По завершении этого процесса мозг автоматически помещает все слышимые им звуки в знакомые ему категории. Например, у вашего мозга есть модель идеального звука гласной о — и все звуки, близкие к нему, слышатся одинаково, хотя они могут быть разной частоты и громкости.
До тех пор, пока мы не пытаемся выучить иностранный язык, эта направленная на родную речь специализация весьма полезна, поскольку помогает нам различать слова разных людей даже в шумном месте. Одно и то же слово, произнесенное двумя людьми, может состоять из звуков самой разной частоты и громкости, но наш мозг воспринимает их более похожими друг на друга, чем они являются на самом деле, что позволяет различить их с большей легкостью. С другой стороны, программа распознавания речи требует тихой обстановки и сталкивается со сложностями, если сразу говорят несколько человек, поскольку это зависит от простых физических свойств звука. Именно поэтому человеческий мозг распознает звуки речи лучше, чем компьютер. Лично нам не покажутся поразительными достижения компьютеров до тех пор, пока они не начнут создавать свой собственный язык и культуру.
ГЛАВА 8. О вкусах не спорят (и о запахах)
Животные — одни из самых сложных в мире устройств по определению химических веществ. Мы способны различать тысячи запахов — хлеба, свежевымытых волос, апельсиновых корок, мебели из кедра, куриного бульона и туалета на бензозаправке в разгар летней жары...
Мы способны определить все эти запахи, поскольку в нашем носу находится большое количество молекул, способных различать химические вещества, которые и создают запахи. Каждая из этих молекул-рецепторов взаимодействует с определенными химическими веществами. Рецепторы состоят из протеина и располагаются в обонятельном эпителии — мембране на внутренней поверхности носа. Существуют сотни типов обонятельных рецепторов, и каждый запах может активировать десятки рецепторов одновременно. В активированном состоянии рецепторы посылают информацию о запахе в виде электрических импульсов по нервным волокнам. Каждое нервное волокно связано только с одним типом рецепторов, и в результате сведения о запахе переносятся по тысячам «проводов» прямо в мозг. Определенный запах активирует конкретную комбинацию волокон, и мозг расшифровывает информацию о запахе, определяя паттерны активности.
Вкус определяется точно так же, только рецепторы вкуса находятся на языке. Вкусовое ощущение бывает проще, поскольку есть только пять основных вкусов: соленый, сладкий, кислый, горький и умами. (Что такое «умами»? — спросите вы. Это вкус белковых веществ, который можно найти в приготовленном мясе или грибах, а также в пищевой добавке глютамат натрия. В английском языке нет слова, обозначающего этот вкус, и поэтому мы пользуемся японским термином.) Каждый из этих основных вкусов имеет минимум один рецептор, а иногда и больше.
Присутствие горечи, например, ощущается дюжинами рецепторов. В процессе эволюции животным необходимо было распознавать токсичные вещества в окружающей среде, и, поскольку ядовитые составляющие бывают различного вида, потребовались рецепторы, способные распознать их все. Вот почему у нас встречается врожденное отвращение к горькому вкусу. Но это неприятие можно преодолеть — взгляните только на всех этих любителей тоника и кофе.
Знаете ли вы? Спазм носа, или Чихание на солнце
Приблизительно один из четырех американцев чихает, когда смотрит на яркий свет. Этот световой чихательный рефлекс, кажется, не имеет под собой вообще никаких биологических оснований. Откуда у них такой рефлекс и как он работает?
Основная функция чихания очевидна: оно удаляет субстанции или объекты, раздражающие ваши дыхательные пути.
В отличие от кашля чихание - это стереотипное действие, что означает: каждое чихание конкретного человека происходит каждый раз по одному и тому же сценарию, без каких-либо вариаций. Взрывное начало чихания выталкивает воздух на значительной скорости - до тысячи миль в час. Подобное мощное синхронизированное и повторяющееся событие может быть создано только при наличии положительной обратной связи в определенной части мозга, которая и приводит к бесконтрольному взрыву активности, напоминающей приступ эпилепсии. Однако чихание отличается тем, что у него есть заранее заданный механизм окончания, и, кроме того, оно не распространяется неконтролируемо на другие движения тела.
Чихательный центр расположен в стволе головного мозга, и повреждение этой области лишает нас и других млекопитающих способности чихать. Обычно чихание активируется сообщением о раздражающем объекте, которое посылается по проводящим путям прямо в конкретную область ствола. Эта информация попадает из носа в мозг по нескольким нервам, включая тройничный нерв, передающий самые разнообразные сигналы от лица в стволовую область. Тройничные нервы (по одному с каждой стороны) являются многофункциональными черепными нервами: они обрабатывают тактильные и опасные стимулы с лица и большей части кожи черепа, а также с конъюнктивы и роговицы глаза. Тройничный нерв даже передает двигательные сигналы в противоположном направлении — из мозга, в том числе команду кусать, жевать и глотать. Очень перегруженный нерв.
Эта перегруженность может объяснить, почему яркий свет ошибочно вызывает чихательный рефлекс. Яркий свет, который в норме должен вызывать сужение зрачка, может распространиться и на соседние области, например, на нервные волокна или нейроны, которые передают ощущения щекотания в носу. Неожиданное чихание способен вызвать не только яркий свет — мужской оргазм также может активировать этот рефлекс (утех мужчин, которые испытывают оргазм). Вообще подобные феномены (как, например, световой чихательный рефлекс) становятся возможными из-за путаницы и перегруженности, царящих в стволовой области мозга. В стволе находится огромное количество схем самых разных рефлексов и действий — практически все, что делает наше тело. Общий вид нашего ствола создавался очень давно, во времена появления первых позвоночных. Практически у всех позвоночных имеется 13 пар черепных нервов (хотя у рыб есть 3 дополнительные пары, передающие сигналы, поступающие из рецепторов боковых линий, расположенных вдоль боков рыбы). Черепные нервы обычно ведут к комплексной сети специфичных ядер нейронов, которые в своей основе устроены одинаково и отвечают за сходные функции у всех позвоночных. Изучение нервной системы животного — отличный способ предположить, как работает та или иная структура в мозге человека.
Причина схожести стволовой системы у разных видов животных в том, что она устроена весьма запутанно. С точки зрения эволюции полностью поменять все было бы просто катастрофой. Потомки ранних животных, первые позвоночные и современные позвоночные животные (рыбы, птицы, ящерицы и млекопитающие) — все вынуждены пользоваться такой схемой, которая может быть немного модифицирована, но никаких фундаментальных перемен в ней не бывает. Она напоминает схему метрополитена Нью-Йорка, которая в какой-то момент была простой, но теперь стала безнадежно запутанной после добавления нескольких уровней одного за другим. Некоторые части ствола больше не используются, а изначальное ядро теперь настолько переделано и залатано, что его нельзя переместить, возможно, из-за страха прекращения функционирования всей системы. Честно говоря, ствол головного мозга является, наверное, самым лучшим примером запутанного результата эволюционного подхода.
