Наша жизнь представляет собой непрерывную реакцию организма на поступающую информацию. Львиную ее долю поставляет зрение. А обоняние называют пятым чувством - после зрения, слуха, вкуса и осязания. Однако запахи имеют для человека, пожалуй, даже большее значение, чем информация от остальных органов чувств.
Сезон отпусков подходил к концу, а в одном из парижских универмагов оставался непроданным большой запас летних товаров. И тогда директор обратился за помощью к специалистам по запахам - одорологам. Те порекомендовали использовать в торговых залах аромат свежескошенного сена. Гранулы с этим запахом срочно разместили во всех отделах, где продавались товары для отдыха. И они пошли нарасхват. Через неделю владелец универмага вместо убытков подсчитывал прибыль: запах не подвел.
Можно привести десятки подобных примеров, но сами по себе они не объясняют тайну власти запахов над нами. Чтобы понять ее, начнем, как говорится, танцевать от печки, в данном случае - от носа, издавна считавшегося самым загадочным из всех органов чувств. Лишь сравнительно недавно исследователям удалось проследить сложные связи между носом, воспринимающим запахи, и другими органами.
Дело обстоит так. Обонятельная область находится в верхнем отделе полости носа. Воздух попадает туда, пройдя фильтр из реснитчатых клеток эпителия, которые задерживают мельчайшие частицы пыли и микроорганизмы.
Слизистая оболочка обонятельной ямки отличается от слизистой остальной поверхности полости носа от остальных органов чувств и цветом, и строением. В ее толще находится более 10 миллионов рецепторных клеток. Каждая из них по форме напоминает веретено с двумя отростками. Один - короткий, периферический - направлен к поверхности слизистой оболочки, другой - длинный, так называемый центральный - в головной мозг.
На концах периферических отростков есть утолщения с 10-12 очень подвижными тонкими волосками. Они сгибаются, выпрямляются, поворачиваются в разные стороны, отыскивая и улавливая молекулы пахучих веществ. На этих обонятельных ресничках расположены ре-цепторные участки, отличающиеся друг от друга своим строением, благодаря чему каждый Из них вступает в контакт только с определенными пахучими молекулами.
В результате этого контакта в рецепторной клетке рождается нервный импульс, который и устремляется по центральному отростку в мозг - в его височную долю, где находится высший отдел обонятельного анализатора. После обработки принятой информации в нем формируется ощущение того или иного запаха.
От анализатора разбегаются нервные пучки (их так и называют центробежными), которые связывают его с вегетативными ядрами, гипоталамусом, зрительным бугром и неко- торыми другими образованиями лим-бического комплекса. « В этих богатейших нервных связях обонятельного анализатора со многими структурами мозга, - подчеркивает профессор Е.С. Вельховер, - и кроется разгадка влияния различных обонятельных ощущений на функции организма».
Кстати, наш « нюхательный аппарат» обладает уникальной особенностью. Известно, что нервные клетки головного мозга не восстанавливаются. Однако ученые из Центра медицинских исследований при университете штата Нью-Йорк обнаружили исключение из этого правила. Оказывается, природа позаботилась о повышенной надежности нашего органа « пятого чувства» - очевидно, в силу его чрезвычайной важности для всего организма. Обонятельный нерв функционирует лишь 30-90 дней, а затем отмирает. Но к этому времени уже сформировался новенький нерв! Причем сам процесс их замены нисколько не влияет на чувствительность к запахам.
Нейробиолог Джеймс Швоб комментирует это открытие так: « В обонятельной системе постоянно повторяются такие процессы, которые характерны для головного мозга лишь на эмбриональной стадии развития, а именно - процессы зарождения и дифференциации нейронов. Если мы поймем механизм их регенерации, то получим бесценную информацию о том, как развивается мозг».
Что такое запах? Если задаться вопросом, сколько существует запахов, ответ должен быть таким: столько, сколько различных веществ и их комбинаций. У каждого вещества 74 свои летучие составляющие. Пахнут даже камни, в чем каждый может убедиться, если с силой ударит один камень о другой. Это подтверждает и « электронный нос» - лазерный прибор, анализирующий испарения твердых тел, переведенных в газообразное состояние. На такой сложнейший анализ требуется три секунды. А вот муха практически мгновенно отличает сахар от сахарина, анализируя, как установили исследователи, пространственное строение молекул запаха.
Люди давно догадывались, что запах - не что иное, как мельчайшие частицы вещества, попадающие в нос. Но каким образом человек различает запахи? Как нос понимает, что, например, пахнет подгоревшим молоком, а не хвоей? Как он различает бесконечные оттенки запахов? Взять хотя бы растительное масло. По запаху можно не только отличить соевое масло от подсолнечного, но и определить его происхождение: импортное (оно почти без запаха), или с городского маслозавода, или деревенское (самое пахучее).
С такой задачей справится почти любой человек. Но есть люди, которые различают в несколько раз больше запахов, чем другие. Таких гениев обоняния единицы. « Носы» - именно так уважительно называют дегустаторов-одорологов экстракласса. Особенно ценятся « носы» в парфюмерной промышленности. В восприятии запахов есть и свои бездарности, которым « медведь на нос наступил».
Вообще человеческий нос способен воспринять более 10 тысяч запахов. Но подавляющее большинст- во сигналов обонятельного анализатора отсылается в подсознание, и лишь незначительная часть одорологической информации воспринимается мозгом как важная. Второстепенная информация органов обоняния усваивается на подсознательном уровне, причем ее роль часто оказывается очень существенной, хотя человек может об этом даже не подозревать. Биологически важными запахами для любого живого существа всегда остаются запахи пищи, опасности, полового партнера, ребенка.
В принципе, каждый может натренировать свой нюх, чтобы расширить спектр различаемых запахов. Для этого есть специальные методики. Самая простая - специально обращать внимание на запахи. Как только вы начинаете фиксировать внимание на запахах, у вас начинает развиваться и соответствующая зона мозга.
Итак, пахучие молекулы воздействуют на рецепторы обонятельных ресничек. Но как это происходит? Видные специалисты в области стереохимии Р. Монкрифф и Дж. Эймур доказали, что все дело в форме молекулы. Ее восприятие молекулой рецептора подобно вхождению ключа в замок. Если они подходят друг к другу, происходит реакция « узнавания» определенного первичного запаха.
На основании этой теории ученые построили трехмерные модели « первичных» запахов. Молекула камфары, например, округлая, мускуса - имеет форму диска. Приятный цветочный запах вызывают пахучие молекулы сходной дискообразной формы, но с гибким хвостом, как у воздушных змеев. Прохладным мятным запахом обладают молекулы клинообразной формы. А эфирный запах обязан своим происхождением палочковидным молекулам.
А теперь проследуем за информационным импульсом из обонятельного анализатора, в головной мозг.
Когда речь идет о механизме процессов регуляции в организме, обычно его объясняют так: тот или иной орган посылает свой импульс, по нервным каналам в мозг, который в ответ отдает соответствующую командусигнал этому органу. А по поводу характеристик таких импульсов и сигналов обычно произносят стандартную фразу: « электрические по своей природе». Но это все равно, что в ответ на вопрос о содержании телеграммы сказать: « Она послана с помощью электрического тока». Главное в биоэлектрических сигналах, циркулирующих в организме, - спектр их частот. Именно они являются содержанием нервных импульсов, обеспечивающих согласованное функционирование различных систем и органов. Эти частоты можно назвать « словами» непрерывного « диалога», а то и « выступлений» участников « общего собрания» организма.
Обонятельный анализатор тоже активно участвует в « обмене репликами». Когда « ключ» (молекула пахучего вещества) попадает в « замок» (соответствующую ей молекулу рецептора), по нервным каналам следует электромагнитный сигнал строго определенной частоты. То, что он является электрическим, а не хими- ческим, было доказано в целом ряде опытов.
В апреле 1991 года американцы Линда Бак и Ричард Акселем из Международного института имени Говарда Хьюза при Колумбийском университете сообщили о своем открытии, ставшим одной из самых громких научных сенсаций последних лет: устройство обонятельных рецепторов запрограммировано генетически! Оказывается, существует целое семейство генов, в которых закодированы « индивидуальные инструкции» по устройству разнотипных рецепторов. Другими словами, природа заранее позаботилась создать разнотипные рецепторы для каждого из более чем 10 тысяч запахов, которые воспринимает человек. Образно говоря, это она изготовила 10 тысяч « замков» для 10 тысяч « ключей».
В мозге запаховые сигналы из обонятельного анализатора, попав в гипоталамус, приводят в действие « спусковой механизм», стимулирующий выработку различных гормонов. Впрочем, не исключено, что эти сигналы могут поступать прямо в центры эмоций, расположенные в височной доле. Главное, что в любом случае под влиянием запахов рождаются гормоны, которые влияют на наше эмоциональное состояние. Еще в древних медицинских трактатах отмечено, что аромат одних растений может возбуждать, бодрить, придавать силу и смелость, а других, наоборот, успокаивать, усыплять, вызывать тоску и тревогу у совершенно здоровых людей.
А вот любопытное свидетельство на сей счет современного исследователя Сергея Москалева: « Для транспорта я использую особый одеколон. Он надежно защищает меня от грязных и негармоничных вибраций. В свою очередь, окружающие меня люди, попадая в поле этого одеколона, также ощущают его благотворное воздействие, например, они перестают быть агрессивными… Если я нахожусь в троллейбусе и рядом стоит или сидит раздраженный и издерганный человек, то он, воспринимая успокаивающий запах, меняется на глазах: его состояние начинает улучшаться - взгляд теплеет, напряженные мышцы лица разглаживаются, рука уже не так судорожно сжимает поручень, голос приобретает мягкие оттенки».
Больше того, запахи влияют не только на психику, но и на сому - наше тело. Через гормональные механизмы они способны изменять ритм дыхания и пульс, накладывать свой отпечаток на зрительные, слуховые, вкусовые ощущения. Что касается вкуса, то каждый знает, как возбуждает аппетит вкусно пахнущая еда. Но достаточно подхватить насморк, блокирующий обонятельный анализатор, и та же самая пища кажется безвкусной.
Сбои и поломки в « нюхательном аппарате» могут вызывать и более серьезные последствия. Так, во время опытов крысы с удаленными обонятельными луковицами набрасывались на любое живое существо, которое сажали в клетку: мышь, лягушку, черепаху, даже крысенка, хотя нормальные особи лишь обнюхивали гостей. Лишившись обоняния, они проявляли немотивированную агрессию ко всему, что двигалось.
По схожести воздействия на че- ловека запахи делятся на несколько групп. Приятные - снижают кровяное давление и частоту пульса, вызывают чувство удовлетворения и высокую самооценку. Неприятные - повышают кровяное давление и частоту пульса, делают дыхание более частым и глубоким, провоцируют раздражение и недовольство собой. Сладкие и горькие - увеличивают работоспособность, мускусные - газообмен. Мятные, лимонные, розовые, напротив, уменьшают газообмен. К тому же ванилин, розовое и бергамотные масла нормализуют ритм дыхания.
Эти общие закономерности давно нашли практическое отражение в народной медицине, в которой есть рекомендации для различных жизненных ситуаций. Например, если нужно успокоиться, можно просто понюхать ромашку или герань. Кстати, про ромашку Авиценна писал: « Если нюхать ее свежую, она усыпляет». Запах герани помогает избавиться от головной боли, гвоздики - от зубной, левзеи - снять синдром похмелья. Подскочило давление - помогут валериана, ваниль, мелисса. Работу сердца усилит запах тополя и боярышника.
Японские ученые провели исследование, чтобы определить, какие запахи мобилизуют внутренние резервы организма, а какие помогают расслабиться и отдохнуть. Оказалось, что запахи лимона и эвкалипта возбуждают и увеличивают производительность труда, а лаванды и розмарина действуют успокаивающе. Студенты лучше справлялись с тестами, если аудитория периодически наполнялась ароматами мяты или ландыша. Запах ванили снимает стрессовое состояние, способствует расслаблению после сильного нервного напряжения. У программистов г количество ошибок уменьшалось на 20%, когда они вдыхали запах лаванды, на 33% - от запаха жасмина и на 54% - от запаха лимона. Кроме того, было установлено, что запах моря - соли и йода - может уменьшить чувство тревоги. А запах яблока, по данным американских исследователей, ускоряет решение задач на сообразительность.
Исходя из результатов подобных исследований, корпорация « Кадзима» установила 33 мощные системы для насыщения ароматами воздуха в административных зданиях и 250 аналогичных устройств меньшей мощности для офисов различных компаний. Причем « ароматическое меню» на день составлено таким образом, чтобы запахи не только подстегивали человека, но и периодически давали ему возможность расслабиться и немного отдохнуть. Подобная гуманность обусловлена прежде всего тем, что, как показали исследования ученых из Медицинского центра Джона Гопкинса и Дьюкского университета, при длительном воздействии одного и того же запаха он просто перестает вызывать соответствующую гормональную реакцию. Причина проста: обонятельные рецепторы теряют к нему чувствительность, поскольку их блокирует специфический белок-фермент.
Сергей Демкин
Правообладатель иллюстрации Getty
Утрата чувства обоняния лишает человека не только способности воспринимать запахи и ароматы. Она влечет за собой самые драматические последствия - какие именно, узнала корреспондент .
Ник Джонсон пробегает глазами по строчкам меню в кафе "Белый пес", представляющем собой нагромождение крошечных комнатушек и чуланчиков в университетском квартале Филадельфии.
"Эмпанады (пироги – Ред. ) с говядиной… Я бы не отказался от них. Но тушеная говядина для меня пропадет впустую. Я избегаю заказывать "фиш-энд-чипс" (рыба, жаренная в кляре и с картошкой-фри - Ред. ) - для меня вся жареная еда на один вкус. Пожалуй, я выберу тако (мексиканскую лепешку) с рыбой. Я знаю, что получу жар острых специй и чуть-чуть аромата ананаса, жгучий перец с авокадо - то, что позволит почувствовать что-то во рту".
Он заказывает тако, нам подают бочковое пиво. Оно называется Nugget Nectar (самородный нектар – Ред. ), его варят на местной ремесленной пивоварне, где Джонсон работал в течение последних 10 лет.
Когда-то пиво Nugget Nectar было его любимым. "Оно обладает прелестным балансом сладости и хмеля. Но теперь, – говорит он, и его лицо мрачнеет, - оно для меня - не более чем видимость своей прежней сущности".
Он может описать запахи пива – аромат сосновой хвои, цитрусовых, грейпфрута. Но почувствовать тот букет он уже не в состоянии.
Правообладатель иллюстрации iStock Image caption Возможно, наш нос способен различать гораздо больше запахов и ароматов, чем мы считаемЛюди не льстят себе мыслью о том, что обладают каким-то необыкновенно острым обонянием, особенно по сравнению с животными. Но, как свидетельствуют данные научных исследований, запахи могут оказывать мощное подсознательное воздействие на человеческие мысли и поведение.
Люди, которые теряют способность различать запахи вследствие несчастного случая или болезни, говорят, что испытывают чувство огромной утраты, которая так влияет на их жизнь, что они и представить себе не могли.
Быть может, мы не слишком высоко ставим обоняние в рейтинге наших чувств - и скорее всего потому, что мы едва ли осознаем, какую роль оно играет в нашей жизни. До тех пор, пока не лишаемся его.
Джонсон, которому сейчас 34 года, может точно назвать день, когда он потерял чувство обоняния. Это произошло 9 января 2014 года. Он играл с друзьями в хоккей на замерзшем пруду в городке Колледжвилль, штат Пенсильвания, где живут его родители.
Каких результатов мы могли бы достичь, если более основательно принюхивались к окружающему нас миру?
"Я проделывал это миллион раз, - вспоминает он. – Я медленно катился спиной вперед, и тут конек угодил в борозду на льду. Ноги подкосились. Я упал навзничь и ударился правой стороной затылка. Я отключился, а когда пришел в себя, то находился уже в машине скорой помощи. Надо мной склонились люди, из уха текла кровь".
Он порвал себе барабанную перепонку, а череп треснул в трех местах. Произошло кровоизлияние в мозг, его сотрясали судороги. "Я понятия не имел, что со мной происходит".
Он быстро поправился, шесть недель спустя получил разрешение сесть за руль и вернулся к работе в качестве регионального менеджера по продажам в пивоварне Tröegs.
Вскоре он оказался среди участников совещания, посвященного новому сорту пива. "Мы дегустировали пиво, и коллеги спрашивали, ты чувствуешь в нем хмель? А я не чувствовал. Потом попробовал на вкус. Ребята говорили: "у него такой бледный бисквитный привкус", а я этот привкус не ощущал. Потом я попробовал другой сорт, более хмельной, но и теперь не почувствовал аромата. Тогда у меня в голове словно что-то щелкнуло".
Стрессом, вызванным травмой, и приемом разного рода медикаментов, вероятно, можно объяснить тот факт, что он не сразу понял, что лишился чувства обоняния. Поначалу открытие вызвало шок. Теперь же, однако, он отчетливо понимает, к чему это привело.
Утрата удовольствия от еды и напитков – общая жалоба для людей, потерявших способность ощущать запахи.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Джонсону очень больно, что он больше не чувствует запаха своего ребенкаЯзыком мы ощущаем вкус сладкого, соленого, горького, кислого и умами (так называемый пятый вкус, который придают пище некоторые вкусовые добавки, например, глутамат натрия - Ред ).
Восприятие более сложных комбинаций вкусов, скажем грейпфрута или стейка, приготовленного на барбекю, зависят от запаха. Но для Джонсона и многих ему подобных людей, неспособных воспринимать запахи, существует еще одна абсолютная утрата.
Во время происшествия с Джонсоном, его жена была на восьмом месяце беременности, ожидая их второго ребенка.
За обедом он сказал: "Я порой шучу, что не чувствую запаха подгузников моей дочери. Но и ее собственный запах я тоже не чувствую. Она проснулась в четыре часа утра. Я держал ее на руках, мы лежали в кровати. Я знаю, как пах мой сын, и когда он был младенцем, и когда немного подрос. Иной раз он пах не очень хорошо, но с ним у меня связано воспоминание о чудесном запахе ребенка. С дочерью мне не пришлось испытать ничего подобного".
Как это происходит
По разным подсчетам, число индивидуумов, не чувствующих запахи, составляет несколько процентов от всех взрослых людей. Это значит, что без обоняния живут миллионы человеческих существ.
Кто-то таким родился, кто-то потерял эту способность в процессе жизни. Одна из самых распространенных причин потери обоняния у людей младшего возраста – хронический синусит или воспаление слизистой оболочки придаточных пазух носа.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Наш язык чувствует сильные вкусовые ароматы, но для полноты картины нужен и запахЕще один фактор риска заключается в том, что обонятельные нервы оканчиваются в верхних частях носовых полостей, слизистой оболочке носовой раковины и носовой перегородке, что делает их очень уязвимыми для токсичных веществ, содержащихся в окружающей среде, и для различных инфекций.
У людей старшего, но не пожилого возраста, проблемы с обонянием чаще возникают из-за вирусных инфекций. Даже обычная простуда может оказаться опасной, однако никто не может сказать, почему одни люди теряют по ее вине обоняние, а другие – нет.
К возрасту 70-80 лет мало кому удается избежать существенного ослабления обоняния. Организм обладает способностью к регенерации: нервные клетки постоянно отмирают и заменяются новыми. Однако с возрастом этот процесс замедляется, и участки поверхности слизистой оболочки носа, лишенные обонятельных рецепторов, становятся более обширными.
У Ника Джонсона, вероятно, произошло катастрофическое повреждение обонятельных нервов. Проходя от носа к мозгу, эти нервы проникают сквозь пористую костную пластинку, называемую решетчатой костью.
Когда он ударился головой о лед, внезапное смещение мозга внутри черепа могло привести к тому, что обонятельные нервы были серьезно повреждены или даже перерезаны костью, а это не позволяет сигналам из носа поступать в мозг.
Как работает запах
Джонсон сильно принюхивается к содержимому своего стакана с пивом Nugget Nectar, когда-то его любимым. Летучие химические вещества, поднимающиеся с поверхности жидкости, глубоко проникают в его ноздри и достигают верхней части носовой полости, которая и отвечает за восприятие запахов.
Потом он делает маленький глоток, и эти вещества попадают из гортани в тот же участок его носа. Пока все идет, как полагается.
Сейчас никто не возьмется сказать, взглянув на молекулу, как она будет пахнуть, и будет ли пахнуть вообще. Что мы знаем наверняка, так это то, что если некая субстанция по своей природе обладает запахом, ее молекулы должны легко испаряться, дабы они могли переноситься по воздуху, и их можно было вдыхать. Кроме того, они должны растворяться в слизи, чтобы их можно было засечь.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Нервные окончания обонятельных рецепторов скрыты в слизистой оболочке носаСо здоровыми людьми, нюхающими пиво, либо собственного ребенка или майку, принадлежащую их партнеру, происходит именно это: у них возникает своего рода "обонятельный образ" пива или человека, сложное ароматическое целое, которое едва осознается.
Нервные окончания обонятельных рецепторов скрыты в слизистой оболочке носа. Эти нервные клетки ведут непосредственно в мозг.
И хотя мы обладаем миллионами таких клеток, их, как представляется, существует всего около 400 видов, каждый из которых связан с определенной молекулой.
Численность типов клеток остается предметом споров. Некоторые полагают, что их не больше 100.
Исходя из последовательности активации рецепторов различных типов, когда я нюхаю Nugget Nectar, я понимаю, что передо мной пиво . Джонсон не чувствует никакого запаха – в результате падения его обонятельные нервы были повреждены или даже погибли, поэтому его мозг не получает никаких сигналов о запахе напитка.
Пока Джонсон не пережил травму, у него был очень чувствительный нос. Не в пример мне, он легко отличил бы Nugget Nectar от других сортов пива. Такая способность приходит с опытом.
Репутация людей подмочена тем обстоятельством, что они сравнительно мало принюхиваются
После того, как поступивший сигнал о запахе обработан, эта информация передается в различные отделы мозга, в том числе те, которые отвечают за память и эмоции, а также в кору, где происходит процесс мышления.
Мы можем быстро научиться сопоставлять схему активации рецепторов с источником пахучих молекул.
До недавнего времени бытовало представление, что люди способны улавливать не более 10 тысяч различных запахов. Однако эти представления подверглись радикальному пересмотру, если верить Джоэлю Мейнленду, который занимается исследованиями фундаментальных основ запахов в Монелловском Центре по изучению химических чувств в Филадельфии, штат Пенсильвания (который является одним из ведущих мировых институтов, специализирующихся на вкусах и запахах).
По данным статьи, опубликованной недавно в журнале Science, люди способны улавливать более триллиона запахов. Возникли определенные проблемы с методологией этого исследования, да и достоверность самой цифры вызывает споры, однако Менйленд считает, что мы явно недооцениваем свои способности.
По характеру своей работы Джонсону пришлось пройти все виды сенсорных тренировок, чтобы усовершенствовать восприятие запахов и вкусов. Все прочие люди тоже, надо полагать, обладают неисчерпаемыми возможностями, скрытыми до поры до времени.
Да, собаки славятся своей способностью обнаруживать запах человека на другом конце поля. Когда Мейнленд был еще аспирантом, его научный руководитель предложил ему заняться вопросом, возможно ли научить людей тому же. Как выяснилось, да, возможно.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption У коров обонятельных рецепторов больше, чем у собакУ собак больше обонятельных рецепторов, чем у людей. Однако, как указывает Мейнленд, у коров их больше, чем у собак – около 1200 против 800, - но это вовсе не означает, что у коров обоняние острее.
В этом смысле репутация людей подмочена тем обстоятельством, что они сравнительно мало принюхиваются, а это упражнение при регулярности повторения могло бы развивать обоняние.
Каких результатов мы могли бы достичь, если более основательно принюхивались к окружающему нас миру?
Эмоциональное состояние
Одной из причин, которая заставила бы нас развивать собственное чувство обоняния, могло бы стать желание и потребность в улучшение способности ориентироваться в социальной среде.
Некоторые люди, от рождения лишенные обоняния, с трудом могут определить эмоциональное состояние окружающих, говорит Мейнленд. Они понимают, что в то время, когда они сами ориентируются главным образом на выражения лиц, их друзья, наделенные обонянием, улавливают сигналы, ускользающие от них.
Эти сигналы настолько сильны, что способны опровергнуть эмоциональную информацию, которая передается улыбкой или хмурой гримасой.
Если потеря обоняния – это плата за жизнь, я ее принимаю Ник Джонсон
Можно представить себе разговор в группе друзей, объясняет Мейнленд, и вот один из них говорит: "Она была очень расстроена". Ему отвечают: "Она выглядела вполне довольной жизнью". Первый: "Да уж, она выглядела довольной, но очевидно, что ей было не по себе".
Ученые выяснили, что запах может менять настроение и поведение людей. Джордж Претай из Монелловского центра и его коллеги установили, что экстракт запаха из подмышек мужчины не только влияет на женскую физиологию, меняя уровень гормонов, задействованных в регулировании менструального цикла, но и позволяет женщинам чувствовать себя более раскованно и менее напряженно.
Вместе с когнитивным психологом Пэм Долтон, такой же, как он, сотрудницей Монелловского центра, Претай обнаружил свидетельства того, что люди - зачастую неосознанно - способны улавливать запахи человеческого тела, выделяемые под воздействием стресса.
(Памелла Долтон, прежде чем прийти в Монелловский центр по изучению запахов и вкусов, работала в министерстве обороны США. Там она занималась разработкой нелетальных вооружений, в частности эффектами, которые оказывают на живую силу противника усиленные дурные запахи. – Ред.)
Таким образом, получается, что люди без обоняния упускают множество деликатных социальных сигналов. Можно ли что-то для них сделать?
Существуют некоторые, довольно эффективные, методы лечения. Если обоняние пропадает по причине хронического синусита, потеря ощущения запахов обратима, порой довольно быстро, – нужно только вылечить болезнь.
Однако возможности для оказания помощи таким пациентам, как Ник Джонсон, увы, не слишком велики.
Он обратился в Морелловский центр за помощью, и главная рекомендация, которую получил от тамошних ученых, заключалась в том, чтобы он активно принюхивался к разным запахам пару раз в день.
Считается, что это помогает стимулировать систему обоняния и может способствовать выздоровлению.
В будущем положение дел может измениться. Одна из научных бригад в Монелловском центре проводит эксперименты со стволовыми клетками носоглотки. Сейчас ученые заняты тем, что пытаются преобразовать стволовые клетки в нервные клетки.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Джонсон понял, что именно он потерял, когда не смог различить аромат пиваОни надеются, что такой метод позволит обеспечить новыми обонятельными нервами людей, чьи собственные рецепторы претерпели необратимые повреждения в результате травмы или были дефектны от рождения.
Команда исследователей планирует начать испытания на животных уже в сентябре 2015 года, и если эксперименты окажутся удачными, перейти к работе с людьми через пять-десять лет.
Уже есть некоторые многообещающие признаки, и это – лучик надежды для Ника Джонсона. Некоторые сильно пахнущие вещи вызывают у него ощущение запаха, хотя оно всегда одинаковое.
Раньше это была жуткая вонь пригоревшего растительного масла, говорит он. Несколько месяцев спустя он стал ощущать какой-то сладковатый запах. Возможно, это может оказаться каким-то признаком начавшегося восстановления системы обоняния.
Джонсон говорит, что настроился на позитивный лад и намерен вести образ жизни, максимально близкий к тому, каким он был до травмы. Он снова начал играть в хоккей, правда, теперь, улыбается он, пришлось обзавестись самым лучшим шлемом, который только можно купить.
Он понимает, насколько серьезным был приключившийся с ним несчастный случай, но вместе с тем осознает, что все могло оказаться гораздо хуже.
"У меня было кровоизлияние в мозг. Я запросто мог умереть. Моя позиция такая: я счастлив, что выжил. Если потеря обоняния – это плата за жизнь, я ее принимаю".
Это сокращенная версия статьи, первоначально опубликованной на сайте Mosaic . Она воспроизводится на условиях лицензии Creative Commons . Узнать больше по теме, затронутой в статье, вы сможете, посетив сайт Mosaic (на английском языке).
Согласно мнению одного из ведущих нейробиологов мира, ощущение вкуса, также, как и красоты, действительно рождается в мозгу наблюдателя, иногда разительно отличаясь у разных людей.
"Нет двух человек, которые воспринимали бы один и тот же запах одинаково", - сказал Патрик Мак Леод, президент Института обоняния и бывший директор лаборатории сенсорной нейробиологии.
"Когда мы чувствуем тот или иной аромат, точный характер ощущения, произведенного им, зависит как от наблюдателя, так и от объекта", - он сказал агентству Франс Пресс.
Зрительное, слуховое, тактильное восприятие намного более однородно у всего человеческого рода, это значит, что люди видят, слышат и осязают более или менее одинаково. Но когда речь идет о запахе или вкусе, то, что кажется "напитком богов" одному человеку, другому может показаться "бурдой".
Эти и другие результаты недавних исследований в области сенсорной нейробиологии, сказал Мак Леод, переворачивают многие представления современной науки. Они имеют глубокое значение для руководителей, ориентированных на потребителя отраслей промышленности от продовольственных продуктов и вина до парфюмерии и товаров для дома.
Если Мак Леод прав, то поиск вкуса или аромата, который будет нравиться всем, окажется обреченным с самого начала.
"Почти все, что мы сделали до сих пор в изучении вкуса, было подвергнуто сомнению. Мы должны начать сначала", - заявил он перед аудиторией виноделов и правительственных должностных лиц, собравшихся на прошлой неделе, чтобы обсудить обучение профессиональных дегустаторов, призванных подтвердить качество французских вин.
Несколько факторов являются причиной различий в нашем обонянии.
"Человеческий геном содержит 347 обонятельных генов - ровно один процент общего количества - в то время как, например, за зрение отвечают только четыре. По крайней мере, половина этих генов полиморфна, то есть имеет возможность меняться в большом диапазоне, - сказал Леод. - В силу этого мы сталкиваемся с тем фактом, что люди имеют широко расходящиеся пороги восприятия различных пахучих веществ".
Микродозы пиридина - органической составляющей многих приправ, которые Мак Леод использовал в экспериментах, "ваш кузен может найти чрезвычайно неприятными, но они могут быть совершенно незаметны для вас. Другое вещество может иметь противоположный эффект".
Исследование Мак Леода переполнено непривычными, алогичными фактами и деталями, начиная с того, что Homo sapiens действительно имеет превосходное обоняние.
"Сенсорная система человека достигла максимальной чувствительности к запахам, - утверждает Мак Леод. - Одна-единственная молекула может вызвать отклик в одной-единственной воспринимающей клетке, которая передаст сигнал к мозгу. Поскольку молекула - это наименьшая возможная единица, более совершенного механизма существовать не может".
А вот что является обедненным, настаивает Мак Леод, так это наша способность говорить о запахах. Когда клетка рецептора посылает свой электрический сигнал, мозг формирует представление, произвольный набор символов, который является уникальным для данного человека, но постоянным в течение времени как память.
Таким образом, когда мы говорим о запахах, наши словоформы являются "представлением представлений".
Мак Леод также показал, что зубы обеспечивают мозг почти половиной информации о вкусе, а нос собирает большую часть из оставшегося, дошедшего через ротовую полость. Рецепторы языка почти не используются.
Не менее удивителен тот факт что, не существует ароматов, плохих самих по себе. Если грязные детские подгузники заставляют нас морщить нос, то только потому, что мы научились не любить запах, который они испускают.
Другие органы чувств также вносят свой вклад в наше восприятие запаха. "Цвет вина, воспринимаемый визуально, может действительно изменить его вкус", - считает Мак Леод на основании результатов многочисленных экспериментов, показывающих, что восприятие запахов является мультисенсорным.
"Это не иллюзия. Белое вино, которое было окрашено специальным красителем без запаха, имеет другой вкус" и создает иной паттерн нервной деятельности в мозгу.
Discovery.comна журнал "Человек без границ"
Запах - это способность вещества воздействовать на рецепторы обонятельного анализатора, что сопровождается возникновением специфического ощущения.
Обоняние увеличивает объем информации об окружающем мире.
Существует несколько теорий восприятия запахов. По химической теории запах - это следствие присутствия в окружающей среде определенных концентраций пахучих молекул. Недостатком химической теории запаха является то, что она не объясняет, почему молекулы различных структур имеют одинаковый запах. В то же время молекулы, имеющие разное строение и химический состав, могут обладать одинаковым запахом.
Согласно стереохимической теории , запах обусловлен формой и размерами молекул, а не их химическим составом. Запах вещества зависит от того, насколько точно их молекулы вписываются в соответствующие лунки, расположенные на рецепторных мембранах обоняния. Однако эта теория не может дать ответ на все вопросы, связанные с восприятием запахов.
Согласно квантовой теории , восприятие запахов связано с колебательными движениями атомов, входящих в состав ароматических веществ. В результате колебаний атомов возникают электромагнитные волны, которые поглощаются рецепторной мембраной и трансформируются в ощущение запаха. Но эта теория не может объяснить, почему два вещества имеют совершенно разные запахи, хотя электромагнитные колебания их атомов полностью совпадают. Эта теория также не дает ответа на все вопросы [Губанов Н.И. и др., 1978]. По-видимому, имеют значение структура, форма молекул и их квантовые свойства. До сих пор не известно, какое именно свойство пахучего вещества вызывает нервный импульс.
У человека обонятельные клетки (обонятельные нейроны) входят в состав обонятельного эпителия. Они расположены в верхнем носовом ходе и задней части носовой перегородки. Обонятельные клетки лежат тонким слоем, живут около 60 дней и гибнут. Затем они дифференцируются из базальных клеток. Обонятельные клетки являются единственными нейронами, способными в течение всей жизни организма непрерывно обновляться. Эти клетки расположены среди обонятельного эпителия, в состав которого входят также клетки ненейронной природы, опорные клетки, разделяющие рецепторные клетки. Базальные клетки выполняют функцию стволовых. За счет базальных клеток обонятельные нейроны способны к постоянному обмену и регенерации. Секреторные клетки обонятельных (боуменовых) желез продуцируют слизь.
Чувствительная площадь первичного контакта воспринимающей поверхности с пахучими молекулами представляет собой обнаженное вещество самого нерва, т.е. при ощущении запаха происходит непосредственный контакт с окружающим миром [Райт Р.Х., 1966].
Учитывая количество обонятельных волосков, их длину, диаметр, можно рассчитать, что, например, у кролика первичная площадь контакта между пахучими молекулами и воспринимающей поверхностью составляет 600 м 2 . У человека она в 100 раз меньше. Эта чувствительная поверхность представляет собой обнаженное вещество нерва.
У человека количество обонятельных клеток составляет около 60 млн. Импульс в отдельном нервном волокне возникает при попадании на его рецепторы 8-10 молекул пахучих веществ. Ощущение запаха возникает, если одновременно возбуждается не менее 40 нервных волокон.
Обонятельные клетки имеют форму веретена с двумя отростками - периферическим и центральным. От периферического (апикального) отдела отходит дендрит, который заканчивается обонятельной булавой, несущей 10-15 ресничек - обонятельных рецепторов, которые находятся в слое слизи и медленно, но несинхронно колеблются [Бронштейн А.И., 1950].
Молекулы ароматических веществ сначала поглощаются слизью, затем контактируют с ресничками и рецепторными молекулами в мембране обонятельных клеток.
Сходство и различие запахов связывают, во-первых, со структурой (т.е. с конфигурацией пахучих молекул и рецепторных участков на поверхностной мембране обонятельных волосков), во-вторых, с колебательными свойствами пахучих молекул (соответствием резонансных колебательных частот молекул ароматических веществ и рецептора).
Обонятельные рецепторы - это выросты плазматических мембран. Каждая из них состоит из 9 пар двойных трубочек, расположенных по периферии реснички, и одной пары, расположенной в центре. Они - участники рецепции, усиления сигнала и преобразования его в изменение биоэлектрической активности клетки. Рецепторы распадаются на группы с одинаковыми спектрами, т.е. одинаковыми ответами на стимул. Выделяют три группы рецепторов:
· реагирующие на феромоны;
· реагирующие на запахи пищи;
· реагирующие на широкий круг веществ.
Механизм преобразования сигнала при изменении ионной проницаемости плазматической мембраны клетки, дающий начало развитию рецепторного потенциала, до конца не расшифрован.
Исследователи считают, что трансдукция обонятельного сигнала сопряжена с цитоскелетом обонятельных нейронов. Основная роль отводится микротрубочкам, которые, как полагают, участвуют в рецепции, трансформации и проведении стимулов внешней среды. Акцепторной молекулой одорантов служит тубулин - основной белок микротрубочек [Этингоф Р.Н. и др., 1987].
От центрального (дистального) отдела обонятельной клетки отходит аксон. В виде нескольких (до 20) тонких нитей он проникает через отверстия решетчатой кости и поступает в мозг, образуя на нижней поверхности лобной доли обонятельные луковицы. Внутри такой луковицы аксоны переплетены между собой и заканчиваются в теле клубочка, где имеются синапсы, через которые нервные импульсы с помощью неиромедиаторов передаются в обонятельные структуры мозга [Шеперд Г., 1978].
Ключевой системой действия растительных ароматических веществ является лимбическая система, включающая гиппокамп, гипоталамус, миндалевидное ядро и другие образования. Эти структуры названы обонятельным мозгом. Лимбическая система действует совместно с корой больших полушарий и ретикулярной формацией.
Эмоциональные напряжения, стрессы, действие экологических факторов сопровождаются глубокими сдвигами во многих функциональных системах организма. При этом первичные запускающие изменения, ведущие к патологии, происходят в лимбической системе.
Растительные ароматические вещества осуществляют свое действие через лимбическую систему, что сопровождается нормализацией нейрофизиологической функции лимбической системы, включением гипофизадреналовой системы, формированием биорегулирующих эффектов на всех органах и системах организма.
В последние годы выявлена ноотропная активность растительных ароматов на медиаторное звено ЦНС. Так, ароматы лаванды способствуют выделению серотонина, ароматы жасмина стимулируют выделение эндорфинов, а герани - действуют на ацетилхолин. Ароматы мяты способствуют снижению повышенного количества катехоламинов и т.д.
Привлекают внимание особенности и закономерности действия растительных ароматов через органы обоняния и обонятельный мозг на различные органы и системы. Они характеризуются сверхмалыми дозами (в диапазоне 10 -18 - 10 -10), а также противоположно направленным эффектом при более высоких дозах. Кроме того, несмотря на различный химический состав действующих ароматов и объектов, наблюдаются общие закономерности их действия в сверхмалых дозах. В этом диапазоне активны именно регуляторные вещества, которые в основном имеют пептидную и полипептидную природу, однако и некоторые вещества непептидной природы (в частности, растительные ароматические) действуют в сверхмалых дозах.
В нашей лаборатории на животных получены данные о действии растительных ароматических веществ (РАВ) на соматические клетки в сверхмалых дозах - на уровне 10 -10 - 10 -9 .
Нередко ароматы растений независимо от того, ощущаем мы их в атмосфере или нет, оказывают биорегулирующие эффекты.