вам понравилась американская культура?

– Еще как, – ответил он. – Мы отлично отдохнули.

Моя жена – датчанка; прекрасно зная, что датчане крайне щепетильно относятся к пище, я шутливо поинтересовался: «Понравилось вам целыми днями есть одни гамбургеры да хот-доги?»

– Мы их даже не пробовали, – услышал я в ответ.

– Чем вы там вообще питались? – спросил я.

– Мы привезли с собой недельный запас ругбрёда[16], салями и сыра из Дании. Мы даже прихватили немного копченого угря.

Патриотизм – это тоска по блюдам родной кухни.

Полагаю, их недельный запас продуктов был невероятно тяжелым; я и сам, возвращаясь из Старого Света, чемоданами возил датский ругбрёд через Атлантический океан. Его насыщенный терпкий аромат и упругая текстура уникальны. Не менее уникальным вкусом обладают соленое, мясистое датское салями с привычным мне сыром хаварти с укропом. Для меня эти продукты лишь часть моей приобретенной личности, пробуждающейся, когда я попадаю в Данию, а вот для моих датских друзей эта пища является частью исконного быта.

* * *

Пример моих знакомых в очередной раз доказывает правдивость старой поговорки: «Патриотизм – это тоска по блюдам родной кухни». Так выглядит преданность родной стране, проявляющаяся через пристрастие к знакомым с детства вкусам.

Во время Олимпийских игр, когда спортсмены представляют свою страну, они выступают и во имя вкуса родной еды. Даже в наш век глобализации, когда повседневный рацион может состоять из традиционных блюд любого государства (в Лос-Анджелесе популярны суши, в Нью-Йорке – итальянская паста, а в Париже можно поесть в «Макдональдс»), для каждого из нас вкус пищи, на которой мы выросли, навсегда остается частью национальной идентичности. Отправляясь в отпуск в дальние страны, мы пару раз едим блюда местной кухни и начинаем тихо скучать по бургерам, рыбе с картошкой фри, суши, лазанье или прочей привычной еде. Я люблю вкус сои, но, попав в Японию, уже через несколько дней захотел чего-нибудь привычного. Грета раздобыла маленькие коробочки хлопьев для завтрака и холодное молоко, и я смог насладиться своим обычным утренним рационом.

Я понимаю, как много для нас значат полюбившиеся вкусы. Но мне кажется невероятным и несколько печальным, что большинство людей понятия не имеют о том, что аромат играет ключевую роль в формировании вкусовых ощущений и что самым важным для вкуса является именно запах пищи, который мы ощущаем на выдохе, когда жуем. Не многие знают о новейших исследованиях, доказавших, что запахи формируют в нашем мозге схемы активности, так называемые образы запаха, и именно они лежат в основе восприятия вкусовых ощущений. Образы запахов являются скрытым фактором, оказывающим существенное влияние на удовольствие, получаемое от пищи; они же отчасти повинны в проблемах со здоровьем, возникающих при бесконтрольном потреблении вредной пищи. Если мы будем понимать первостепенную роль обоняния, мы сможем избежать многих проблем и сделать жизнь куда более приятной.

Для того чтобы в полной мере осознать важность механизма ретроназального обоняния в нашей повседневной жизни, нам нужно вернуться в прошлое и изучить историю некоторых идей, уходящих корнями в Древнюю Грецию.

* * *

Большинство людей не воспринимают обоняние всерьез. Такое отношение сложилось еще во времена Аристотеля. Рассматривая органы чувств в своем труде «О душе»[17], он отметил, что «наше обоняние менее острое, чем у прочих живых существ, и является наименее развитым из наших чувств».

С тех пор прошло две с половиной тысячи лет, но многие и по сей день продолжают принимать его слова на веру. Если вы оказались в их числе, спешу заверить – вы далеко не одиноки в таком заблуждении. Как и большинство людей, вы наверняка получаете удовольствие от приятных запахов: хороших духов, ароматных цветов или стейка, скворчащего на гриле, – и морщитесь от запахов неприятных: вони немытого тела, «ароматов» в туалете и грязного воздуха. Вполне возможно, что ваш интерес к возможностям обоняния этим и ограничивается.

Может показаться, что запахи менее важны, чем зрительные или звуковые ощущения. Обоняние кажется блеклым и несущественным в сравнении с прочими видами восприятия, но лишь до тех пор, пока человек не лишается его в результате несчастного случая или инфекции. В своей книге «Вспоминая запахи: история об утрате – и возвращении – первобытного чувства восприятия»[18] Бонни Блогетт подробно описывает катастрофические последствия утраты вкусового восприятия. В таких случаях неспособность чувствовать вкус по большей части обусловлена именно утратой ретроназального обоняния. Вкусовое восприятие и обоняние важны, но можете ли вы представить человека, который, будучи поставлен перед выбором утраты одного из чувств, отказался бы от зрения или слуха вместо обоняния? Очевидно, что именно возможность видеть и слышать являются самыми жизненно важными видами восприятия, без которых невозможны полноценная жизнь и общение.

В то же время суть проблемы искажается в корне неверной постановкой вопросов. Какие факторы влияют на наше повседневное поведение? От какого вида сенсорной информации, поступающей в наш мозг, зависит ежедневное качество нашей жизни и как она влияет на принимаемые нами решения, связанные со здоровьем, взаимодействием с окружающими нас людьми, выбором питания и партнера? Если мы будем ориентироваться только на самые «очевидные» из наших впечатлений, то многого лишимся. Запахи и есть одни из тех неочевидных, но крайне важных факторов, которые управляют нашей жизнью.

* * *

Как уже упоминалось во вступлении, истинная значимость обоняния подтверждается исследованиями во многих сферах научного знания. В совокупности эти изыскания показывают, как обоняние и неотделимая от него способность воспринимать вкус сопряжены с неожиданно высокой активностью человеческого мозга. Интересны эти труды как широкой аудитории, так и специалистам, потому что раскрывают и позволяют лучше понимать биологическую суть человека. Сегодня многие исследователи осознали, что восприятие запахов является одним из наиболее увлекательных и перспективных векторов изучения головного мозга. Их интригуют механизмы этой системы восприятия, которая, вполне вероятно, поможет нам разгадать многие тайны человеческого тела. Десятилетия тому назад к такому же выводу пришел врач и писатель Льюис Томас: «Полагаю, мы сможем достаточно точно предположить, сколько столетий уйдет на развитие биологической науки, если вычислим, сколько времени уйдет на комплексное понимание восприятия запаха. Проблема эта может показаться недостаточно значимой, чтобы от ее решения зависело развитие всех естественных наук, но в ней скрыты фрагменты ответов на все загадки».

Считается, что человеческое обоняние слабое, но на деле оно весьма чувствительное, правда сравнивать его, например, с собачьим нет смысла: оно отличается качественно.

Одной из этих загадок является механизм, позволяющий мозгу формировать вкусовые ощущения на основе запаха.

Текущие исследования уже показали, что человеческое обоняние значительно острее, чем мы привыкли считать. Вопреки устоявшемуся мнению о том, что человеческое обоняние слабое и рудиментарное, на деле оно достаточно чувствительное. Некоторые исследователи даже предполагают, что люди и родственные им приматы являются своего рода «сверхнюхачами» животного мира. Таким образом, настало время отдать должное этому недооцененному чувству и положить конец исторически сложившемуся пренебрежению к его роли в нашей жизни. Цель этой книги – продемонстрировать истинную силу человеческого обоняния, проявляющуюся в формировании наших вкусовых ощущений.

ВКУС КАК ДВИЖУЩАЯ СИЛА ИСТОРИИ

Несмотря на пренебрежительное отношение Аристотеля к значимости обоняния, последнее отвоевало свои позиции благодаря важной роли в формировании вкусовых ощущений, которые, в свою очередь, оказали немалое влияние на развитие человечества в те или иные моменты истории. В своей книге «Нация фастфуда: темная сторона американской кухни»[19] Эрик Шлоссер открыто отводит обонянию первостепенную роль в формировании вкусовых ощущений: «По сути, вкус – это в первую очередь запах летучих частиц, выделяемых тем, что вы только что положили в свой рот». Он особо отмечает поистине магическое воздействие вкусовых ощущений на человека:

«История практически не уделяет внимания человеческой жажде вкусовых ощущений. Тем не менее благодаря торговле специями строились империи и исследовались неведомые земли; под ее влиянием менялись великие религии и философские течения. В 1492 году Колумб отправился в свое великое путешествие именно ради приправ. По сей день вкус играет огромную роль на мировом рынке. Взлет и падение корпораций, производящих газированные напитки, закуски, и сетевых империй фастфуда – их судьба зависит именно от вкуса продукции».

Целью великого путешествия Христофора Колумба было не доказательство теории круглой земли, а поиск более простого пути к специям и вкусовым ощущениям, которые они дают.

Получается, что вкус в течение многих столетий не рассматривался как движущая сила истории, а запах, в свою очередь, не рассматривался как ключевая составляющая вкусовых ощущений. Это кажется невероятным, особенно если учесть, что растительные приправы и специи являлись неотъемлемой частью кухни Рима более двух тысяч лет тому назад. Приведенная выше цитата подчеркивает, что в поисках новых вкусовых ощущений и ароматов человечество освоило путешествия на огромные расстояния и создало новые торговые пути. Многие упускают тот момент, что за тысячу лет до того, как Марко Поло «открыл» Китай, торговый путь Римской империи, проложенный ради специй, растянулся от берегов Средиземного моря до Поднебесной и южнее, до берегов Тихого океана – благодаря этому жизнь населения Южной Европы скрашивалась блюдами, сдобренными специями из далеких краев. Целью великого путешествия Христофора Колумба было не доказательство теории о круглой земле, а поиск более простого пути к специям и вкусовым ощущениям, которые они дают.

Путешественники XVI и XVII веков уплывали за горизонт не только в поисках золота, но и в надежде захватить контроль над поставками и производством специй. Для достижения этих целей люди творили поистине чудовищные вещи, которые по сей день остаются черными страницами человеческой истории. Впрочем, у этих обстоятельств есть и положительная сторона – отмечается, что развитие морских маршрутов в XVIII и XIX веках, по которым быстрые суда-клиперы поставляли специи и чай из Индии и Индонезии, вероятно, заложило фундамент становления Британской империи, а вслед за этим – и формирование крупнейших мировых держав и их экономики в XIX и XX веках. Мы унаследовали и видоизменили эти торговые пути, охватывающие весь земной шар, и теперь они открыли путь к источникам нефти, а также позволили капитализму прошлых веков выйти на абсолютно новый, глобальный уровень.

Контраст между исторически сложившимся мнением о незначительности вкуса и запаха и объективной реальностью очевиден – в повседневной жизни люди придают им очень большое значение. Эти недооцененные чувства через наши повседневные потребности влияют в том числе и на экономические силы, способствуя таким образом развитию общества.

В этой книге вы узнаете, почему запах и вкусовые ощущения, получаемые нами от пищи, так сильно влияют на человеческое поведение. Нынешнее понимание их роли сложилось далеко не сразу.

ПЕРВАЯ «ФИЗИОЛОГИЯ ВКУСОВЫХ ОЩУЩЕНИЙ»

Впервые на значимость запаха и его роль в формировании вкуса, который воспринимался как эквивалент вкусовых ощущений, обратил внимание Жан Антельм Брийя-Саварен. Рожденный в 1755 году, он был юристом, а впоследствии – мэром города. Во время Французской революции был вынужден покинуть Францию и провел два года в США. После победы над якобинцами в 1796 году вернулся во Францию и стал судьей при правительстве Наполеона. На новой должности у него было куда больше свободного времени, и он наконец-то смог посвятить себя самой большой страсти – вкусной еде или гурманству. Незадолго до смерти в 1826 году он опубликовал свои соображения о пище в книге, которая называлась «Физиология вкуса, или Трансцендентная кулинария; теоретическая, историческая и тематическая работа, посвященная кулинарии Парижа профессором, членом нескольких литературных и ученых сообществ»[20].

Из вычурного названия очевидно, что эта книга не являлась сугубо научным трудом. Тем не менее она заслуженно стала классическим трудом благодаря тому, как тщательно и комплексно рассматриваются в ней всевозможные грани наслаждения пищей и как хорошо короткие очерки иллюстрируют зависимость человеческого общества от социальных взаимодействий, возможных только при совместном приеме пищи. Отчасти популярность книги связана с литературным талантом автора; именно благодаря его стилю и наблюдательности у нас есть прекрасные выражения:

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты»

и

«Открытие нового блюда важнее для счастья человечества, чем открытие новой звезды».

Наибольший интерес в его труде для нас представляет страсть к раскрытию физиологических и психологических механизмов, отвечающих за восприятие вкуса. В книге он ассоциируется не со вкусом как таковым, а с его сочетанием с запахом, то есть с тем видом восприятия, который мы называем вкусовыми ощущениями. Брийя-Саварен признавал, что запах играет ключевую роль в формировании вкуса и вкусовых ощущений:

«Я вынужден признать первостепенную важность обоняния и его огромный вклад в наше восприятие вкусов; из множества прочитанных мной книг я еще ни разу не встречал той, в которой автор в должной мере оценивал обоняние.

Что до меня, я не только уверен в том, что без участия обоняния невозможно полноценно почувствовать вкус, более того – мне хочется предположить, что обоняние и восприятие вкуса являются, по сути, частями единого чувства».

Брийя-Саварен, подчеркивая исключительную важность запаха, к сожалению, не отделял вкус как одно из чувств от «вкуса» как совокупности восприятия вкуса и запаха. Именно для дифференциации этих понятий мы называем первое вкусом, а второе – вкусовым ощущением. Тесная взаимосвязь между этими двумя чувствами долгое время скрывала от нас то, что именно запаху в ней отводится главная роль. Цель этой книги – распутать хитросплетение этих чувств и расставить их по местам.

Брийя-Саварен также отметил, что вкус и запах могут смешиваться лишь тогда, когда аромат находящейся во рту пищи попадает в заднюю часть ротовой полости и перемещается в полость носа посредством того, что мы сегодня называем ретроназальным трактом. Он не упоминал, что этот путь задействуется лишь при выдохе; зато придумал красочную аналогию для описания задней поверхности гортани, назвав ее «дымоходом» вкусового восприятия.

* * *

Прошло еще много лет, прежде чем научное сообщество признало, что вклад запаха в формирование вкусовых ощущений возможен благодаря ретроназальному тракту и выдыханию воздуха. В книге «Что знает нос» Авери Гилберт упоминает Генри Т. Финка, американского мыслителя, который в 1886 году опубликовал в журнале Contemporary Review статью под названием «Гастрономическая ценность запахов»[21]. В ней описывалось, как заглатывание пищи «проталкивает» ее запах вверх по задней стенке ротовой полости, через носоглотку и в полости носа; автор называл это «нашим вторым путем обоняния». Тем не менее на протяжении XIX и начала XX века исследования обоняния были сосредоточены на попытках разложить вдыхаемые запахи на несколько простых категорий, по аналогии с основными цветами. В ходе этих опытов обнаружилось, что запахов слишком много, их спектр слишком велик, а работа по их классификации не имеет никакого практического значения.

Роль ретроназального обоняния в формировании вкусовых ощущений была выделена как отдельный объект интереса лишь в 1982 году, благодаря статье психолога Пола Розина из Пенсильванского университета. Он отметил, что мы воспринимаем обоняние как одно чувство, в то время как его следует разделять на ортоназальное (на вдохе) и ретроназальное (на выдохе). Он провел серию экспериментов, доказывающих, что один и тот же запах воспринимается по-разному в зависимости от того, используется первый или второй вид обоняния. Подопытные, обученные различать запахи на вдохе, затруднялись с их распознанием в том случае, когда те подавались напрямую к задней стенке полости рта.

Один и тот же запах может восприниматься по-разному в зависимости от того, какой вид обоняния используется: на вдохе или на выдохе.

Говоря о «нюхе», мы чаще всего подразумеваем ортоназальное обоняние, и это далеко не случайность. Оно дает доступ к огромному множеству стимулов: благодаря ему мы принюхиваемся к аромату еды, особенно той, что еще готовится; оцениваем богатство винного букета; нюхаем цветы и духи; погружаемся в мистическую атмосферу с помощью благовоний. Им же мы воспринимаем социальные запахи: сладость дыхания любимого человека; запахи тела и пота; нестабильные химические соединения, содержащиеся в фекалиях и урине; молекулы феромонов, передающих информацию о половой принадлежности, половозрелости, территории и агрессивности. При вдохе мы можем почувствовать угрожающие, тревожные запахи, сигнализирующие о пожаре или утечке газа. Все эти функции обоняния раскрываются именно на вдохе, когда мы принюхиваемся и втягиваем в себя воздух, – говоря об обонянии, человечество испокон веков подразумевало только его ортоназальный аспект. Ретроназальное обоняние настолько отличается от ортоназального, что его и впрямь можно считать отдельным чувством. Во-первых, оно воспринимает запах изнутри, в полости рта – это единственное дистантное ощущение, работающее внутри тела. Во-вторых, благодаря его возникновению в полости рта его функционирование всегда сопряжено с работой других чувств, как правило, вкуса и осязания. Для запуска ретроназального обоняния пища должна находиться во рту, а значит, это обоняние сопряжено с подвижностью языка, челюстных мышц и щек – в отличие от «внешнего» обоняния и других дистантных чувств оно подразумевает физическую активность. Процесс жевания высвобождает из пищи молекулы запаха, которые переносятся по носоглотке к обонятельным рецепторам, расположенным в полости носа. К тому же ретроназальное обоняние, по сути, иллюзорно – нам лишь кажется, что оно работает в полости рта, там, где находится пища; на самом деле запах, конечно, воспринимается рецепторами в носу, куда попадает по обонятельному пути. Неудивительно, что мы так долго не понимали всей невероятности ретроназального обоняния.

Давайте поближе рассмотрим, как оно работает.

Глава 2

Собаки, люди и ретроназальное обоняние

Чтобы в полной мере оценить, насколько организм человека приспособлен к ретроназальному восприятию запаха, логично было бы провести параллели между нами и видом животных, зарекомендовавших себя настоящими чемпионами обоняния, – собаками, лучшими друзьями человека. Для начала нам надо разобраться, как строение обонятельных систем этого вида адаптировано под свои функции. Полагаю, ни для кого не станет сюрпризом, что строение собачьего носа – это настоящая мечта инженера. А как насчет носа человеческого? Неужели Аристотель был прав и мы ущербны? Нужно понимать, что нос собаки предназначен в первую очередь для обоняния внешнего, в то время как человеческий нюх наиболее остер при восприятии вкусовых ощущений. Следовательно, нос собаки создан преимущественно для ортоназального обоняния, а нос человеческий – для ретроназального; именно благодаря этому он является центральным элементом нейрогастрономии.

ЖИДКОСТНАЯ ДИНАМИКА ОДОРИРОВАННОГО ВОЗДУХА НА ВЫДОХЕ И ВЫДОХЕ

Гэри Сэттлз – профессор машиностроения в Пенсильванском государственном университете. Он специализируется на жидкостной динамике, которая изучает перемещение воздуха или воды, когда они проходят над крылом или проталкиваются через трубки. Эта сфера науки нужна не только для того, чтобы понимать принцип работы и проектировать эффективные крылья для самолетов, сопла реактивных двигателей и бытовые вентиляторы; благодаря ей работают устройства, которые втягивают воздух и анализируют его на наличие частиц, – такие устройства используются для поиска как взрывчатых веществ в контейнерах на грузовых кораблях, так и наркотиков в чемоданах. Его интерес к этим устройствам был настолько велик, что он решил изучить подобные процессы в природе и занялся исследованием носа собаки. Один из его последних проектов называется: «Аэродинамика собачьего обоняния при поисковых работах по обнаружению неразорвавшихся снарядов»[22].

Однажды я попал на лекцию Сэттлза, где он объяснял жидкостную динамику воздуха в собачьем носу. Он начал с рассказа о том, что исследование митохондриальной ДНК[23], извлеченной из окаменевших останков, подтверждает теорию о том, что собакообразные животные – в том числе волки, лисы, еноты, медведи, семейство куньих и шакалы – выделились в отдельную ветвь млекопитающих порядка 50 миллионов лет тому назад. Примерно в тот же период первобытные обезьяны, предки человека, выделились в отряд приматов. Как и другие млекопитающие, собакообразные животные втягивали и выдыхали воздух через нос при помощи дыхательных мышц легких, словно накачивая его кузнечными мехами. Следовательно, их обоняние должно было быть точнейшим образом синхронизировано с функцией дыхания.

Собачий нос идеально приспособлен для того, чтобы принюхиваться, то есть втягивать воздух и чувствовать витающие в нем запахи. Уникальность строения начинается с ноздрей. Если вы посмотрите на «пятачок» собаки, то увидите, что у ноздрей необычная форма: основное отверстие окружено мембранами – так называемыми крыловидными складками, – и от них вбок отходят изогнутые щели. Внешне собачьи ноздри похожи на лежащие на боку запятые. Когда собака нюхает землю, она втягивает воздух через центральные отверстия ноздрей, расширяя их при помощи мышц в крыловидных складках, а вот при выдохе задействуются другие мышцы, перенаправляющие ток воздуха в боковые щели. Система с расширением основных отверстий ноздрей дает одно огромное преимущество – она предотвращает смешивание выдыхаемого воздуха с вдыхаемым, одорированным. Чем ближе нос собаки к земле, тем важнее эта физиологическая особенность для ее обоняния. Вот как это описывает Сэттлз:

«Направление струй выдыхаемого воздуха <…> обусловлено формой “выпускного отверстия”, сформированного крыловидными складками и расширенными крыльями носа <…> Следовательно, внешняя часть ноздрей выполняет функцию устройства отклонения потока с изменяемой геометрией. Это дает сразу три преимущества: 1) предотвращает нарушение целостности источника запаха, перенаправляя выдыхаемый воздух вбок; 2) взбивает частицы, находящиеся рядом с источником запаха, потенциально выпуская продолжение одорированного следа; 3) при помощи направленных струй выдыхаемого воздуха закручивает окружающий воздух <…>, затягивает его с ростральной (находящейся прямо перед) точки точно к ноздрям. Этот “эжектирующий эффект”[24] <…> помогает обонянию; другими словами, это и есть “реактивное обоняние”».

Рис.5 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять
 Нос собаки предназначен в первую очередь для внешнего обоняния, а человеческий нюх наиболее остер при восприятии внутренних вкусовых ощущений.

Когда собака принюхивается, ее нос втягивает сферу воздуха диаметром около 4 дюймов (10 сантиметров), центр которой находится у ноздрей. Эта сфера называется пределом обоняния, в рамках которого собака улавливает даже низкую концентрацию одорированных молекул. Когда пес нюхает воздух, он делает глубокие, медленные вдохи и держит рот открытым, чтобы у обонятельных мембран в носу было достаточно времени на выявление одорированных частиц. Благодаря этому собаки, почуявшие запах добычи, «указывают» носом в ее направлении.

Чтобы обнаружить запах на земле, собака старается сократить предел обоняния до минимума; именно поэтому, взяв след, она практически утыкается носом в землю. Чем меньше предел, тем плотнее струи воздуха, а следовательно, выше и концентрация одорированных молекул. Сэттлз тщательно задокументировал движение потоков, которые собирались в центре основных отверстий ноздрей, а затем выбрасывались через боковые щели. Собаки обладают потрясающе гармоничной системой отслеживания запахов: восприятие усиливается подобно тому, как в центральной части сетчатки, фовеоле, усиливается острота зрения[25].

Система обоняния собаки работает почти как глаз человека: есть специальные, наиболее чувствительные к молекулам запаха (у глаза – к свету) области, где система концентрирует восприятие.

Сэттлз также проанализировал, как собаки используют свою обонятельную систему вместе со зрительной для изучения нового источника запаха. Сначала животное утыкается ноздрями в землю и идет по следу нарастающей концентрации запаха до тех пор, пока одорант не достигнет предельной концентрации и не начнет ослабевать. Затем продолжает обнюхивать землю вокруг источника, одновременно оценивая его визуально. На этом этапе у выдыхаемого воздуха своя роль – боковые струи раздувают частицы вокруг источника, поднимая маленькие облачка частиц почвы и одоранта, которые затем втягиваются в ноздри с вдыхаемым воздухом.

Стоит также отметить, что нос собаки не только является органом чувств, но выполняет и ряд моторных функций: 1) с его помощью собака передвигает элементы среды, высвобождая частицы запаха; 2) подвижный нос позволяет подстраивать положение ноздрей для захвата наибольшей концентрации запаха от источника; 3) разделение входящих и исходящих потоков одорированного воздуха способствует достижению баланса и предельной эффективности обоняния.

Типы запахов, привлекающих внимание собак, во многом зависят от расположения их обонятельного аппарата. У собак, как и большинства четвероногих сухопутных животных, голова находится достаточно близко к земле – уткнуться носом в землю естественно как для собак, так и для более крупных зверей. Перемещение на четырех ногах также подразумевает, что голова и бедра находятся примерно на одной высоте. Это напрямую влияет на социальные взаимодействия с представителями своего вида – когда две собаки здороваются, расположение носа позволяет обнюхивать не только голову нового знакомца, но и заднюю его часть. Именно поэтому для них естественно наличие одорантных меток с обоих концов туловища. В социальных ситуациях собаки также стараются минимизировать расстояние до источника запаха, вследствие чего их приветствие подразумевает достаточно тесный физический контакт. Интересный факт: собаки принюхиваются не только к запаху изо рта, чтобы узнать, что ела другая собака, но и к запаху мочи и кала, узнавая таким образом о прошлых, уже выведенных из организма порциях пищи. Обнюхивая друг друга сзади, собаки также получают сведения о гормональном статусе и фазе половой активности.

Пока что мы рассматривали исключительно внешнюю часть обонятельной системы. А что происходит внутри собачьего носа?

ВНУТРИ НОСА СОБАКИ

Почти у всех животных есть выступающий нос или морда, которая выдается вперед и находится между глаз; в ней располагаются пасть и полости с обонятельными сенсорами. У рыб, лягушек и рептилий эти полости имеют простое строение: молекулы запаха поступают к чувствительным клеткам вместе с водой (у рыб) или с водой и воздухом (у амфибий и рептилий). От мешочка с чувствительными клетками отходит длинный нервный отросток, соединяющий его с обонятельной луковицей, которая, в свою очередь, соединена с головным мозгом. У аллигатора такая длинная морда, потому что в ней размещаются зубы верхней челюсти, предназначенные для дробления добычи, а не потому, что у него крупная, вытянутая носовая полость.

Более 200 миллионов лет тому назад, когда млекопитающие только выделились в отдельное царство, оно предположительно состояло из мелких животных, напоминающих современных мышей или крыс. Их носы стали одним из важнейших элементов адаптации к сухопутной жизни. В отличие от морды аллигатора, их вытянутые мордочки были именно носами – внутри них до самого кончика растянулась удлиненная носовая полость.

У современных млекопитающих, в том числе собак, обонятельные рецепторы сосредоточены в глубине носовой полости и, как правило, располагаются на извилистых костных формированиях, благодаря которым существенно расширяется сенсорная поверхность (рис. 2.1). Между ноздрями и обонятельными рецепторами находится потрясающий дополнительный орган – множество хрящевых складок, покрытых дыхательной оболочкой. В научной терминологии эти складки называются обонятельной раковиной и нижней носовой раковиной.

Рис.6 Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

Рис. 2.1. Голова собаки. Стрелки показывают движение воздуха по ортоназальному пути (при обнюхивании) и ретроназальному пути (при восприятии запаха пищи во рту). Обратите внимание на расстояние между полостью рта и обонятельными рецепторами в случае ретроназального пути

Виктор Негус, британский специалист по болезням уха, горла и носа, посвятил долгие годы ставшему классическим трактату о строении носов разных животных и их сравнении с носом человеческим. Он продемонстрировал, что хрящевая ткань является своего рода фильтром, как в кондиционере, и у нее три функции: нагрев, увлажнение и очищение. Нагрев вдыхаемого воздуха приводит его в равновесие с температурой воздуха в дыхательном тракте. Увлажнение вдыхаемого воздуха делает его таким же влажным, как и находящийся в дыхательном тракте. Очищение воздуха на вдохе убирает из него посторонние частицы, такие как пыль, дым и бактерии. Негус изучил многие виды животных и обнаружил, что у большинства из них в носу в том или ином виде присутствует фильтрующий аппарат. Но были и исключения – приматы, к которым относится и человек.

Мышцы ноздрей не только управляют тем, откуда забирается воздух, но и направляют поток внутри носа. При обычном дыхании воздух проходит по центральному пути, через фильтрующие хрящи. Когда животные принюхиваются, воздух перенаправляется в обход хрящевой массы, чтобы быстрее достигнуть обонятельной поверхности в глубине носовой полости, покрытой обонятельным эпителием, где и происходит восприятие запахов.

Когда собака активно принюхивается к некоему предмету, частота вдохов существенно повышается – с одного-двух в секунду до шести-восьми (у мелких грызунов, таких как мыши и крысы, частота вдохов может повышаться вплоть до десяти-двенадцати в секунду). Для человека такая частота дыхания попросту недосягаема – вы можете попробовать и лично убедиться, что возможно сделать не более четырех кратких вдохов в секунду.

Когда мелкие животные вроде мышей принюхиваются, они успевают втянуть воздух до 10‒12 раз в секунду.

Несмотря на все улучшения, направленные на усиление ортоназального обоняния, на иллюстрации видно, что ретроназальный обонятельный путь, протянувшийся от ротовой полости вверх, по носоглотке, длинный и достаточно узкий. Судя по всему, обоняние собаки предназначено преимущественно для ортоназального восприятия запаха. А как насчет людей?

ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО НОСА

В процессе эволюции человек стал прямоходящим, постепенно буквально возвысившись над пыльной окружающей средой и почвой. Вместе с прямохождением снизилась и периодичность контакта обонятельных клеток с инфекционными агентами. Сложная система очищения воздуха стала рудиментарной и постепенно выродилась, а вместе с ее исчезновением к рецепторам стали попадать те молекулы запаха, что раньше терялись в ее изгибах. У большинства млекопитающих обонятельный эпителий занимает немалую площадь; обонятельная система человека же адаптировалась к более низкой нагрузке на рецепторы запаха, пропорционально уменьшив объем обонятельного эпителия. В итоге мы лишились вытянутой морды и практически всей системы очистки воздуха и остались при своих относительно компактных носах с небольшими внутренними полостями.

Несмотря на логичность изложенной выше гипотезы, она, как и многие другие эволюционные механизмы, носит спекулятивный характер. Другая версия гласит, что форма носа человека связана не столько с ослабевающим обонянием, сколько с уменьшением верхней и нижней челюстей по мере того, как приматы и доисторические люди адаптировались к рациону из менее грубой пищи.

Эти изменения строения позволяют предположить, что выступающая часть носа может быть пропорционально уменьшена в размере и сложности без понижения количества одорированных частиц, достигающих обонятельного эпителия. Общепризнанная теория гласит, что благодаря укорочению морды глаза смогли сдвинуться вперед и расстояние между ними сократилось, обеспечивая более эффективное стереоскопическое зрение. Предполагается, что благодаря этим изменениям зрение вышло на первый план, фактически заняв место обоняния; это является наиболее популярным объяснением нашего «слабого» нюха. И только теперь, когда важность ретроназального обоняния человека получила должное признание, эта гипотеза утратила состоятельность. Новое видение предполагает, что ослабление ортоназального обоняния не играет особой роли; действительно важным является сообщение полости носа с задней частью полости рта и сопутствующее усиление у человека ретроназального обоняния.

Сравнение собаки и человека показывает, насколько отличаются наши виды в этом аспекте. Собаки обладают сложным аппаратом очистки воздуха для ортоназального обоняния и длинной трубкой носоглотки, соединяющей полость носа с зевом для обоняния ретроназального. У человека же ортоназальное обоняние идет через короткую носовую полость, а ретроназальное – через короткую же носоглотку (рис. 2.2). Именно носоглотка проводит запахи от находящейся в полости рта пищи к обонятельным рецепторам в носовой полости. Эта особенность физиологии человека доказывает, что мы куда лучше приспособлены для ретроназального обоняния, чем собаки и иные млекопитающие.

1 Nature Insight.
2 Садовая овсянка – птица из рода настоящие овсянки семейства овсянковые.
3 «Tak! Mange tak!» – «Спасибо! Огромное спасибо!» (дат.).
4 Chemical Senses Program.
5 National Institute for Deafness and Other Communication Disorders.
6 National Science Foundation.
7 National Aeronautics and Space Administration.
8 National Institute on Aging.
9 National Institute for Drug Abuse.
10 Naval Medical Research Laboratory.
11 McGee, Harold On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen. Scribner, 2004.
12 This, Hervé. Molecular Gastronomy: Exploring the Science of Flavor. Columbia UP, 2005.
13 В русском языке «умами» иногда переводят как «мясной вкус».
14 Shepherd GM (2004) The Human Sense of Smell: Are We Better Than We Think? PLoS Biol 2(5): e146. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0020146.
15 Gilbert, Avery. What the Nose Knows: The Science of Scent in Everyday Life. Crown/Archetype, 2008.
16 С датского rugbrød – датский ржаной хлеб.
17 «De Anima» (лат.).
18 Blodgett, Bonnie Remembering Smell: A Memoir of Losing – and Discovering – the Primal Sense. Houghton Mifflin Harcourt, 2010.
19 Schlosser, Eric Fast Food Nation: The Dark Side of the All-American Meal. Houghton Mifflin Harcourt, 2001.
20 Brillat-Savarin Jean Anthelme. Physiologie du gout, ou Meditations de Gastronomie Transcendante; ouvrage théorique, historique et a l’ordre du jour, Dédiée aux Gastronomes parisiens, par un Professeur, membre de plusieurs sociétés litteraires et savants (фр.).
21 Fink, Henry. “The Gastronomic Value of Odours”, The Contemporary Review 50 (November 1886), 680.
22 The Aerodynamics of Canine Olfaction for Unexploded Ordnance Detection.
23 Это особый вид ДНК, заключенный в форму кольца (в отличие от обычной двуспиральной ДНК) и находящийся в митохондриях, а не в ядре клетки (в отличие от обычной ДНК).
24 Эффект эжекции заключается в том, что поток с более высоким давлением, движущийся с большой скоростью, увлекает за собой среду низкого давления.
25 Это обусловлено высокой плотностью зрительных рецепторов в данной зоне.
Читать далее