Вкус легко связать с ощущением удовольствия. Каждый прием пищи – это возможность насладиться ожидаемым, возбуждающим или приятным вкусом. Но главная задача вкуса заключается не в том, чтобы доставлять удовольствие, а чтобы уберечь от гибели.
Вкус важен по той причине, что, по большому счету, каждый из нас представляет собой большой мешок с химическими веществами. Это относится ко всем нам. Чтобы выжить, необходимо отделять жизненно важную материю внутри тела от множества опасностей снаружи. Наше тело должно запасаться всеми молекулярными строительными блоками и топливом, которые нужны для поддержания жизни, и избегать токсичных веществ, которые могут нанести вред. Хотя кожа поглощает некоторые вещества, главным образом она играет роль защитного барьера и ограждает нас от непрошеных гостей. Любой город в период осады сталкивается с важной проблемой: как отразить врага при недостатке пищи, воды и других ресурсов. Наше тело решает эту задачу каждый день на протяжении всей жизни.
Что мы собой представляем и что позволяет нам продолжать жить, зависит от содержащихся внутри нас химических соединений. Поглощение вредных веществ (ядовитых, испорченных, загрязненных) может положить конец нашему существованию. Недостаток потребления полезных веществ на протяжении нескольких дней тоже приводит к гибели. В нашем мире много веществ, которые мы, мышь или плодовая муха (дрозофила) можем попытаться проглотить. К счастью, нам не нужно понимать разницу между аминокислотами и алкалоидами, чтобы сделать выбор между ними за столом или в кормушке. Природа, точнее эволюция, дала нам шпаргалку – практическое наставление, благодаря которому полезные вещества поступают внутрь, а вредные остаются снаружи.
Специалисты, занимающиеся изучением химических чувств, разграничивают вкус и аромат, но обычно мы используем эти термины как взаимозаменяемые. Восприятие пищи складывается из ее вкуса, запаха и даже текстуры. Присущий пище аромат, ее температура и ощущение на языке – все эти детали важны для восприятия вкуса. Если вы когда-нибудь пытались насладиться изысканной едой с заложенным носом, вы имеете представление о том, в чем разница между вкусом и ароматом.
Ощущение вкуса начинает формироваться на вкусовых рецепторах, покрывающих язык и другие поверхности ротовой полости. Существуют вкусовые рецепторы разных типов, и каждый распознает специфические компоненты пищи. Но вкусовые рецепторы всех типов связаны с одной из двух врожденных реакций: проглотить пищу (и взять еще) или выплюнуть ее изо рта. Притяжение или отталкивание. Внутрь или наружу. Да или нет. Наше ощущение вкуса и многие сотни тысяч вкусовых рецепторов, объединенных в тысячи вкусовых сосочков, определяют этот бинарный выбор[55].
Возможно, вас удивит, что при всем удовольствии, которое мы можем получать от еды, наше притяжение к пище определяется лишь тремя видами вкусовых рецепторов. Рецепторы сладкого обнаруживают сахара и другие углеводы – важнейший источник энергии для мозга и остальных частей тела. Иногда они бывают обмануты другими молекулами[56], похожими на сахара, вот почему искусственные подсластители кажутся людям сладкими, хотя не являются ни питательными веществами, ни источниками энергии. Рецепторы умами обнаруживают аминокислоты, которые указывают на высокое содержание белка в пище. Аминокислоты – это кирпичики, из которых состоят белки, которые, в свою очередь, служат исходным материалом почти для всего, что позволяет функционировать сложным организмам. Некоторые аминокислоты наше тело способно синтезировать, но многие оно производить не умеет. Поэтому человек и другие животные должны получать эти строительные кирпичики из пищи с высоким содержанием белка[57].
На примере соленого вкуса можно показать, насколько тонким является равновесие химических веществ в нашем теле. Земная жизнь эволюционировала в воде, когда соли натрия (морская соль, NaCl) были легкодоступны. В результате главные клеточные функции, обеспечивающие жизнь на нашей планете, зависят от соли. Чтобы наше тело функционировало, оно должно быть изнутри солоноватым. Вот почему пациентам в больницах вводят в вену растворы соли, по сути, представляющие собой воду с добавлением небольшого количества соли натрия. По той же причине многие сухопутные животные проделывают длинный путь в поисках соли[58]; для нормального функционирования их внутренности должны оставаться солеными. Однако слишком большое количество соли может навредить. Избыточное потребление соли на протяжении долгого времени приводит к росту кровяного давления и нарушению работы почек. А если наши внутренности внезапно становятся чрезмерно солеными, не избежать обращения за срочной медицинской помощью.
Для поддержания этого тонкого равновесия у нас есть два типа вкусовых рецепторов соли[59]. Рецепторы одного типа реагируют на соли натрия в низкой концентрации (на такую соль, в которой нуждается тело) и вызывают реакцию притяжения. Закуски и ресторанная еда обычно соленые, поскольку при таком содержании соли наши рецепторы притяжения посылают в мозг сигналы влечения к пище, а это заставляет нас съедать и покупать больше. Это третий и последний тип вкусовых рецепторов, который стимулирует желание.
Однако природа предусмотрела гораздо большее разнообразие и проявила творчество для обеспечения нашего умения распознавать и отвергать некоторые продукты. Один пример – рецепторы соли второго типа, реагирующие на пищевую соль в избыточной концентрации. Эти же рецепторы реагируют на присутствие в пище других солей, таких как соли лития, которые бывают ядовитыми. При активации этих рецепторов в мозг подается сигнал, создающий неприятное вкусовое ощущение и немедленное желание выплюнуть то, что находится во рту.
Следующий тип рецепторов – рецепторы кислого вкуса, которые обнаруживают в пище присутствие кислот. Если микробы заразили продукты, вызвав брожение или гниение, в продуктах повышается содержание кислот. И если мы пробуем такую пищу, вкусовые рецепторы чувствуют кислоту и посылают в мозг сигнал, так что мы ощущаем подозрительный кислый вкус. Новорожденные дети непроизвольно выплевывают кислое. По мере взросления мы обучаемся ценить присутствие кислоты в некоторых продуктах, таких как лимонад или кисло-сладкий соус. Но даже для взрослых людей необычно кислый вкус пищи сигнализирует о том, что она испорчена и есть ее не нужно.
Наконец, существуют рецепторы горького вкуса. У нас во рту и на языке есть около 30 вариантов рецепторов горького вкуса[60], хотя все другие вкусы распознаются лишь одним или двумя типами рецепторов. Это обилие вариантов рецепторов горького вкуса защищает нас от многих вредных и ядовитых веществ. Все маленькие дети выплевывают горькую еду. По мере взросления мы знакомимся с горькими пищевыми продуктами, такими как пиво, кофе, некоторые овощи, и учимся ценить легкую горчинку. Но вещества с интенсивным горьким вкусом запускают одну и ту же реакцию у детей и взрослых, не говоря уже о собаках, крысах и многих других животных. На лице у каждого появляется специфическое выражение, означающее отвращение, а язык высовывается изо рта как бы в попытке исторгнуть неприятное вещество.
Удивительным аспектом этой реакции и, вообще говоря, всего, что касается вкуса, является произвольность. Горький и сладкий вкус – не свойства самих продуктов. Например, вещества, называемые бета-глюкопиранозидами, кажутся человеку очень горькими, тогда как мыши вовсе не ощущают их вкуса. Но когда ученые вырастили генетически измененных мышей с человеческой версией рецепторов горького вкуса на языке[61], такие мыши тоже стали воспринимать эти вещества горькими и выплевывали их. Аналогичным образом мышиные рецепторы сладкого вкуса не реагируют на аспартам[62] – искусственный заменитель сахара в составе большинства диетических газированных напитков. Мышам аспартам кажется безвкусным, и у них диетические газированные напитки не вызывают большого интереса. Но когда ученые создали мышей с человеческой версией рецепторов сладкого вкуса[63], мыши начали ощущать сладость аспартама и получать от него удовольствие. Путем замены части мышиного рецептора сладкого вкуса частью рецептора горького вкуса ученые создали линию мышей, поглощавших такую пищу, которую нормальные мыши отвергали из-за слишком сильной горечи. Но мутантных мышей эта пища не отвращала, а скорее притягивала.
Вообще говоря, в аспартаме нет ничего, что придавало бы ему сладость. Сам по себе сахар не обладает сладостью. Сладость – это метка, категория, которую язык и мозг используют для принятия быстрого и безопасного решения о том, что можно съесть. Варианты рецепторов у нас во рту создают небольшой, но важный набор вкусовых категорий. Но, конечно же, именно мозг превращает эти категории в то, что мы воспринимаем в качестве вкуса. Что происходит с этой вкусовой информацией, когда она завершает путешествие изо рта в мозг?
Как это ни печально, многие знания о мозге, накопленные нами за всю историю, стали результатом наблюдений за людьми или другими существами с повреждениями мозга. Ничто не подчеркивает важность какого-либо участка мозга лучше, чем его повреждение. Чтобы понять, каким образом одна конкретная область мозга задействована в восприятии вкуса, выслушайте историю семидесятипятилетней женщины[64], которую я назову Мэри.
Мэри готовила ужин, как вдруг почувствовала слабость в правой стороне тела. Она упала на пол и оставалась в состоянии замешательства, не имея возможности говорить и реагировать на то, что происходило вокруг. Ее кровообращение было заблокировано сгустком крови, застрявшим в крупной артерии, питающей мозг. Без подачи кислорода нейроны в некоторых частях мозга начали отключаться и умирать.