Вы не гаджет. Манифест
Шрифт:
Запахи очень различаются, как и метод, которым мозг их воспринимает. Глубоко в носу, в глубине слизистой оболочки, находится кусочек ткани — обонятельный эпителий, — пронизанный нейронами, определяющими химические вещества. Каждый из этих нейронов содержит молекулы белка в форме чашечки, называемые обонятельными рецепторами. Когда определенная молекула попадает в подходящий рецептор, возбуждается нейронный сигнал, передающийся в мозг как запах. Молекула вещества, которая слишком велика, чтобы войти в какой-то рецептор, не имеет запаха. Число различимых запахов ограничено только числом обонятельных рецепторов, способных взаимодействовать
Все вышесказанное указывает на глубокое различие в базовой структуре чувств — различие, порождающее важные вопросы о том, как же мы мыслим, и, вероятно, даже о происхождении языка. Невозможно интерполировать две молекулы запаха. Запахи могут смешивать и создавать миллионы различных сочетаний, это верно. Однако существующие запахи невозможно разбить на несколько базовых единиц, «пикселей запаха» не существует. Можно выразить это так: цвета и звуки можно измерить с помощью линейки, но запахи нужно искать в словаре.
Для техника виртуальной реальности это досадно. Существуют тысячи основных запахов — гораздо больше, чем группка основных цветов. Возможно, однажды мы сумеем подсоединить провода к мозгу человека, чтобы создать иллюзию запаха. Но потребуется множество проводов, чтобы подсоединиться ко всем статьям в мозговом словаре запахов. С другой стороны, мозг должен иметь возможность организовать все эти запахи сам. Вероятно, на каком-то уровне из запахов вырисовывается некая картина. Возможно, «пиксель запаха» все же существует.
Я долгое время обсуждал эту проблему с Джимом Боуэром, компьютерщиком-неврологом из Техасского университета (Сан-Антонио), известным своими биологически точными компьютерными моделями мозга. Вот уже несколько лет Джим и сотрудники его лаборатории ищут подходы к пониманию «словаря запахов».
НЕ ЗАБЫВАЙТЕ, ЧТО ЗАПАХИ НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ, КАК ЗРИТЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ ИЛИ ЗВУКИ. ЧТОБЫ ОЩУТИТЬ АРОМАТ ЯБЛОКА, ВЫ ФИЗИЧЕСКИ ПРИНОСИТЕ СОТНИ ТЫСЯЧ МОЛЕКУЛ ЯБЛОКА В ВАШЕ ТЕЛО. ВЫ НЕ ОБОНЯЕТЕ ВЕСЬ ПРЕДМЕТ, ВЫ ЗАБИРАЕТЕ ЧАСТЬ ЕГО И СВЕРЯЕТЕСЬ СО СВОИМ СЛОВАРЕМ ЗАПАХОВ, ЧТОБЫ НАЙТИ СООТВЕТСТВУЮЩУЮ ССЫЛКУ.
Они предполагают, что обонятельная система организована далеко не так, как специалист по органической химии организует молекулы (например, по числу атомов углерода в каждой). Напротив, она скорее напоминает сложную систему взаимосвязи химических веществ в реальном мире. Так, многие химические вещества, обладающие сильным запахом, — вещества, которые раздражают обонятельные нейроны, — взаимосвязаны со многими стадиями разложения или созревания органических веществ. Оказывается, существуют три основных индивидуальных химических способа разложения, каждый из которых, похоже, вносит свой набор статей в мозговой словарь запахов.
Джим уверен, что для решения проблемы обоняния, т. е. чтобы быстро определять и различать компоненты сложного мира запахов, мозг должен был развить специфический вид нервной системы. По версии ученого, эта система
Запах — это синекдоха, часть взамен целого. Следовательно, запах требует поддержки других чувств — осязания, зрения, слуха, вкуса. Главное — ситуация: если поместить вас в ванную комнату, завязать глаза и дать понюхать хороший французский сыр, ваша интерпретация запаха будет совсем иной, чем в случае, когда вы знаете, что находитесь на кухне. Подобно этому, если вы видите сыр, вы будете вполне уверены, что обоняете сыр, даже находясь в уборной.
Сейчас Джим со своими студентами исследует обонятельные системы различных животных, чтобы получить доказательство того, что вся кора головного мозга сформировалась из обонятельной системы. Он частенько называет области мозга, связанные с обонянием, «старой фабрикой», поскольку они поразительно похожи у различных видов живых существ. Это позволяет сделать вывод о том, что данная структура имеет древнее происхождение. Поскольку для распознавания запахов часто требуется вклад других чувств, Джима особенно интересует вопрос, как именно этот вклад находит дорогу в обонятельную систему.
У рыб и амфибий (древнейших позвоночных) обонятельная система находится в непосредственной близости с мультимодальными областями коры головного мозга, в которых совмещена обработка сигналов от различных органов чувств. Это же характерно и для рептилий, однако в их головной коре есть и новые области, индивидуальные для каждого чувства. У млекопитающих сигналы, поступающие от органов зрения, слуха и осязания, проходят множество ступеней обработки, прежде чем попадают в область, где они налагаются друг на друга. Подумайте об обонянии как о центре города, а остальные системы чувств представьте пригородами, расширяющимися по мере развития головного мозга и в конце концов переросшими старый город.
Все эти рассуждения подвели Джима и меня к вопросу: существует ли связь между обонянием и языком, этим знаменитым продуктом коры головного мозга человека? Возможно, у параллели со словарем есть реальная физическая основа.
Обоняние, как и язык, состоит из записей в каталоге, а не из бесконечно изменяющихся структур. Более того, грамматика языка — это прежде всего способ встраивания словарных понятий в более широкий контекст. Возможно, грамматика языка коренится в грамматике запахов. Возможно, то, как мы используем слова, отражает глубокую структуру метода, с помощью которого мозг обрабатывает получаемую информацию о химических веществах. Мы с Джимом собираемся проверить эту гипотезу путем изучения математических свойств, появляющихся к ходе компьютерной симуляции неврологии обоняния.
Если это исследование будет успешным, оно сможет пролить свет на некоторые другие связи, замеченные нами. Оказывается, обонятельная система состоит из двух частей: одна определяет обычные запахи, а другая, система феромонов, — очень специфические, сильные запахи, выделяемые другими животными (обычно того же вида), связанные со страхом или спариванием. Однако изучению обоняния весьма далеко до получения полной картины, и ученые ведут ожесточенные споры о значении феромонов для человека.