Таблица 14.2. Описание ощущений в полости рта, воспринимаемых рецепторами давления, осязания и текстуры
То, что нам нравится картошка фри, объясняется не только ее вкусом и запахом, но и тем, как она хрустит. Никто не любит размякшие хлопья для завтрака, которые набрали влаги из воздуха потому, что кто-то после еды плохо закрыл коробку (да, это моя больная мозоль).
Боль нередко сигнализирует о необходимости держаться подальше от того, что ее вызвало. Наряду с осязательными рецепторами, болевые предупреждают нас о присутствии в пище жестких острых вкраплений, таких как рыбные кости, которые при проглатывании могут представлять угрозу для жизни. Любой, когда-либо пробовавший целую рыбу, знает, как приходится раз за разом переворачивать во рту каждый кусочек, всякий раз предвкушая прикосновение острого фрагмента или резкий укол косточки; это позволяет выявить даже самые мелкие из косточек.
Большинство людей отказывается от пищи, вызывающей дискомфорт в полости рта, особенно если речь идет о жгучей боли. В то же время многие привыкают к этому и нередко наслаждаются ощущением жжения.
Боли в восприятии вкусовых ощущений отведена особая роль. Большинство людей отказывается от пищи, вызывающей дискомфорт в полости рта, особенно если речь идет о жгучей боли. В то же время многие люди привыкают к этому и нередко наслаждаются ощущением жжения, вызванным молекулами капсаицина, содержащегося в стручках острого перца, например чили, и блюдами с такими ингредиентами. Это является отличным примером того, как врожденные реакции отвращения к пищевым стимулам могут измениться под влиянием приобретенных, условных реакций.
Сигналы от всех соматосенсорных рецепторов сходятся в пятом черепном нерве, называемом тройничным. Из полости рта и носа импульсы поступают в ганглий тройничного нерва, находящегося в стволе головного мозга, и далее в соматосенсорную кору (рис. 14.1). Как и вкусовые рецепторы, нервы соматосенсорной системы восприятия напрямую передают информацию в зону коры головного мозга, отвечающую за непроизвольные функции организма; это логично, ведь эта система передает и болевые сигналы, требующие мгновенной реакции.
Исходящий сигнал от рецепторных клеток передается по их аксонам в соматосенсорное ядро таламуса, а оттуда – в соматосенсорную зону коры полушарий головного мозга. Высокая плотность рецепторов в полости рта и на языке навела исследователей на мысль, что для обработки поступающих от них сигналов задействуется соответствующий объем коры головного мозга. В 1950-х годах нейрохирург Уайлдер Пенфилд из Монреаля продемонстрировал справедливость этого предположения. Он изобрел хирургический способ лечения эпилепсии и первым применил его на людях. Проведение этой процедуры требовало вскрытия черепа и давало доступ ко всей поверхности коры мозга. Получив доступ к мозгу, Пенфилд в первую очередь занялся выявлением сенсорных и моторных зон коры, чтобы не повредить их при операции. Он смог картировать поверхность тела на полоске коры, продемонстрировать распределение сенсомоторных зон, отвечающих за все участки тела от пальцев ног до макушки, и выявить следующую закономерность: чем выше была чувствительность той или иной части тела, тем крупнее была зона коры, отведенная под обработку нервных импульсов от этой части тела. Самые крупные зоны коры соответствовали пальцам рук, губам и языку. Пальцами мы подносим еду к губам, которые в тандеме с языком и иными рецепторами полости рта анализируют пережевываемую нами пищу; все перечисленное относится к осязательному компоненту системы восприятия вкусовых ощущений, и для такой обработки отведена изрядная часть соматосенсорной коры головного мозга. У страдающих ожирением людей именно в этой части коры наблюдается повышенная активность (см. главу 21).
Рис. 14.1. Соматосенсорная система человека
Судя по всему, осязательные процессы в полости рта и носа обрабатываются на высшем, неокортикальном уровне мозга. Мы можем сопоставить определенные виды тактильных ощущений с рецепторами в полости рта подобно тому, как отдельные молекулы запаха сопоставляются с соответствующими пространственными схемами в обонятельной луковице. В то же время таких параллелей между этими системами недостаточно для формирования комплексного восприятия вкусовых ощущений – должно быть что-то еще, некая специальная связь между соматосенсорной корой и ее зонами, отвечающими за обработку запахов и вкусов.
Говоря о системе восприятия вкусовых ощущений, мы неоднократно упоминали, что этот вид восприятия является комплексным и целостным, а сама система – мультисенсорной. Сенсорные системы, из которых складывается восприятие вкусовых ощущений, взаимодействуют друг с другом на протяжении всех этапов восприятия, начиная с рецепторов и заканчивая корой головного мозга. Некоторые эффекты, сопряженные с этими взаимодействиями, были изучены в 2006 году Юстусом Верхагеном и Линой Энгелен; их результаты кратко резюмированы в табл. 14.3.
Здесь рассматривается лишь малая часть уже исследованных межсистемных взаимодействий, прекрасно известных нам как обывателям, – они активно используются в блюдах национальной кухни. Очевидно, что именно эти взаимодействия стимулируют поиск инновационных сочетаний продуктов питания и благодаря им формируются новые кулинарные течения, в том числе те, что работают с неконгруэнтными ингредиентами, например молекулярная кухня. Мы продолжаем изучать механизмы этих межсистемных взаимодействий; со временем результаты наших исследований наверняка лягут в основу новых кулинарных изысков и экспериментов.
Таблица 14.3. Взаимодействия осязания с восприятием вкуса и запаха
Глава 15Зрение и вкус
Всем известно, что если мы проголодались, то от одного вида аппетитной еды у нас начинают течь слюнки. С научной точки зрения этот процесс выглядит так: зрение воспринимает визуальный раздражитель и стимулирует вегетативную нервную систему, которая инициирует производство слюны в слюнных железах, подготавливая таким образом полость рта к принятию и перевариванию пищи. Чаще всего мы не берем в расчет влияние зрительных стимулов на восприятие вкусовых ощущений, но многочисленные эксперименты и повседневные наблюдения свидетельствуют о том, что все ровно наоборот. Пусть зрение и не влияет на характеристики пищи, когда та уже находится у нас во рту, но оно, очевидно, является одним из компонентов мультисенсорной системы восприятия вкусовых ощущений. Визуальная стимуляция заслуживает внимания как в рамках изучения системы вкусовых ощущений, так и для понимания того, как маркетологи манипулируют нашим мнением, формируя предельно привлекательный для потребителя визуальный образ продуктов питания и напитков.
Люди являются крайне зрительно-ориентированным видом животных, и доминантное расположение зрительного тракта в нашем мозге служит тому ярким подтверждением.
Зрительное восприятие начинается с глаз – свет попадает на фоторецепторные клетки сетчатки глаза и формирует визуальные образы воспринимаемых нами объектов окружающей среды. В сетчатке расположены три тонких слоя нейронов, которые проводят первичную обработку воспринятого нами образа и выделяют признаки визуальной сцены. В сетчатке определяется яркость изображения, обеспечивается усиление контраста между светом и тьмой (см. главу 6); здесь благодаря чувствительности к разным длинам световых волн начинается процесс формирования цветового восприятия (см. главу 9), определяются габариты воспринимаемых объектов и направление движения образа относительно сетчатки глаза. Помимо всего перечисленного, работая в паре, глаза определяют и глубину фокусировки объектов, попавших в наше поле зрения.
Изучая механизмы зрительного восприятия в сетчатке глаза, мы можем сделать один крайне важный вывод – сетчатка, являющаяся всего лишь первым этапом зрительного тракта, в отличие от тех же обонятельных рецепторов, реагирующих лишь на молекулы запаха, воспринимает более полудюжины различных видов сенсорных стимулов. Нейробиологи установили, что такое возможно лишь благодаря чрезвычайно точным нейронным микроцепям и наложению их функциональных полей, формирующих целостный визуальный образ.
Сетчатка, являющаяся всего лишь первым этапом зрительного тракта, в отличие от тех же обонятельных рецепторов, реагирующих только на молекулы запаха, воспринимает более полудюжины различных видов сенсорных стимулов.
Вся информация из сетчатки проецируется в зрительный нерв, расположенный с обратной стороны глазного яблока, а затем попадает в точку пересечения (хиазму) зрительных нервов, где сигналы от правого и левого глаза объединяются в единую визуальную сцену. Волокна зрительного нерва заканчиваются в таламусе, в так называемом латеральном коленчатом теле. Отсюда зрительные сигналы поступают в первичную зрительную зону неокортекса, находящуюся в затылочной части мозга. Лишь на этом этапе обработка зрительных образов выходит на высший когнитивный уровень, а затем продолжается в близлежащих «ассоциативных» кортикальных зонах. Регистрация нейронной активности позволила установить, что нейроны визуальной зоны коры настроены на восприятие тех или иных признаков визуальных образов, таких как: направление движения, контраст белого и черного, контраст между различными цветами спектра, дальность и глубина изображения. Многое говорит о состоятельности предположения, что именно эта нейронная подоплека лежит в основе психологического восприятия тех или иных визуальных явлений.
Для проведения параллелей между зрительным и обонятельным трактами нам потребуется освежить в памяти материал, рассмотренный в главе 10. В системе восприятия запахов между клетками обонятельных рецепторов и орбитофронтальной корой находятся лишь два синаптических узла (обонятельная луковица и обонятельная кора). Зрительный тракт же проходит четыре или пять этапов синаптической обработки (два в сетчатке, один в таламусе, от одного до четырех в неокортексе) на пути к формированию целостного, сознательного восприятия визуальной сцены. Как-то раз я попросил нейробиолога, специализирующегося в нейроинформатике, объяснить мне причину сложности системы зрительного восприятия. Он сказал, что обработка визуальной информации требует большой вычислительной мощности; она состоит из множества субмодальностей, каждая из которых требует отдель