Широко распространено мнение, что у людей плохое обоняние. Однако тесты показывают, что некоторые запахи мы воспринимаем почти так же хорошо, как и собаки, и намного лучше, чем крысы, и что мы легко превосходим высокочувствительные измерительные приборы. Одна из причин, по которым обоняние человека считается плохим, заключается в том, что наши носы, когда мы пребываем в вертикальном положении, находятся далеко от земли, а запахи наиболее сильны у ее поверхности и быстро рассеиваются воздушными потоками, стоит только приподняться повыше. Это хорошо видно, когда собака-ищейка идет по следу. Кроме того, несмотря на способность распознавать множество ароматов, большинство из нас не слишком хорошо умеют передавать различия словами. Так или иначе, мы справляемся с такой сложной задачей, как идентификация вина, и любой из нас без труда различит запахи апельсина и лимона, которые являются просто зеркальными формами одной и той же молекулы – лимонена
[29].
Когда вы нюхаете розу, ее аромат переносится к обонятельному эпителию, где множество химических веществ, составляющих запах, присоединяются к рецепторам различных групп обонятельных нейронов. Каким именно образом пахучие вещества стимулируют соответствующие рецепторы, до сих пор неясно, по всей видимости, все определяется размерами и формой молекул. По одной из концепций они соединяются с рецептором по типу «ключ-замок». Точно так же, как правая перчатка подходит только для правой руки, «правые» молекулы присоединяются только к «правым» рецепторам. Это объясняет, почему апельсин и лимон (которые содержат «левые» и «правые» версии лимонена) пахнут по-разному. Присоединение пахучего вещества к его рецептору инициирует каскад событий в нейроне, который ведет к открытию ионного канала определенного типа – родственного тому, что имеется в палочках и колбочках, но с некоторыми отличиями – и возникновению тока, порождающего, в свою очередь, поток потенциалов действия в самом обонятельном нейроне. Эти импульсы проходят по обонятельному нерву к той области головного мозга, которая называется обонятельной луковицей, где они передаются другим нервным клеткам в более глубоких областях мозга. Одной из них является лимбическая система, которая участвует в регулировании эмоциональных реакций организма, именно поэтому запахи могут вызывать сильные эмоции и воспоминания.
Волокна обонятельных нервов тянутся из носа в головной мозг через отверстия в решетчатой пластинке черепа. В результате сильный удар по голове может вызвать сдвиг нервов относительно черепа и прекращение или нарушение нервных процессов, что обычно приводит к необратимой потере обоняния, а поскольку обоняние и вкус тесно взаимосвязаны, еще и к потере вкуса.
Обонятельные нейроны с различными типами рецепторов распределены в обонятельном эпителии случайным образом. В мозге, однако, они группируются так, что клетки, связанные с рецепторами одного типа, сходятся в одном и том же месте. Обонятельные нейроны в отличие от других нервных клеток обновляются очень быстро. Каждый из них живет всего около 60 дней, после чего заменяется новым нейроном, который развивается из обонятельной стволовой клетки. Чтобы сохранить свою локализацию в мозге, новые нервные клетки, несущие тот же тип рецепторов, должны всегда занимать одно и то же место в обонятельном эпителии. Как происходит это сложное восстановление связей, остается загадкой.
Король фруктов
Как и в случае большинства других ощущений, постоянное воздействие запаха вызывает постепенное привыкание к нему и потерю способности воспринимать. Большинство людей не замечают запаха собственного тела и даже духов, которыми пользуются некоторое время. Однако одни запахи теряются медленнее, чем другие. Дуриан почитают в Юго-Восточной Азии как самый изысканный фрукт. Он также является самым вонючим – настолько вонючим, что его запрещают провозить в самолетах и приносить в гостиницы. Как-то раз я увидела дуриан на китайском рынке в Лондоне и, зная о его репутации короля фруктов, купила и повезла на поезде в Оксфорд. Поездка длилась всего час, но за это время набитый вагон опустел из-за запаха дуриана, который распространялся из моей сумки. К станции я подъезжала в одиночестве. Запах был невыносимым – непередаваемая смесь ароматов давно не стираных носков и протухшей еды оказалась настолько отвратительной, что я не решилась принести дуриан домой и оставила его в лаборатории. На следующее утро, придя на работу, я выскочила из кабинета ошарашенная невыносимым зловонием. Первоначально я хотела попробовать этот фрукт на вкус в обеденный перерыв, но запах распространился по коридору и проник в вестибюль. Кругом стали интересоваться: «Что за подозрительный запах?» Нужно было что-то срочно делать. Вы можете спросить: действительно ли этот фрукт так вкусен? Увы, его вкус запомнился мне намного меньше, чем ужасная вонь, да к тому же он был не особенно приятным. Я не одинока. Французский натуралист Анри Муо заметил, «когда я попробовал его впервые, он показался мне похожим на протухшее мясо какого-то животного». Да, с таким вкусом стоило познакомиться.
Прикосновение
Осязание – способность чувствовать нежные прикосновения любимого человека, дуновение ветерка и объятия, от которых кости трещат, – играет важную роль в нашей жизни. Органы чувств в коже отвечают на механическое воздействие изменением электрического потенциала, которое инициирует генерирование нервных импульсов, несущих информацию в спинной и головной мозг. Как и в других чувствительных нервах, частота импульсов варьирует в зависимости от силы стимула – легкие прикосновения порождают меньше импульсов, чем сильные. Осязательные рецепторы также адаптируются к постоянному стимулированию, поэтому мы не замечаем давления одежды, которую носим.
Как в точности механическая энергия преобразуется в электрическую, остается загадкой, но совершенно ясно, что в этом процессе участвуют механочувствительные ионные каналы. Последние исследования показывают, что эти каналы связаны с внешней поверхностью клетки с помощью воротной тяги, похожей на ту, что существует в волосковых клетках уха. По всей видимости, надавливание на мембрану клетки вызывает натяжение тяги и искажение структуры канала, в результате чего он открывается. Чем больше деформируется мембрана, тем больше активируется канал и тем сильнее возбуждается нерв. Иногда нервные окончания, чувствительные к механическому воздействию, группируются в особые структуры, которые повышают их способность реагировать на изменения давления или колебания, подобные тем, что возникают, когда вы проводите пальцами по неровной поверхности. Конечный результат всегда один: механический стимул вызывает повышение частоты потенциалов действия в чувствительном нерве.
Некоторые любят погорячее
Наша кожа содержит рецепторы, чувствительные не только к давлению, но и к температуре и болевым раздражителям. Попробуйте откусить немного перца чили хабанеро, и он разорвется у вас во рту как зажигательная бомба. Жгучую боль вызывает химическое вещество капсаицин, которое содержится в разной концентрации во всех жгучих перцах. В 1912 г. Уилбур Сковилл составил шкалу силы перцев чили, определяя, насколько нужно разбавить экстракт перца, чтобы жгучий вкус перестал ощущаться кончиком языка. На шкале Сковилла сладкий болгарский перец занимает позицию ниже одной единицы, перец халапеньо находится на уровне 2500–5000 единиц, а знаменитый огненный Бхут Джолокия (Bhut Jolokia) – выше миллиона. Сила перцовых спреев, используемых для отпугивания медведей гризли и слонов, а также для защиты от злоумышленников, может быть еще больше: боевой перцовый спрей, находящийся на вооружении индийской армии, находится уровне двух миллионов единиц по шкале Сковилла.
