Другие виды бессознательной реакции на внутриротовые стимулы могут непосредственно влиять на уровни гормонов и питательных веществ в крови. Это значит, что система восприятия вкуса напрямую управляет процессами обмена веществ. Можно привести несколько ярких примеров того, как это происходит. Вернемся к аналогии с аэропортом. Мы знаем, что выведение глюкозы из крови — это жизненно важный процесс. В отсутствие физической нагрузки он требует инсулина, и система восприятия вкуса запускает этот процесс, когда мы чувствуем вкус углеводов (сахаров и крахмалов). Если прополоскать рот раствором глюкозы, а затем выплюнуть его, не глотая, это вызовет предварительный выброс инсулина в кровь поджелудочной железой. Хотя инсулина выделится немного, это существенно снизит уровень глюкозы в крови во время и после еды. Удивительно, но такой эффект наблюдается не только с сахаром, но и с крахмалом, который входит в состав хлеба, картофеля и макарон[162]. Пока непонятно, есть ли у нас рецепторы крахмала, но наша слюна содержит фермент амилазу, который расщепляет крахмал, превращая его во вкусовой стимул, вызывающий предварительный выброс инсулина. Хорошо известно, что у спортсменов прибавляются силы, когда они употребляют глюкозу во время состязаний. Но того же эффекта можно достичь, если прополоскать рот раствором глюкозы (или крахмала) и выплюнуть его. При этом полоскание рта раствором сахарина, некалорийного заменителя сахара, не дает никакого результата. Похоже, система восприятия вкуса распознает среди разнообразных стимулов углеводы, преобразуемые в ходе обмена веществ, а затем влияет на нашу работоспособность, но механизм этого влияния нам пока неизвестен.
Подготовительные эффекты вызывает и другой макронутриент — жир. Если прожевать и выплюнуть настоящий сливочный сыр, намазанный на крекер, это на несколько часов заметно повысит уровень триглицеридов в плазме крови, но если сыр будет обезжиренным, такого результата не последует[163]. Это исследование дает основание предположить, что весь метаболизм жиров в организме подконтролен вкусовому восприятию жира. Эффект воздействия вкуса на метаболизм макронутриентов использовался для помощи недоношенным и ослабленным младенцам. Дети, которым вводили питательные вещества через зонд или внутривенно, быстрее учились есть сами и меньше времени проводили в больнице, если во время процедуры кормления им давали сосать подслащенную соску[164]. Этот факт указывает на то, что сосание подслащенной пустышки влияет на усвоение питательных веществ, которые вводятся через зонд или вену.
Помимо реакции на макронутриенты, существуют и другие свидетельства того, что внутриротовые ощущения вызывают изменения водно-солевого баланса в организме. Мы знаем, что вода утоляет жажду. Но жажда проходит, и мы перестаем пить задолго до того, как вода, попавшая в желудок, впитается и восстановит водный баланс в организме. Это значит, что ощущения от воды во рту (возможно, ее вкус) используются как маркеры для предсказания, сколько воды будет усвоено. Даже если просто прополоскать рот холодной водой, а затем выплюнуть ее, жажда уменьшится. Организм должен поддерживать более или менее постоянную концентрацию солей в крови, и потребление соли и воды обычно соответствует определенной пропорции. Поэтому у нас также есть подготовительные рефлексы на вкус соли. У грызунов соленая вода во рту вызывает метаболические рефлексы в почках. Капля концентрированного солевого раствора, помещенная на язык крысы, приводит к мгновенному сокращению выработки мочи, чтобы вода задержалась в организме и в телесных жидкостях сохранился водно-солевой баланс[165].
Наш организм готовится и к попаданию в него токсинов. У многих ядовитых веществ горький вкус, а кроме того, токсины и яды вызывают тошноту. Интересно, что сильной горечи достаточно, чтобы вызвать рвотный рефлекс и остановить ритмичное сокращение желудка[166]. Таким образом, при сильной горечи во рту мы предполагаем попадание в организм токсинов и испытываем тошноту, которая готовит нас к рвоте, а остановка продвижения содержимого желудка не дает усвоиться тому, что мы успели проглотить. Такая подготовка к вероятному отравлению может спасти нам жизнь.
По моему мнению, почти все вкусовые стимулы вызывают осознаваемое восприятие вкуса и запускают бессознательные метаболические рефлексы. Это справедливо как для питательных, так и для токсичных веществ. Двойственная природа вкуса делает его, по всей видимости, самой важной сенсорной системой из всех, которыми обладает человек. С возрастом вкус ослабевает в меньшей степени, чем другие чувства, — вероятно, потому, что он жизненно необходим[167]. Человек способен привыкнуть к потере обоняния (аносмии), слепоте и глухоте. Но в тех редких случаях, когда люди лишаются способности чувствовать вкус, они начинают хуже питаться и теряют в весе. Чаще всего восприятие вкуса страдает после лучевой терапии злокачественных опухолей головы и шеи. Такие же последствия наблюдаются при лучевой терапии полости рта, и у пациента они могут вызывать настоящий шок. Вот свидетельство Этны Маккарти-Левенталь, врача, которая после лучевой терапии опухоли головы и шеи утратила способность воспринимать вкус:
Что это значит — не чувствовать вкуса? Знать, что самый ароматный фрукт похож по вкусу на окурок, а его сок отдает медью и содой, или что устрицы из Уитстабла не аппетитнее слизняков? Если усилием воли пропихнуть в себя эти «окурки», запив большим количеством воды, результатом будет острое несварение желудка и рвота. Пациент все равно не голоден, и ему проще вообще ничего не есть[168].
Для осязания требуется набор нервных окончаний необычной формыДэвид Джинти
ОТ НАШЕЙ КОЖИ К МОЗГУ поступают целые симфонии нервных импульсов, передающие тактильные ощущения от соприкосновения с материальным миром. На каких инструментах исполняются эти симфонии? Каким образом одно сочетание импульсов передает нежное прикосновение матери, а другие сообщают об опасном насекомом, летнем ветерке, щекотке, сложном узоре шрифта Брайля или о каплях дождя? Наша способность ощущать внешний мир и реагировать на него зиждется на совокупности множества нервных окончаний в коже — самом большом и наименее изученном сенсорном органе.
Нервные клетки, реагирующие на безвредные (безболезненные) тактильные воздействия на кожу, называются рецепторами прикосновений. Тела этих нейронов образуют кластеры, которые называются ганглиями и которые соединяются со спинным мозгом; один длинный аксон каждой такой клетки тянется к коже, а другой — к спинному мозгу (или к стволу головного мозга). Возбуждение окончаний рецепторов прикосновений — это первый шаг к восприятию прикосновения, а их нейроны служат порталами, связывающими нервную систему с огромным материальным миром. Точное число разных типов рецепторов безвредных прикосновений у млекопитающих нам неизвестно, но согласно тщательным подсчетам физиологов их около семи — хотя, возможно, какие-то типы пока не открыты[169]. При стимуляции кожи и возбуждении рецептора прикосновений электрические импульсы передаются по его аксону в спинной мозг, где они объединяются с импульсами от рецепторов других типов. Отсюда нейроны второго уровня передают объединенную информацию от рецепторов прикосновений в разные отделы головного мозга (таламус, средний мозг и соматосенсорную кору) для интерпретации и действий — но это уже другая история. Таким образом, восприятие прикосновения начинается с активации физиологически различающихся типов рецепторов прикосновения, сенсорные окончания которых расположены в нашей коже.
Известные нам семь типов рецепторов прикосновения различаются скоростью передачи импульсов от кожи к спинному мозгу (в диапазоне от 3 до 300 км/ч), временем адаптации к продолжительному воздействию (некоторые рецепторы прикосновений продолжают генерировать импульсы, пока стимулы не прекращаются, другие перестают возбуждаться вскоре после начала воздействия), формой окончаний, расположением на коже и, что самое важное, — чувствительностью к разным типам механического воздействия на кожу и ее производные (то есть внешний слой преимущественно омертвевших клеток, который называется эпидермисом, а также ногти, волосы и вибриссы). Подобно тому как разные светочувствительные клетки в сетчатке глаза реагируют на свет с разной длиной волны, окончания рецепторов прикосновения реагируют на разные механические стимулы (хотя их диапазоны частично совпадают). Например, одни рецепторы прикосновения реагируют только на отклонение волос, а другие — на частые колебания кожи.
Мы способны различать множество разных механических стимулов; прикосновение — это не какое-то одно конкретное ощущение, которое либо есть, либо отсутствует. Мы отличаем кожу от шерсти, гладкую поверхность от шершавой, ласку от удара, щекотку от щипка. Мы понимаем, насколько остр тот или иной предмет, чувствуем растяжение кожи в ответ на движение тела или внешнее воздействие, различаем поглаживания с разной скоростью и силой давления, чувствуем воздействие на волосяные луковицы, воспринимаем вибрацию объектов, которые находятся в непосредственной близости или касаются кожи, а также определяем форму, ровность краев и упругость объектов, проводя по ним пальцами. Получается, что семь (или чуть больше) типов рецепторов прикосновений, с их разной чувствительностью и характером возбуждения, в совокупности обеспечивают практически бесконечное число последовательностей нервных импульсов, поступающих от кожи в центральную нервную систему (ЦНС), и информируют наш мозг о самых разных физических взаимодействиях.