Как мозг запоминает и классифицирует запахи
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
Когда ученые обсуждают питание наших предков, речь чаще всего идет о выживании и почти никогда — об удовольствии. В книге «Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Марией Елиферовой, эколог и эволюционный биолог Роберт Данн и антрополог Моника Санчес рассказывают, какую роль в эволюционной истории человечества сыграла тяга к приятным вкусовым ощущениям. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о врожденной тяге к ароматам и о том, как мы запоминаем и классифицируем запахи.
Ключевой вопрос при рассмотрении роли запахов в человеческой эволюции состоит в том, существуют ли ароматы, к которым люди испытывают врожденное влечение или по крайней мере некоторую предрасположенность. Свиней тянет к трюфелям, а к чему тянет людей? Этого никто не знает.
Возможно, какие-то ароматы, связанные с жареным мясом, оказавшимся во рту первых людей, были настолько же инстинктивно привлекательны для них, как и аромат трюфелей для свиней. Или, возможно, наш мозг подготовлен к тому, чтобы учиться любить подобную пищу, однако не запрограммирован любить ее. Гарольд Макги, автор книги «О еде и кулинарии», отмечает, что общая особенность самой разной еды, которая нравится шимпанзе, гориллам и людям, состоит в том, что у нее обычно очень сложные ароматы. Недавние Andreas Keller and Leslie B. Vosshall, «Olfactory perception of chemically diverse molecules,» BMC Neuroscience 17, no. 1 (2016): 55.
Одни ароматы, подобно аромату трюфеля, сложны от природы. Другие становятся сложными в результате обработки пищи в соответствии с культурными традициями. Приготовление мяса — это один из способов взять из природы нечто с простым ароматом и придать ему сложность. При умеренных температурах приготовления мяса химические вещества, придающие ему аромат, образуются в результате химических реакций, когда белки, жиры и кислоты, высвобождаемые из мышечных клеток, вступают в различные комбинации, распадаются и попадают в воздух. Мясо начинает пахнуть фруктами, цветами, травой и орехами. Но при высоких температурах происходит еще нечто совершенно иное, причем не только с мясом, но и с овощами. При высоких температурах вкус приготовленной пищи преобразуется в результате химических реакций в ходе процесса настолько волшебного, что он удостоился отдельного названия — «реакция Майяра».
Реакция Майяра была Как сказал нам один повар: «Каждый может получить Нобелевку, но только один человек дал свое имя процессу, который улучшает вкус пищи». Подрумянивание происходит быстрее, если повысить pH приготовляемого продукта (сделать его более щелочным). Поэтому немецкие соленые крендели (Laugenbretzeln) перед выпеканием обрабатывают содой. Подобная реакция происходит в топленом молоке. Например, при высоких температурах лактоза в молоке взаимодействует с белками и придает ему аромат ириски. Эти ароматы можно получить, если смазать молоком пирожки перед выпеканием.
Каждые несколько лет обнаруживаются новые продукты этой реакции. Похоже, исследователям предстоит открывать их еще многие годы; огонь и ферментация — умелые иллюзионисты, скрывающие тайны своих лучших трюков. Сложность и богатство ароматов характерны для мяса, приготовленного различными способами, но они также характерны и для тех природных продуктов, которые сформировались в ходе эволюции, чтобы привлекать животных и быть ими съеденными, например плодов. Из приготовленной говядины выделено более 600 ароматов. Тем не менее с этой сложностью способна потягаться сложность ароматов плодов и плодовых тел грибов, таких как трюфели. В запахе спелой земляники Brian Farneti, Iuliia Khomenko, Marcella Grisenti, Matteo Ajelli, Emanuela Betta, Alberto Alarcon Algarra, Luca Cappellin, Eugenio Aprea, Flavia Gasperi, Franco Biasioli, and Lara Giongo, «Exploring blueberry aroma complexity by chromatographic and direct-injection spectrometric techniques,» Frontiers in Plant Science 8 (2017): 617.
***
Что мы знаем наверняка, так это то, что, несмотря на нашу врожденную склонность наслаждаться вкусом плодов, трюфелей и приготовленной на огне пищи, подобные предпочтения развиваются и уточняются благодаря научению. Способность носа и мозга совместно учиться любить богатство вкусов просто поразительна. Более того, человеческий мозг благодаря большим размерам словно самой природой предназначен для классификации огромного числа ароматов. Гордон Шеперд утверждает даже, что наш мозг приобрел большие размеры в последние несколько миллионов лет, чтобы лучше классифицировать окружающие нас виды растений и животных на основе их запахов, особенно тех, что связаны с пищей, а значит, и со вкусом.
Чтобы в этом убедиться, в порядке эксперимента возьмите листик мяты, разомните его между пальцами и поднесите к носу. А еще лучше положите в рот. Когда летучие химические соединения из растения, такие как ментол, поднимаются в ваши ноздри, они попадают на комплекс колышущихся рецепторов, которым они соответствуют, и возбуждают их. Эти соединения как бы касаются клавиш биохимической клавиатуры носа. От рецепторных клеток в мозг посылается сигнал — электрохимическое сообщение, которое зажигает в вашем мозге карту. Эта карта расположена на поверхности вашей обонятельной луковицы. И это действительно похоже на карту, в буквальном смысле слова — ее даже можно увидеть с помощью методов нейровизуализации. Она выглядит как последовательность звездных вспышек, эдакие когнитивные «созвездия» — констелляции нейронов, — в которых светящиеся группы нервных клеток обонятельной Когда на обонятельный эпителий приходит сложная природная смесь запахов, активируется несколько типов рецепторных клеток и затем несколько типов митральных клеток обонятельных луковиц. Разные клетки «вспыхивают» электрической активностью разной силы и в разных участках обонятельной луковицы , появляется своеобразный «узор» запаха. Этот узор можно назвать и картой. Для каждого запаха этот узор (или карта) будет уникальным. — Прим. науч. ред.
Линда Бак, описавшая работу обонятельных рецепторов в Бак и Аксель выяснили, что в мозге человека на одну молекулу пахучего вещества реагирует сразу несколько рецепторов, причем одни слабее, другие сильнее, что помогает мозгу различать запахи. Распознав коды, которые получает мозг, когда реагирует на тот или иной запах, авторы создали подобие карты обонятельной системы. — Прим. ред.
Мы еще только начинаем понимать, как все это работает. Поэтому проще всего описать эти механизмы с помощью метафор (метафор, выдающих неопределенность наших знаний). На клавиатуре обонятельных рецепторов каждое соединение набирает (активирует) специфический комплекс рецепторов, а следовательно, создает свой код. Разные соединения запускают разные коды, что, в свою очередь, приводит к образованию определенных «созвездий» — возбужденных нейронов в обонятельной луковице. Сочетание разных соединений, вроде тех, которые обнаруживаются в трюфелях, землянике или поджаренном беконе, приводит к объединению «созвездий». Однако подобно тому как братья Райт не стали проводить первое испытание своего самолета во время урагана, нейробиологи не начинают исследования со сложных композиций. Больше всего мы знаем об отдельных изолированных соединениях. Но даже для того, чтобы просто представить себе отдельные соединения, нам понадобится еще одна метафора, описывающая то, что происходит в мозге в ответ на сигналы, поступающие от обонятельных рецепторов, — метафора библиотечного каталога.
Исторически сложилось так, что, когда библиотеки начали разрастаться, им понадобились системы расстановки книг. Были изобретены различные системы, но самые популярные из них предлагали расставлять книги на полках по темам. Затем можно было обратиться к картотеке и поискать в пределах данной темы конкретное наименование. Чем крупнее становились библиотеки, тем больше в пределах каждой темы появлялось подразделов. В теме «Травы» появился подраздел для мяты, а в нем, в свою очередь, подразделы для мяты кудрявой, мяты луговой и мяты перечной. Нечто подобное происходит в нашем мозгу с ароматами. Когда мы запоминаем ароматы, каждый из них становится тематическим разделом в нашей мысленной картотеке, а воспоминания, связанные с этим запахом, — это книги по данной теме. Но как разные библиотеки могут использовать разные темы для классификации какой-нибудь книги, точно так же два человека могут использовать разные темы для классификации одного и того же запаха. Недавно Роб принес особо вонючий рассольный сыр из буйволиного молока на занятие, чтобы студенты могли его понюхать и попробовать. Один из студентов, Захария Анг, сказал, что сыр пахнет контактным зоопарком. То есть для него запах сыра попал в категорию «контактный зоопарк». Другой студентке, Натали Мей, запах сыра напомнил печенье Cheez-It. Для нее он оказался частным случаем «печенья Cheez-It». Но если бы эти двое студентов продолжали нюхать сыры, похожие на тот, который принес Роб, у них могла бы появиться новая категория, например «вонючие сыры». Волшебная библиотека мозга способна создавать новые полки для новых тем в случае необходимости. В общем, чем чаще вы нюхаете похожие запахи или ощущаете вкусы, в состав которых они входят, тем больше у вас появляется «книг» об этих запахах и тем более тонкой будет классификация тем в вашей нейронной картотеке. Знатоки вин становятся экспертами отчасти благодаря тренировке своих «библиотек» и их пополнению в результате практики. В ходе этого процесса их сознание порождает еще более утонченные категории для ароматов и вкусов вин, хотя этих категорий никогда не бывает больше, чем существует обонятельных рецепторных кодов.
У каждого вида животных имеются свои библиотеки в мозге с собственными тематическими разделами, но это свойственно и каждой особи какого-либо одного вида. В этом отношении такие библиотеки — частные, а не публичные. Наша классификация запахов индивидуальна. Сомелье могут быть похожи в своей способности идентифицировать вина и все-таки, как указывает Гордон Шеперд в другой своей книге «Нейроэнология», очень слабо пересекаются друг с другом в том, как они классифицируют и описывают распознанные ими вина. Но в наших библиотеках запахов есть еще кое-что индивидуальное. Темы в них ранжируются от приятного до неприятного. По мере того как категории запахов наполняют наш внутренний мир, каж дая из них начинает ассоциироваться с определенным набором переживаний, а затем и воспоминаний. Каталожная карточка «Мята» с годами заполняется воспоминаниями об эмоциях, связанных с восприятием запаха мяты. Каждое из этих воспоминаний состоит из самого воспоминания, но также из эмоциональных переживаний, с ним связанных. Ваш мозг содержит оценку каждого запаха, который вам когда-либо доводилось почувствовать, нагруженную приятными или неприятными воспоминаниями. Эта оценка может быть похожа на оценку других людей, с которыми у вас имеется общий опыт, но никогда не бывает в точности такой же. Можно сказать, ваш мозг обладает собственной рейтинговой системой, в которой комментарии под каждым рейтингом каждого аромата пишутся с помощью ваших собственных переживаний.
Подробнее читайте:
Данн Р. Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми / Роб Данн, Моника Санчес ; Пер. с англ. [Марии Елиферовой] — М . : Альпина нон-фикшн, 2025. — 330 с.