ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ВКУСА ЗАКЛЮЧАЕТСЯ НЕ В ТОМ, ЧТОБЫ ДОСТАВЛЯТЬ УДОВОЛЬСТВИЕ, А ЧТОБЫ УБЕРЕЧЬ ОТ ГИБЕЛИ

Часть 2

Продолжаем изучать интересную книгу «Ландшафты мозга». Автор этой книги Ребекка Шварцлоуз — нейробиолог с писательским талантом. «Ландшафты мозга» — это невероятно познавательный рассказ о том, как работает мозг и как карты в нашей голове определяют то, что мы видим, узнаём, помним и чувствуем. Это книга о чудесах, и она невероятно вдохновляет.

Ландшафт мозга – это территория, описываемая картой мозга. Это искаженная версия реальности, нанесенная на карту внутри нашей головы.

Когда люди рассуждают о способностях мозга (о способности обрабатывать информацию и поддерживать разумное поведение), они обычно делают это в терминах плохо и хорошо. В целом считается, что любого человека и любое существо можно расположить на определенной ступени интеллектуальной лестницы, так что простенькие оказываются у земли, а превосходные – в поднебесье. Однако более детальное и менее предвзятое исследование способностей животных показывает, насколько ошибочна такая позиция.

Рассмотрим в качестве примера пустынного муравья, который постоянно перемещается по суровой Сахаре в поисках чего-нибудь съедобного. По отношению к собственному размеру эти муравьи за день проделывают путь, который для нас составлял бы несколько километров, а затем находят дорогу домой по совершенно безликой пустыне точно в то место, где живет их колония.

Другой пример – киты-убийцы, которые держатся группами (стадами) и общаются на диалекте, уникальном для каждого конкретного стада. Когда стадо рассеивается и члены группы оказываются в нескольких километрах друг от друга, они должны «настроиться» на сигналы других китов, общающихся на этом диалекте, и игнорировать сообщения всех остальных. Это позволяет им отслеживать месторасположение собратьев и вновь объединяться.

А птица, называемая щелкунчиком Кларка, каждую осень собирает сосновые семена и закапывает их в небольших норках. Птица запоминает более трех тысяч таких тайников и проверяет их за зиму и весну, добывая пропитание для себя и своих птенцов.

Эти животные обладают мозгом с массой от 0,001 грамма (муравей) примерно до 3650 граммов (кит-убийца), но способны на такие когнитивные подвиги, которые трудны или вовсе невозможны для нас с нашим мозгом массой около 1500 граммов. На удивление, многих живых существ можно назвать разумными, но они разумны только в каких-то определенных аспектах, необходимых для преодоления специфических трудностей. Разнообразие способностей, обеспечиваемых мозгом, у обитателей нашей планеты чрезвычайно велико, и поэтому этих существ нельзя сравнивать по какому-то одному показателю.

Разнообразие способностей мозга у разных видов и родов возникло при участии естественного отбора. Генетические вариации вызывают изменения в структуре мозга, что, в свою очередь, создает основу для появления новых способностей или поведения. Мозг существ может различаться по целому ряду параметров. Конечно, он бывает большим или маленьким. Но он также может иметь разное количество нейронов и разную плотность их упаковки – количество нейронов в единице объема.

Например, слоны и киты имеют гигантский мозг с крупными, свободно упакованными нейронами, тогда как у человекообразных обезьян мозг меньшего размера с плотно упакованными более мелкими нейронами. Размер мозга и плотность упаковки нейронов определяют общее количество нейронов в мозге. Корова и шимпанзе имеют мозг примерно одинакового размера, но в мозге шимпанзе нейроны упакованы плотнее, так что общее количество нейронов у шимпанзе, по-видимому, намного больше. Это важно по той причине, что количество нейронов в мозге животного является ключевым фактором для выживания. Слишком много или слишком мало для реализации нужд организма – это вопрос жизни и смерти.

Снабжение мозга дополнительными нейронами имеет очевидные преимущества. Поскольку нейроны – это ячейки обработки информации, увеличение их числа повышает производительность мозга. Значительная часть мозга большинства животных отводится на обработку информации, поставляемой органами чувств: в нашем случае это зрение, слух, тактильные стимулы и т. д. Недостаточно иметь пару функциональных глаз, чтобы видеть; необходимо иметь в мозге такие области, как V1, которые отражают и обрабатывают поток собранной глазами информации.

Чем больше нейронов, тем лучше мозг обеспечивает восприятие, усиливая способность организма обнаруживать пищу или хищника. Кроме того, дополнительные нейроны способствуют выполнению более сложных или точных движений, что также позволяет эффективнее добывать пищу или скрываться от хищников. Нейроны поддерживают и другие способности, такие как ориентирование, память, самоконтроль, планирование или рассудительность, – и каждая из них благоприятствует выживанию организма.

Но дополнительные нейроны достаются дорогой ценой. Прежде всего, нейроны активно потребляют энергию. В частности, головной мозг является третьим по счету человеческим органом, потребляющим максимальное количество энергии на единицу массы – после непрерывно бьющегося сердца и неутомимых почек. Но поскольку наш мозг крупнее и тяжелее этих органов, он потребляет максимальное количество энергии во всем теле. Этот комок ткани составляет лишь 2 % массы тела взрослого человека, но расходует около 22 % получаемой нами энергии.

У других видов другое соотношение, но во всем царстве животных нейроны являются активными потребителями энергии. Количество потребляемой нейронами энергии велико по той причине, что для производства каждого импульса они в буквальном смысле втягивают в себя одни молекулы и выделяют другие. Это перекачивание происходит постоянно во всех нейронах мозга. Чем больше у существа нейронов, тем больше ему нужно миниатюрных насосов, работающих день и ночь и нуждающихся в большом количестве топлива.

Поскольку нейроны обходятся так дорого, мозгу с большим количеством нейронов требуется больше калорий. Для удовлетворения этой потребности существо либо больше ест, либо ест более качественную пищу с более высоким содержанием калорий. Получить доступ к высококалорийной пище в современном индустриальном мире не трудно. Во многих развитых странах полки продовольственных магазинов забиты недорогими готовыми продуктами.

Но это современное достижение – буквально один миг на шкале человеческой эволюции. Большую часть времени, пока наши предки бродили по земле, они сталкивались с суровой реальностью, с которой сегодня сталкиваются дикие животные. Не так уж много вокруг съедобных и питательных продуктов. Каждую калорию приходится добывать тяжким трудом. И если ваше тело и мозг требуют больше энергии, чем вы можете отыскать, добыть на охоте или украсть, вам недолго придется жить. Привет и прощай.

Кроме того, нейронам нужно много места. Каждый нейрон должен сообщаться с другими нейронами, и делают они это с помощью отростков, называемых дендритами и аксонами. Эти выросты, напоминающие щупальца, служат проводами, передающими информацию в форме электрических импульсов от одной клетки к другой. Эти провода выполняют специализированные функции. Дендриты нейронов принимают входные сигналы, а более длинные аксоны отправляют сигналы от нейронов дендритам других клеток. Можно сказать, что дендриты – уши нейрона, а аксон – его голос.

Увеличение количества нейронов в мозге повышает его способность думать, воспринимать и действовать, но лишь в том случае, если нейроны соединены друг с другом для передачи информации. Эту функцию поддерживает, главным образом, аксон, похожий на провод. Аксоны могут передавать сообщения либо между соседними нейронами, либо переносить импульсы через весь мозг. Чувствительные рецепторные клетки, такие как тактильные рецепторы нашей кожи, тоже представляют собой вид нейронов и имеют собственные аксоны, с помощью которых передают сигналы в мозг.

Некоторые аксоны протянуты даже на длину всего тела; они передают тактильную информацию от пальцев ног до мозга, позволяя нам испытывать удовольствие от массажа стоп или боль от ушибленного пальца.

Карты мозга позволяют преодолевать главное препятствие на пути к выживанию. В нашем мире с ограниченным запасом ресурсов и жесткой конкуренцией эти карты позволяют выжить пустынным муравьям, китам-убийцам и нам с вами.

Есть много причин быть благодарными нашим картам мозга. Альтернатива – голод, неподвижность и вымирание – не очень привлекательна. Можно благодарить карты за быстроту и четкость наших ощущений, не говоря уже о том, что в нашей голове есть место для пяти чувств, а не для одного или двух. Но карты дают и другие преимущества. Они идеально устроены для обнаружения и исправления неизбежных ошибок и упущений в информации, которую мозг получает от глаз, ушей и кожи.

Нам кажется, что восприятие – совершенно очевидное явление. В конце концов, оно происходит естественно и без усилий с нашей стороны. Нас никогда не учили воспринимать, и мы никогда не перегружались от избытка восприятия. Многое из того, что мы делаем или, о чем думаем, требует от нас усилий, но восприятие происходит само. Оно динамическим образом осуществляется в каждый момент жизни – от дня нашего появления на свет до дня смерти. И поэтому так легко не замечать, каким же чудом на самом деле оно является. Многие сложности в восприятии пространства, энергии, движения и информации вполне могли бы привести к тому, что мы не умели бы распознавать предметы на нашем пути или ощущать чью-то ладонь на нашем колене. Карты мозга – ключ к преодолению физических и вычислительных ограничений такого рода.

Карты мозга очень сильно влияют на наше восприятие мира. Эти карты и описываемые ими ландшафты многое могут рассказать о том, почему мы чувствуем, видим и действуем тем или иным образом. Они показывают, как искажено наше восприятие, и обосновывают наш способ взаимодействия с окружающим миром и способ извлечения из него информации. Они позволяют понять, что в наших чувствах, мыслях и поведении универсально, а что уникально. Они связывают между собой объективную видимую реальность и субъективные переживания у разных людей и даже у разных видов организмов.

Зрительные и соматосенсорные карты мозга показывают, как мозг может транслировать и трансформировать информацию о пространстве на поверхности кожи или о пространстве в поле зрения. Но это только начало истории. Хотя карты по определению описывают пространство, карты мозга не ограничиваются отображением пространства. В частности, наша способность отбирать звуковую информацию определяется спектром невидимых частот. Этот спектр доступен нам только благодаря изумительной анатомии и чудесам мозговых карт.

Чтобы выжить и размножиться на Земле, любое существо должно питаться материей, спариваться с материей и избегать опасной материи. Если приглядеться, жизнь заключается во взаимоотношении с материей. А что важно для живых существ – важно для их мозга. Наши ощущения запаха и вкуса нацелены соответственно на определение качества материи у нас в носу и во рту. Более пристальное изучение этих двух чувств и их отображения в мозге позволяет выявить специфические и очень неожиданные пути, посредством которых они защищают животных и человека. Изучение этих чувств также показывает, что возможности отображения с помощью карт мозга ограниченны, и в тех случаях, когда не справляются карты, помогает другой механизм (нейрональный код).

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.

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, 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.

Рецепторы вкуса умами — это специфические рецепторы на языке, которые распознают вкус умами — пятый базовый вкус наряду с сладким, солёным, кислым и горьким. Умами вызывают аминокислоты, прежде всего глутамат, а также нуклеотиды — инозинат и гуанилат.

Рецепторы улавливают глутамат и нуклеотиды и передают сигнал в мозг. Мозг интерпретирует сигнал как высокую питательную ценность пищи.

Важно: вкус умами не столь ярко выражен, как, например, сладкий или солёный, — он скорее служит усилителем других вкусов, делая их более комплексными.

Рецепторы умами расположены во вкусовых луковицах языка, которые, в свою очередь, сосредоточены во вкусовых сосочках. Все вкусовые сосочки языка и вкусовые рецепторы рта могут чувствовать умами, это не зависит от их расположения.

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.

Источник: vk.com

Комментарии: