Почему восприятие вкусов и запахов можно. Как мозг воспринимает запахи? Запах изо рта

В 2004 году ученые Л. Бак и Р. Аксел (США) получили Нобелевскую премию за цикл исследований, позволивших вскрыть молекулярную основу распознавания запахов и тем самым существенно расширить представления о функциональных возможностях обонятельной системы.

Проведенный анализ статей последних лет показал, что роль и механизмы деятельности системы обоняния, а также причинно- следственные связи между нарушением обоняния и нейродегенера- тивными заболеваниями изучаются в крупнейших университетах и научных центрах мира.

Растительные ароматические вещества - одна из составных частей воздушной среды, с которой человек много тысячелетий живет в теснейшем взаимодействии. Они состоят из сотен компонентов и являются регуляторами жизненно важных процессов как для самих растений, так и для всех живых существ. Флора и фауна тесно соприкасаются друг с другом. И растения, и организмы животных содержат вещества единой природы - белки и другие биологические компоненты. Например, в корнях солодки содержится кислота, сходная по структуре с гормоном надпочечников глюкокортикоидом, фитоэстрогены некоторых растений схожи с женскими гормонами и по структуре и по воздействию на организм, а жасмин и фокиения (вьетнамский кипарис) проявляют свойства мужского полового гормона тестостерона.

Каждый год в атмосферу поступает около 900 млн тон растительных ароматических веществ! Они оказывают большое влияние на климат Земли, дают огромное количество энергии, которая обусловливает постоянный положительный заряд атмосферы по отношению к поверхности Земли, обеспечивают атмосферу биологически активным кислородом. Ведь это, ни много ни мало, а обеспечивает всем нам нормальную жизнедеятельность.

Растения выполняют функцию "санитаров биосферы": обеззараживают канцерогены и токсичные вещества, попадающие в окружающую среду, разлагают их на безопасные составные части, и пока еще спасают тем самым наше тяжелое экологическое положение.

Растения поддерживают жизнь живых организмов. В процессе эволюции сформировалась выраженная зависимость нормального функционирования организма человека от наличия в окружающей среде растительных ароматических веществ. Постоянно присутствующие определенные концентрации пахучих молекул составляют естественный фон окружающей среды: антимутагенный, антиканцерогенный, антиаллергенный, антистрессовый и еще много разных "анти-"... Разрушение этого целительного фона может привести к поломке систем регуляции центральных и вегетативных механизмов в организме. И тогда возникают болезни.

Развитие организма человека в естественной атмосфере на протяжении тысячелетий способствовало его тесному контакту с биологически активными компонентами растительных ароматических веществ, что привело к формированию определенной зависимости от них организма человека. В пользу этого свидетельствует факт значительного сходства химической структуры некоторых компонентов эфирных масел и ряда важных регуляторных факторов организма - стероидных гормонов, простагландинов, нейромедиаторов и др.

Обычный человек может различать до тысячи различных запахов, а у некоторых людей, обладающих особым даром "нюхача", диапазон этот намного шире - до 10 тысяч и более!

Это происходит благодаря наличию в нашем носу очень чувствительного обонятельного эпителия, расположенного на поверхности верхних носовых ходов и задней части носовой перегородки в виде участка слизистой, занимающего площадь примерно в 5 см2 (по 2,5 см2 в каждом носовом ходе), где находится слой специальных клеток-рецепторов, воспринимающих запахи (у человека приблизительно 6 млн таких обонятельных клеток; для сравнения, у кролика - около 100 млн, у немецкой овчарки - более 200 млн!).

В настоящее время ученым удалось выстроить всю цепочку - от взаимодействия пахучего вещества с рецептором до формирования в мозге четкого впечатления определенного запаха. Немаловажную роль в этом сыграли исследования американцев Ричарда Аксела и Линды Бак, за которые они были удостоены Нобелевской премии 2004 года по физиологии и медицине.

Ученых поразило то, что в распознавании запахов задействовано более 3% общего количества генов организма! Причем, каждый ген содержит информацию об одном-единственном обонятельном рецепторе, который реагирует с пахучими веществами.

Обонятельные клетки развиваются достаточно рано: уже у 8-11-недельного плода они хорошо дифференцированы и предположительно способны выполнять свою функцию; к 20-22-й неделе достигают зрелости, а к 38-40-й - полной зрелости.

Аспект воздействия запахами на мозговые центры

Научно доказано, что ароматические вещества - компоненты эфирных масел воздействуют именно на глубокую лимбическую систему как структуру, напрямую связанную с обонятельной системой.

Лимбическая же система в ответ на воздействие запахов обеспечивает нормальную саморегуляцию на всех уровнях и во всех системах организма, т.е., можно сказать, что

ароматические вещества помогают организму самому справиться с болезнью.

Благодаря тесной связи "обонятельного мозга" с нейроиммунно- эндокринной системой, запахи способны влиять на функции многих органов, а отсюда - через систему обоняния посредством запахов можно корректировать функции организма!

Запахи могут восстанавливать гармонию лимбической системы, что приводит к нормализации физиологических функций, улучшению самочувствия, поддержанию здоровья. Поэтому ни в коем случае нельзя лишать себя природных запахов, нужно больше бывать на природе, гулять в лесу, парке и т.д.

Но запахи могут также и нарушить гармонию лимбической системы, вызвав тем самым целый ряд отклонений в нашем самочувствии и даже привести к проблемам со здоровьем. При глубоких нарушениях функционирования лимбической системы возникают отклонения в эмоционально-волевой сфере (отсюда - асоциальное поведение, агрессия, нарушение пищевого и сексуального поведения, различные фобии, безразличие и пр.), грубые нарушения памяти, нарушения сознания, дисфункция эндокринной, иммунной и нервной систем, нарушения сна и пр. Так что с запахами шутить не рекомендуется.

Возможность воздействовать через обонятельную систему на важные мозговые центры открывает перед медициной широкие перспективы в профилактике и лечении многих функциональных отклонений и заболеваний.

Недавно наши отечественные ученые Сибирского отделения РАН (Институт цитологии и генетики, Институт катализа им. Г.К. Борескова и Международный томографический центр) сделали важное открытие: выявили новый канал доставки лекарственных препаратов в мозг человека - по волокнам обонятельных нервов. Это открывает совершенно новые возможности для диагностики, а также для прямой доставки лекарственных препаратов непосредственно в мозг, в жизненно важные мозговые центры!

Кстати, интраназальное (в полость носа) применение лекарственных средств давно известный и в настоящее время широко применяемый путь введения целого ряда препаратов. Он используется для вакцино- профилактики, лечения мигрени, остеопороза, аденомиоза, половой дисфункции, иммунодефицитов (препарат Тимоген) и даже проведения заместительной инсулинотерапии. Важнейшей особенностью интра- назального введения лекарственных средств является возможность их проникновения непосредственно в центры головного мозга, связанные, как известно, со многими важнейшими системами организма.

За пределами носа обнаружены до двухсот типов обонятельных рецепторов: в простате, кишечнике, коже и даже в сперме. В сперматозоидах они обеспечивают хемотаксис - движение к яйцеклетке по "запаху" выделяемых ею химических веществ, в кишечнике - помогают высвобождению серотонина. Находящиеся в кератиноцитах (клетках внешнего слоя кожи) обонятельные рецепторы OR2AT4 (их открыли и исследовали немецкие ученые) реагируют на одорант сандала повышением в них концентрации ионов кальция, что заставляет кератиноциты делиться, мигрировать и регенерировать, а это способствует восстановлению поврежденной кожи!

Другие обонятельные рецепторы ученые обнаружили в клетках кожи, синтезирующих пигмент меланин, и в фибробластах. А вот за что они отвечают, еще предстоит выяснить.

Как влияют на нас ароматы

Через органы обоняния растительные ароматические вещества действуют в сверхмалых дозах, всего 1012 -1010, но, независимо от того, ощущаем мы их в атмосфере или нет, оказывают на нас положительный биорегулирующий эффект.

Лроматерапию рассматривают как своеобразную фармакотерапию. Через систему обоняния компоненты эфирных масел воздействуют на различные органы и системы. Кроме того, молекулы эфирных масел проникают с вдыхаемым воздухом в альвеолы легких, откуда через их мембрану и мембрану капилляров, их окружающих, попадают в кровеносное русло и далее, как уже указывалось, во все органы и ткани (А.Т. Быков, Т.Н. Маляренко, 2009) .

К настоящему времени показано множество эффектов влияния обонятельных сигналов на центральную нервную, нейрогуморальную и эндокринную системы, которые описываются как изменение физиологического состояния и поведения.

Благодаря растительным ароматическим веществам наш организм способен постоянно ориентироваться в среде своего обитания. Длительное отсутствие в атмосфере ароматических веществ (например, в замкнутом пространстве помещений офисов и квартир, в космическом полете, выраженный их дефицит в условиях асфальтового мира городов) отрывает человека от биосферы. В результате ломается естественная биорегуляция всех функций организма, что может стать причиной развития болезней.

Кроме того, сенсорные притоки (звуки, запахи, тактильные ощущения) крайне важны для мозга, так как они во многом обеспечивают его энергетический потенциал, активируют рост нервных клеток, ускоряют переработку информации в центральной нервной системе, стимулируют когнитивные (познавательные) функции, такие как память, внимание, психомоторную координацию, речь, счет, мышление, ориентацию и др., оптимизируют функции вегетативной нервной системы. Отсутствие в окружающей среде ароматических веществ или значительное снижение чувствительности обонятельных рецепторов (поражение слизистой наса инфекцией, травмы, хронический насморк) создает условия для дизрегуляции центральных и вегетативных механизмов, что является причиной болезней, и в этой связи дополнительный обонятельный сенсорный приток (запахи) представляется не только желательным, но и необходимым, особенно у пожилых и старых людей (Быков, Маляренко, 2003; Bykov et al., 2006).

Запахи оказывают воздействие на нашу "физиологию" и эмоциональное состояние. Они могут возбудить аппетит, улучшить настроение и самочувствие либо ухудшить их, могут повысить или понизить работоспособность и даже заставить купить не очень нужную вещь, оказывают антистрессорное, седативное и расслабляющее, тонизирующее и стимулирующее, антисептическое, согревающее, гормоноподобное, сосудорасширяющее и другие действия.

Чувствительность же к запахам у всех людей разная.

Восприятие запахов зависит от индивидуальных особенностей каждого человека (его эмоционального состояния, гормонального фона, возраста, состояния слизистой носа), а также от внешней среды (обонятельные ощущения обостряются весной и летом, т.е. в теплую и влажную погоду) и температуры используемых эфирных масел (лучше всего ощущаются запахи теплых эфирных масел, подогретых до 37-38°С).

Очень чувствительно обоняние у детей и беременных женщин.

У женщин чувствительность к обонятельным сигналам может изменяться в зависимости от фазы менструального цикла. У большинства обоняние обостряется в периовуляторную (перед и сразу после овуляции) фазу, что подтверждено лабораторно. Снижена обонятельная чувствительность у женщин, принимающих гормональные контрацептивы.

По наблюдениям специалистов, болезненную чувствительность к ароматам испытывают неврастеники.

Способность воспринимать запахи меняется на протяжении всей жизни. Максимума острота обоняния достигает к 20 годам и примерно до 50-60 лет находится на одном и том же уровне, а затем начинает снижаться. Особенно заметно снижено обоняние у пожилых людей (старческая гипосмия или пресбиосмия). Хотя - все очень индивидуально, тем более, что в наше время достаточно причин для расстройства обоняния в любом возрасте.

Специалисты отмечают, что за последние несколько десятков лет процент людей, страдающих потерей обоняния, значительно вырос (согласно данным Национального института здоровья США, за двадцать лет - в восемь раз!), причем значительно преобладает молодежь. Причиной, как считают, является плохая экологическая ситуация в мире.

От того, что мы вдыхаем, зависит внутричерепное давление, крово- и лимфообращение, работа сердца и нервной системы.

Ароматы оказывают положительное влияние на работу центральной нервной системы: обладают седативным и антидепрессантным эффектом (лаванда, мята, апельсин), снимают стрессовые состояния, повышают внимание и реакцию, работоспособность и умственную активность, улучшают память.

Запахи обрабатываются в той же области мозга, которая отвечает и за память. Известный нейрофизиолог академик Наталья Петровна Бехтерева советовала при нарушении памяти, замедлении ассоциативных процессов в мозгу наряду с применением фармакологических препаратов, улучшающих деятельность мозга, обязательно применять не менее эффективное благотворное действие естественного отдыха на природе - прогулок в лесу, потому что сопровождающие их запахи оказывают очень благотворное воздействие на сложные механизмы памяти. Известно, что хвойные породы вырабатывают от 4 до 30 кг фитонцидов на 1 га насаждений; можжевельник, например, - более 30 кг!

Ароматические вещества воздействуют на функциональное состояние и физиологическую активность мозга (которая, нужно сказать, имеет огромное влияние на то, как мы думаем, чувствуем и ведем себя в тот или иной момент). Так, аромат розмарина обладает мощным активирующим действием на структуры головного мозга и улучшает работу зрительного анализатора.

Некоторые растительные ароматы стимулируют выработку в организме важнейших биологически активных веществ. Запах лаванды, например, - очень важного гормона и медиатора серотонина - древнейшего из всех гормонов на Земле (серотонин участвовал в фотосинтезе первых растений и управлял нервными центрами древних головоногих моллюсков и допозвоночных животных!). В процессе развития человеческого эмбриона серотонин формируется как один из самых первых гормонов. Он присутствует в головном мозге, пищеварительном тракте, шишковидной железе и тромбоцитах.

Серотонин влияет на аппетит, сон, настроение и эмоции, сосудистый тонус (снижение уровня серотонина в мозге является одним из факторов формирования депрессивных состояний и тяжелых форм мигрени), играет роль в регуляции сократимости матки и маточных труб и в координации родов (продукция серотонина в мышце матки возрастает за несколько часов или дней до родов и еще больше увеличивается непосредственно в процессе родов), необходим для нормального процесса овуляции у женщин, что обеспечивает выход полноценной яйцеклетки и возможность оплодотворения.

В нашем организме ежедневно вырабатывается необходимый для жизнедеятельности объем серотонина. Но для этого обязательно необходим ультрафиолет. Недостаток солнечного света в зимнее время года является частой причиной распространенной сезонной депрессии.

При достаточном уровне серотонина человек пребывает в душевном равновесии, контролирует свои поступки, становится более терпимым, уравновешенным в общении с окружающими (поэтому серотонин еще называют "гормоном душевного равновесия" и "социальным гормоном"), оптимально готов к телесной, психической, умственной нагрузке. Серотонин освобождает от чувства голода, увеличивает бодрость духа и концентрацию внимания, делает засыпание быстрым и легким, а сон глубоким, уменьшает чувствительность к температуре и ее перепадам, к болевым ощущениям, укрепляет память и улучшает способность к обучению, создает психическую стабильность, душевное спокойствие, терпимость к окружающим, уверенность в себе. Он прогоняет тоску и возвращает радость жизни.

Когда же в организме не хватает серотонина, человек постоянно чем-то недоволен, испытывает чувство беспокойства, даже когда для этого нет реальных причин, впадает в депрессию, у него часто нарушается сон, появляется раздражительность, гневливость, конфликтность в отношениях с окружающими, обидчивость, наблюдается поведенческая расторможенность, склонность к зависимому поведению (алкоголизму, азартным играм), повышенной агрессии, высокой импульсивности, неврозам и различным их проявлениям.

Стимулирует выработку серотонина ароматические вещества лаванды, нероли, майорана, ладана, ванили, розы, жасмина, цитрусов (последние содержат индол, который через триптофан связан с выработкой серотонина), а также запах кофе.

Аромат жасмина стимулирует выделение эндорфинов ("гормонов счастья"), которые повышают настроение, действуют антидепрессивно, являются естественными болеутоляющими веществами организма; а герани действует на нейромедиатор ацетилхолин, который контролирует системы мышц и органов, память, мышление, сосредоточение внимания.

Ароматы мяты понижают количество катехоламинов (адреналин, норадреналин, дофамин) - химических посредников во взаимодействиях между клетками, которые влияют на активность обмена веществ, сгорание углеводов, жиров и аминокислот, повышение чувствительности клеточных мембран к половым гормонам и гормону роста, прямое или косвенное повышение активности эндокринных желез, стимулирование гипоталамуса и гипофиза, а через них - гормональной функции. Чем активнее вырабатываются катехоламины, тем лучше наш организм приспосабливается к окружающей среде. Кстати, дофамин является антагонистом серотонина, остюда - увеличение уровня дофамина приводит к снижению уровня серотонина (и депрессии), и наоборот.

Обоняние человека влияет наздоровье

Кроме рефлекторного, существует ассоциативный механизм восприятия запахов, влияющий в основном на психоэмоциональную сферу человека. Наше настроение подвержено влиянию ароматов не меньше, чем наша физиология. Пример тому - действие запахов лаванды, камфоры, апельсина, нероли, герани, которые бодрят, внушают оптимизм, снимают депрессию, подавленность, раздражительность. Одни запахи настраивают нас на сентиментальный лад, другие действуют возбуждающе, запахи могут навевать легкую грусть, вызывать желание активной деятельности.

У большинства людей улучшается настроение от запахов хвои, цитрусовых; запахи розы, ландыша, жасмина вызывают положительные эмоции. А вот аромат черемухи или багульника вызывает беспокойство, раздражение и головные боли.

Запахи мускатного ореха, валерианы, мяты действуют антистрес- сорно, снимают подавленность, оказывают расслабляющее действие, усиливают ощущения счастья, спокойствия.

Волокна обонятельного тракта приносят импульсы к двум небольшим, но значимым участкам мозга, отвечающим за настроение: locus ceruleus ("голубое пятно"), в котором содержится норадреналин, и raphe nucleus ("ядра шва"), содержащие серотонин.

Эфирные масла розмарина, лимона, базилика, мяты перечной обладают стимулирующим действием на "голубое пятно", вследствие чего выделяется норадреналин (и потому их действие на организм стимулирующее), а вот лаванда, нероли, майоран воздействуют на "ядра шва", вследствие чего высвобождается "гормон радости" и антидепрессант серотонин. (Поэтому эти эфирные масла обладают седативным эффектом).

Отмечаемое при ароматерапии улучшение настроения связывают с ноотропной активностью некоторых эфирных масел: как уже говорилось, запах жасмина стимулирует выделение эндорфинов, герани - ацетилхолина, лаванды - серотонина, мяты - способствует снижению повышенного количества катехоламинов.

В свою очередь, "эмоциональные" структуры мозга, реагирующие на запахи, тесно связаны с областями головного мозга, регулирующими жизненно важные физиологические функции организма: частоту сердечных сокращений, кровяное давление, ритм и глубину дыхания.

Запахи обладают мощным мотивационным воздействием. Даже не будучи ощущаемыми, они управляют нашим сознанием, помогают выбирать друзей и партнеров, информируют об опасности, изменяют настроение, способны привлечь или оттолкнуть людей друг от друга, влияют на поведение, в том числе половое. При этом особенно мощно действуют так называемые половые аттрактанты или феромоны, необходимые для привлечения особей противоположного пола.

Есть даже такое понятие как химическая коммуникация, или обмен информацией посредством запахов.

Позже появились данные, что и мужские запахи влияют на менструальные циклы и время наступления овуляции у женщин. А ученые из Филадельфии открыли возможность влияния феромонов на нормализацию и стабилизацию веса человека и даже его омоложение.

Итак, существует дополнительная обонятельная система, которая позволяет бессознательно ощущать определенные химические сигналы, подаваемые людьми, находящимися рядом с нами, управляет нашими нейроэндокринными и поведенческими реакциями, играет ключевую роль в регуляции репродуктивного и материнского поведения, она непосредственно связана со структурами мозга, регулирующими выработку гормонов (у женщин, как уже упоминалось, под действием таких сигналов могут изменяться гормональные циклы).

Разделение слоев основной и дополнительной обонятельных луковиц начинается после 8-й недели развития и завершается к 20-22-й. Как показали исследования, нервные волокна основной и дополнительной обонятельной систем образуют единый нервный пучок на пути к переднему мозгу; дополнительная обонятельная луковица не дегенерирует у плода, сохраняется до 35-й недели, что не исключает существования вомероназальной системы обоняния на поздних сроках внутриутробного развития, а также у новорожденных и взрослого человека.

У человека вомероназальный орган представлен небольшим углублением (вомероназальной ямкой) - крошечным образованием, расположенным в 1,5-2 см от края ноздри, в стенке носовой перегородки на границе хрящевого и костного ее отделов, что достаточно далеко от обонятельного эпителия. Он наблюдается в явном виде почти у 70% взрослых людей с двух сторон, примерно у 8-19% обнаруживается лишь с одной из сторон носовой полости. Интересно, что у людей с гипогонадотропным гипогона- дизмом (синдром Кальмана), характерным симптомом которого является аносмия (отсутствие обоняния), вомероназальный орган отсутствует.

Вомероназальный орган имеет входы в некоторые области гипоталамуса, участвующие в регуляции репродуктивного, защитного, пищевого поведения, нейрогуморальной секреции (в первую очередь гонадотропных, т.е. имеющих влияние на половые органы, гормонов).

Дополнительный путь восприятия запахов проходит параллельно главному, с ним не пересекаясь. Он идет в обход главным обонятельным луковицам и коры головного мозга - в дополнительные, находящиеся в переднем мозге, а уже от них - к структурам, которые заведуют репродуктивным и материнским поведением: гипоталамусу - главному регулятору эндокринной системы и многих функций организма, тесно связанному с лимбической системой и корой мозга (в гипоталамусе находятся центры регуляции эмоций и поведения), и от него - к передней доле гипофиза, которая вырабатывает гормоны, влияющие на работу половых желез, и к структуре лимбической системы - упоминаемой уже миндалине у отвечающей за эмоции: эмоциональное восприятие, эмоциональную память и контроль эмоций.

И если основная обонятельная система имеет представительство в коре больших полушарий головного мозга, благодаря чему мы ощущаем и запоминаем запахи, то проекции вомероназального органа в коре мозга на сегодняшний день не обнаружено (электроэнцефалографи- ческие исследования, к примеру, показали, что при действии феромонов активируются не корковые, а передние таламические структуры, участвующие в анализе обонятельных сигналов; таламус - структура промежуточного мозга - является подкорковой "станцией" для всех видов чувствительности), что позволяет говорить о том, что дополнительная обонятельная система реализуется на более примитивном, подсознательном уровне и запахов явно "не слышит", а также не связана с когнитивными функциями мозга - памятью, вниманием, речью, счетом, мышлением, ориентацией и др.

Согласно современной концепции «дуального обоняния», мы имеем две обонятельные системы - основную и дополнительную.

Основная обонятельная система начинается в обонятельном эпителии полости носа и проецируется в кору больших полушарий мозга («обонятельный мозг»). Благодаря ей мы ощущаем, запоминаем, различаем запахи, они влияют на когнитивные функции нашего мозга (память, речь, счет, мышление, внимание и т.д.) и функционирование систем организма.

Дополнительная обонятельная система начинается в специальном воме- роназальном органе, расположенном в носу, проходит параллельно основному пути в участки мозга, которые заведуют репродуктивным и материнским поведением (гипоталамус-гипофиз и миндалина). Не имея проекции в коре больших полушарий, она реализует свои эффекты на более примитивном, подсознательном уровне, отвечая за половое поведение, а феромоны для нас «не пахнут».

Память является сложной психической деятельностью. Основные процессы в ее структуре - это запоминание, сохранение, припоминание, восстановление (узнавание, воспроизведение), а также и забывание.

Ученые доказали: ничто так не связано с памятью, как запах. Знакомые запахи пробуждают старые воспоминания с большей активностью, чем знакомые виды или звуки.

В мозге отделы, обеспечивающие восприятие запахов, тесно связаны с зонами, ответственными за возникновение эмоций. Поэтому все запахи эмоционально окрашены и могут надолго сохраняться в эмоциональной памяти и активизировать ее ("запах порождает образ"), что вызывает у нас те или иные эмоциональные переживания. Пережитые же эмоции - как положительные, так и отрицательные - запоминаются и в дальнейшем выступают в виде сигналов, побуждающих нас к действию либо удерживающих от действий.

У североамериканских индейцев существовал своеобразный способ фиксации в памяти дорогих и важных событий и переживаний. Они носили при себе (крепили к ноге) специальные флакончики с составами, обладающими сильными и характерными ароматами - "запахами событий", и в те минуты, воспоминание о которых им хотелось удержать в памяти, они открывали какой-нибудь из них и вдыхали из него запах. Запах увязывался с событием, и потом, даже через много лет, мог пробудить необычайно яркие и живые воспоминания и даже восстановить зрительную картину события.

Запах - это способность вещества воздействовать на рецепторы обонятельного анализатора, что сопровождается возникновением специфического ощущения.

Обоняние увеличивает объем информации об окружающем мире.

Существует несколько теорий восприятия запахов. По химической теории запах - это следствие присутствия в окружающей среде определенных концентраций пахучих молекул. Недостатком химической теории запаха является то, что она не объясняет, почему молекулы различных структур имеют одинаковый запах. В то же время молекулы, имеющие разное строение и химический состав, могут обладать одинаковым запахом.

Согласно стереохимической теории , запах обусловлен формой и размерами молекул, а не их химическим составом. Запах вещества зависит от того, насколько точно их молекулы вписываются в соответствующие лунки, расположенные на рецепторных мембранах обоняния. Однако эта теория не может дать ответ на все вопросы, связанные с восприятием запахов.

Согласно квантовой теории , восприятие запахов связано с колебательными движениями атомов, входящих в состав ароматических веществ. В результате колебаний атомов возникают электромагнитные волны, которые поглощаются рецепторной мембраной и трансформируются в ощущение запаха. Но эта теория не может объяснить, почему два вещества имеют совершенно разные запахи, хотя электромагнитные колебания их атомов полностью совпадают. Эта теория также не дает ответа на все вопросы [Губанов Н.И. и др., 1978]. По-видимому, имеют значение структура, форма молекул и их квантовые свойства. До сих пор не известно, какое именно свойство пахучего вещества вызывает нервный импульс.

У человека обонятельные клетки (обонятельные нейроны) входят в состав обонятельного эпителия. Они расположены в верхнем носовом ходе и задней части носовой перегородки. Обонятельные клетки лежат тонким слоем, живут около 60 дней и гибнут. Затем они дифференцируются из базальных клеток. Обонятельные клетки являются единственными нейронами, способными в течение всей жизни организма непрерывно обновляться. Эти клетки расположены среди обонятельного эпителия, в состав которого входят также клетки ненейронной природы, опорные клетки, разделяющие рецепторные клетки. Базальные клетки выполняют функцию стволовых. За счет базальных клеток обонятельные нейроны способны к постоянному обмену и регенерации. Секреторные клетки обонятельных (боуменовых) желез продуцируют слизь.

Чувствительная площадь первичного контакта воспринимающей поверхности с пахучими молекулами представляет собой обнаженное вещество самого нерва, т.е. при ощущении запаха происходит непосредственный контакт с окружающим миром [Райт Р.Х., 1966].

Учитывая количество обонятельных волосков, их длину, диаметр, можно рассчитать, что, например, у кролика первичная площадь контакта между пахучими молекулами и воспринимающей поверхностью составляет 600 м 2 . У человека она в 100 раз меньше. Эта чувствительная поверхность представляет собой обнаженное вещество нерва.

У человека количество обонятельных клеток составляет около 60 млн. Импульс в отдельном нервном волокне возникает при попадании на его рецепторы 8-10 молекул пахучих веществ. Ощущение запаха возникает, если одновременно возбуждается не менее 40 нервных волокон.

Обонятельные клетки имеют форму веретена с двумя отростками - периферическим и центральным. От периферического (апикального) отдела отходит дендрит, который заканчивается обонятельной булавой, несущей 10-15 ресничек - обонятельных рецепторов, которые находятся в слое слизи и медленно, но несинхронно колеблются [Бронштейн А.И., 1950].

Молекулы ароматических веществ сначала поглощаются слизью, затем контактируют с ресничками и рецепторными молекулами в мембране обонятельных клеток.

Сходство и различие запахов связывают, во-первых, со структурой (т.е. с конфигурацией пахучих молекул и рецепторных участков на поверхностной мембране обонятельных волосков), во-вторых, с колебательными свойствами пахучих молекул (соответствием резонансных колебательных частот молекул ароматических веществ и рецептора).

Обонятельные рецепторы - это выросты плазматических мембран. Каждая из них состоит из 9 пар двойных трубочек, расположенных по периферии реснички, и одной пары, расположенной в центре. Они - участники рецепции, усиления сигнала и преобразования его в изменение биоэлектрической активности клетки. Рецепторы распадаются на группы с одинаковыми спектрами, т.е. одинаковыми ответами на стимул. Выделяют три группы рецепторов:

· реагирующие на феромоны;

· реагирующие на запахи пищи;

· реагирующие на широкий круг веществ.

Механизм преобразования сигнала при изменении ионной проницаемости плазматической мембраны клетки, дающий начало развитию рецепторного потенциала, до конца не расшифрован.

Исследователи считают, что трансдукция обонятельного сигнала сопряжена с цитоскелетом обонятельных нейронов. Основная роль отводится микротрубочкам, которые, как полагают, участвуют в рецепции, трансформации и проведении стимулов внешней среды. Акцепторной молекулой одорантов служит тубулин - основной белок микротрубочек [Этингоф Р.Н. и др., 1987].

От центрального (дистального) отдела обонятельной клетки отходит аксон. В виде нескольких (до 20) тонких нитей он проникает через отверстия решетчатой кости и поступает в мозг, образуя на нижней поверхности лобной доли обонятельные луковицы. Внутри такой луковицы аксоны переплетены между собой и заканчиваются в теле клубочка, где имеются синапсы, через которые нервные импульсы с помощью неиромедиаторов передаются в обонятельные структуры мозга [Шеперд Г., 1978].

Ключевой системой действия растительных ароматических веществ является лимбическая система, включающая гиппокамп, гипоталамус, миндалевидное ядро и другие образования. Эти структуры названы обонятельным мозгом. Лимбическая система действует совместно с корой больших полушарий и ретикулярной формацией.

Эмоциональные напряжения, стрессы, действие экологических факторов сопровождаются глубокими сдвигами во многих функциональных системах организма. При этом первичные запускающие изменения, ведущие к патологии, происходят в лимбической системе.

Растительные ароматические вещества осуществляют свое действие через лимбическую систему, что сопровождается нормализацией нейрофизиологической функции лимбической системы, включением гипофизадреналовой системы, формированием биорегулирующих эффектов на всех органах и системах организма.

В последние годы выявлена ноотропная активность растительных ароматов на медиаторное звено ЦНС. Так, ароматы лаванды способствуют выделению серотонина, ароматы жасмина стимулируют выделение эндорфинов, а герани - действуют на ацетилхолин. Ароматы мяты способствуют снижению повышенного количества катехоламинов и т.д.

Привлекают внимание особенности и закономерности действия растительных ароматов через органы обоняния и обонятельный мозг на различные органы и системы. Они характеризуются сверхмалыми дозами (в диапазоне 10 -18 - 10 -10), а также противоположно направленным эффектом при более высоких дозах. Кроме того, несмотря на различный химический состав действующих ароматов и объектов, наблюдаются общие закономерности их действия в сверхмалых дозах. В этом диапазоне активны именно регуляторные вещества, которые в основном имеют пептидную и полипептидную природу, однако и некоторые вещества непептидной природы (в частности, растительные ароматические) действуют в сверхмалых дозах.

В нашей лаборатории на животных получены данные о действии растительных ароматических веществ (РАВ) на соматические клетки в сверхмалых дозах - на уровне 10 -10 - 10 -9 .

Нередко ароматы растений независимо от того, ощущаем мы их в атмосфере или нет, оказывают биорегулирующие эффекты.

Наша жизнь представляет собой непрерывную реакцию организма на поступающую информацию. Львиную ее долю поставляет зрение. А обоняние называют пятым чувством - после зрения, слуха, вкуса и осязания. Однако запахи имеют для человека, пожалуй, даже большее значение, чем информация от остальных органов чувств.

Сезон отпусков подходил к концу, а в одном из парижских уни­вермагов оставался непроданным большой запас летних товаров. И то­гда директор обратился за помощью к специалистам по запахам - одорологам. Те порекомендовали ис­пользовать в торговых залах аромат свежескошенного сена. Гранулы с этим запахом срочно разместили во всех отделах, где продавались това­ры для отдыха. И они пошли нарас­хват. Через неделю владелец уни­вермага вместо убытков подсчиты­вал прибыль: запах не подвел.

Можно привести десятки подоб­ных примеров, но сами по себе они не объясняют тайну власти запахов над нами. Чтобы понять ее, начнем, как говорится, танцевать от печки, в данном случае - от носа, издавна считавшегося самым загадочным из всех органов чувств. Лишь сравни­тельно недавно исследователям удалось проследить сложные связи между носом, воспринимающим за­пахи, и другими органами.

Дело обстоит так. Обонятельная область находится в верхнем отделе полости носа. Воздух попадает туда, пройдя фильтр из реснитчатых кле­ток эпителия, которые задерживают мельчайшие частицы пыли и микро­организмы.

Слизистая оболочка обонятель­ной ямки отличается от слизистой остальной поверхности полости носа от остальных органов чувств и цветом, и строением. В ее толще находится более 10 миллионов рецепторных клеток. Каждая из них по форме напоминает веретено с двумя отростками. Один - короткий, пе­риферический - направлен к по­верхности слизистой оболочки, дру­гой - длинный, так называемый центральный - в головной мозг.

На концах периферических отро­стков есть утолщения с 10-12 очень подвижными тонкими волосками. Они сгибаются, выпрямляются, по­ворачиваются в разные стороны, отыскивая и улавливая молекулы пахучих веществ. На этих обоня­тельных ресничках расположены ре-цепторные участки, отличающиеся друг от друга своим строением, бла­годаря чему каждый Из них вступает в контакт только с определенными пахучими молекулами.

В результате этого контакта в рецепторной клетке рождается нерв­ный импульс, который и устремляет­ся по центральному отростку в мозг - в его височную долю, где нахо­дится высший отдел обонятельного анализатора. После обработки при­нятой информации в нем форми­руется ощущение того или иного за­паха.

От анализатора разбегаются нер­вные пучки (их так и называют цен­тробежными), которые связывают его с вегетативными ядрами, гипота­ламусом, зрительным бугром и неко- торыми другими образованиями лим-бического комплекса. « В этих бога­тейших нервных связях обонятельно­го анализатора со многими структу­рами мозга, - подчеркивает про­фессор Е.С. Вельховер, - и кроется разгадка влияния различных обоня­тельных ощущений на функции орга­низма».

Кстати, наш « нюхательный аппа­рат» обладает уникальной особен­ностью. Известно, что нервные клет­ки головного мозга не восстанавли­ваются. Однако ученые из Центра медицинских исследований при уни­верситете штата Нью-Йорк обнару­жили исключение из этого правила. Оказывается, природа позаботилась о повышенной надежности нашего органа « пятого чувства» - очевид­но, в силу его чрезвычайной важно­сти для всего организма. Обоня­тельный нерв функционирует лишь 30-90 дней, а затем отмирает. Но к этому времени уже сформировался новенький нерв! Причем сам процесс их замены нисколько не влияет на чувствительность к запахам.

Нейробиолог Джеймс Швоб ком­ментирует это открытие так: « В обо­нятельной системе постоянно повто­ряются такие процессы, которые ха­рактерны для головного мозга лишь на эмбриональной стадии развития, а именно - процессы зарождения и дифференциации нейронов. Если мы поймем механизм их регенерации, то получим бесценную информацию о том, как развивается мозг».

Что такое запах? Если задаться вопросом, сколько существует запа­хов, ответ должен быть таким: столь­ко, сколько различных веществ и их комбинаций. У каждого вещества 74 свои летучие составляющие. Пахнут даже камни, в чем каждый может убедиться, если с силой ударит один камень о другой. Это подтверждает и « электронный нос» - лазерный при­бор, анализирующий испарения твердых тел, переведенных в газооб­разное состояние. На такой слож­нейший анализ требуется три секун­ды. А вот муха практически мгновен­но отличает сахар от сахарина, ана­лизируя, как установили исследова­тели, пространственное строение молекул запаха.

Люди давно догадывались, что запах - не что иное, как мельчай­шие частицы вещества, попадающие в нос. Но каким образом человек различает запахи? Как нос понимает, что, например, пахнет подгоревшим молоком, а не хвоей? Как он разли­чает бесконечные оттенки запахов? Взять хотя бы растительное масло. По запаху можно не только отличить соевое масло от подсолнечного, но и определить его происхождение: им­портное (оно почти без запаха), или с городского маслозавода, или дере­венское (самое пахучее).

С такой задачей справится почти любой человек. Но есть люди, кото­рые различают в несколько раз больше запахов, чем другие. Таких гениев обоняния единицы. « Носы» - именно так уважительно называ­ют дегустаторов-одорологов экстра­класса. Особенно ценятся « носы» в парфюмерной промышленности. В восприятии запахов есть и свои без­дарности, которым « медведь на нос наступил».

Вообще человеческий нос спосо­бен воспринять более 10 тысяч за­пахов. Но подавляющее большинст- во сигналов обонятельного анализа­тора отсылается в подсознание, и лишь незначительная часть одоро­логической информации восприни­мается мозгом как важная. Второ­степенная информация органов обо­няния усваивается на подсознатель­ном уровне, причем ее роль часто оказывается очень существенной, хотя человек может об этом даже не подозревать. Биологически важными запахами для любого живого суще­ства всегда остаются запахи пищи, опасности, полового партнера, ре­бенка.

В принципе, каждый может на­тренировать свой нюх, чтобы расши­рить спектр различаемых запахов. Для этого есть специальные методи­ки. Самая простая - специально об­ращать внимание на запахи. Как только вы начинаете фиксировать внимание на запахах, у вас начинает развиваться и соответствующая зона мозга.

Итак, пахучие молекулы воздей­ствуют на рецепторы обонятельных ресничек. Но как это происходит? Видные специалисты в области сте­реохимии Р. Монкрифф и Дж. Эймур доказали, что все дело в форме мо­лекулы. Ее восприятие молекулой рецептора подобно вхождению клю­ча в замок. Если они подходят друг к другу, происходит реакция « узнава­ния» определенного первичного за­паха.

На основании этой теории ученые построили трехмерные модели « пер­вичных» запахов. Молекула камфа­ры, например, округлая, мускуса - имеет форму диска. Приятный цве­точный запах вызывают пахучие мо­лекулы сходной дискообразной формы, но с гибким хвостом, как у воз­душных змеев. Прохладным мятным запахом обладают молекулы клино­образной формы. А эфирный запах обязан своим происхождением па­лочковидным молекулам.

А теперь проследуем за инфор­мационным импульсом из обоня­тельного анализатора, в головной мозг.

Когда речь идет о механизме процессов регуляции в организме, обычно его объясняют так: тот или иной орган посылает свой импульс, по нервным каналам в мозг, который в ответ отдает соответствующую ко­мандусигнал этому органу. А по по­воду характеристик таких импульсов и сигналов обычно произносят стан­дартную фразу: « электрические по своей природе». Но это все равно, что в ответ на вопрос о содержании телеграммы сказать: « Она послана с помощью электрического тока». Главное в биоэлектрических сигна­лах, циркулирующих в организме, - спектр их частот. Именно они явля­ются содержанием нервных импуль­сов, обеспечивающих согласованное функционирование различных сис­тем и органов. Эти частоты можно назвать « словами» непрерывного « диалога», а то и « выступлений» участников « общего собрания» орга­низма.

Обонятельный анализатор тоже активно участвует в « обмене репли­ками». Когда « ключ» (молекула па­хучего вещества) попадает в « замок» (соответствующую ей молекулу ре­цептора), по нервным каналам сле­дует электромагнитный сигнал стро­го определенной частоты. То, что он является электрическим, а не хими- ческим, было доказано в целом ряде опытов.

В апреле 1991 года американцы Линда Бак и Ричард Акселем из Ме­ждународного института имени Го­варда Хьюза при Колумбийском уни­верситете сообщили о своем откры­тии, ставшим одной из самых гром­ких научных сенсаций последних лет: устройство обонятельных рецепто­ров запрограммировано генетически! Оказывается, существует целое се­мейство генов, в которых закодиро­ваны « индивидуальные инструкции» по устройству разнотипных рецепто­ров. Другими словами, природа за­ранее позаботилась создать разно­типные рецепторы для каждого из более чем 10 тысяч запахов, которые воспринимает человек. Образно го­воря, это она изготовила 10 тысяч « замков» для 10 тысяч « ключей».

В мозге запаховые сигналы из обонятельного анализатора, попав в гипоталамус, приводят в действие « спусковой механизм», стимули­рующий выработку различных гор­монов. Впрочем, не исключено, что эти сигналы могут поступать прямо в центры эмоций, расположенные в височной доле. Главное, что в лю­бом случае под влиянием запахов рождаются гормоны, которые влияют на наше эмоциональное состояние. Еще в древних медицинских тракта­тах отмечено, что аромат одних рас­тений может возбуждать, бодрить, придавать силу и смелость, а других, наоборот, успокаивать, усыплять, вызывать тоску и тревогу у совер­шенно здоровых людей.

А вот любопытное свидетельство на сей счет современного исследо­вателя Сергея Москалева: « Для транспорта я использую особый оде­колон. Он надежно защищает меня от грязных и негармоничных вибра­ций. В свою очередь, окружающие меня люди, попадая в поле этого одеколона, также ощущают его бла­готворное воздействие, например, они перестают быть агрессивными… Если я нахожусь в троллейбусе и рядом стоит или сидит раздражен­ный и издерганный человек, то он, воспринимая успокаивающий запах, меняется на глазах: его состояние начинает улучшаться - взгляд теп­леет, напряженные мышцы лица раз­глаживаются, рука уже не так судо­рожно сжимает поручень, голос при­обретает мягкие оттенки».

Больше того, запахи влияют не только на психику, но и на сому - наше тело. Через гормональные ме­ханизмы они способны изменять ритм дыхания и пульс, накладывать свой отпечаток на зрительные, слу­ховые, вкусовые ощущения. Что ка­сается вкуса, то каждый знает, как возбуждает аппетит вкусно пахнущая еда. Но достаточно подхватить на­сморк, блокирующий обонятельный анализатор, и та же самая пища ка­жется безвкусной.

Сбои и поломки в « нюхательном аппарате» могут вызывать и более серьезные последствия. Так, во вре­мя опытов крысы с удаленными обо­нятельными луковицами набрасыва­лись на любое живое существо, ко­торое сажали в клетку: мышь, лягуш­ку, черепаху, даже крысенка, хотя нормальные особи лишь обнюхива­ли гостей. Лишившись обоняния, они проявляли немотивированную агрес­сию ко всему, что двигалось.

По схожести воздействия на че- ловека запахи делятся на несколько групп. Приятные - снижают кровя­ное давление и частоту пульса, вы­зывают чувство удовлетворения и высокую самооценку. Неприятные - повышают кровяное давление и час­тоту пульса, делают дыхание более частым и глубоким, провоцируют раздражение и недовольство собой. Сладкие и горькие - увеличивают работоспособность, мускусные - га­зообмен. Мятные, лимонные, розо­вые, напротив, уменьшают газооб­мен. К тому же ванилин, розовое и бергамотные масла нормализуют ритм дыхания.

Эти общие закономерности давно нашли практическое отражение в на­родной медицине, в которой есть ре­комендации для различных жизнен­ных ситуаций. Например, если нужно успокоиться, можно просто понюхать ромашку или герань. Кстати, про ро­машку Авиценна писал: « Если ню­хать ее свежую, она усыпляет». За­пах герани помогает избавиться от головной боли, гвоздики - от зуб­ной, левзеи - снять синдром похме­лья. Подскочило давление - помо­гут валериана, ваниль, мелисса. Ра­боту сердца усилит запах тополя и боярышника.

Японские ученые провели иссле­дование, чтобы определить, какие запахи мобилизуют внутренние ре­зервы организма, а какие помогают расслабиться и отдохнуть. Оказа­лось, что запахи лимона и эвкалипта возбуждают и увеличивают произво­дительность труда, а лаванды и роз­марина действуют успокаивающе. Студенты лучше справлялись с тес­тами, если аудитория периодически наполнялась ароматами мяты или ландыша. Запах ванили снимает стрессовое состояние, способствует расслаблению после сильного нерв­ного напряжения. У программистов г количество ошибок уменьшалось на 20%, когда они вдыхали запах ла­ванды, на 33% - от запаха жасмина и на 54% - от запаха лимона. Кроме того, было установлено, что запах моря - соли и йода - может уменьшить чувство тревоги. А запах яблока, по данным американских ис­следователей, ускоряет решение за­дач на сообразительность.

Исходя из результатов подобных исследований, корпорация « Кадзима» установила 33 мощные системы для насыщения ароматами воздуха в административных зданиях и 250 аналогичных устройств меньшей мощности для офисов различных компаний. Причем « ароматическое меню» на день составлено таким об­разом, чтобы запахи не только под­стегивали человека, но и периодиче­ски давали ему возможность рас­слабиться и немного отдохнуть. По­добная гуманность обусловлена прежде всего тем, что, как показали исследования ученых из Медицин­ского центра Джона Гопкинса и Дьюкского университета, при дли­тельном воздействии одного и того же запаха он просто перестает вы­зывать соответствующую гормо­нальную реакцию. Причина проста: обонятельные рецепторы теряют к нему чувствительность, поскольку их блокирует специфический белок-фермент.

Сергей Демкин

Правообладатель иллюстрации Getty

Утрата чувства обоняния лишает человека не только способности воспринимать запахи и ароматы. Она влечет за собой самые драматические последствия - какие именно, узнала корреспондент .

Ник Джонсон пробегает глазами по строчкам меню в кафе "Белый пес", представляющем собой нагромождение крошечных комнатушек и чуланчиков в университетском квартале Филадельфии.

"Эмпанады (пироги – Ред. ) с говядиной… Я бы не отказался от них. Но тушеная говядина для меня пропадет впустую. Я избегаю заказывать "фиш-энд-чипс" (рыба, жаренная в кляре и с картошкой-фри - Ред. ) - для меня вся жареная еда на один вкус. Пожалуй, я выберу тако (мексиканскую лепешку) с рыбой. Я знаю, что получу жар острых специй и чуть-чуть аромата ананаса, жгучий перец с авокадо - то, что позволит почувствовать что-то во рту".

Он заказывает тако, нам подают бочковое пиво. Оно называется Nugget Nectar (самородный нектар – Ред. ), его варят на местной ремесленной пивоварне, где Джонсон работал в течение последних 10 лет.

Когда-то пиво Nugget Nectar было его любимым. "Оно обладает прелестным балансом сладости и хмеля. Но теперь, – говорит он, и его лицо мрачнеет, - оно для меня - не более чем видимость своей прежней сущности".

Он может описать запахи пива – аромат сосновой хвои, цитрусовых, грейпфрута. Но почувствовать тот букет он уже не в состоянии.

Люди не льстят себе мыслью о том, что обладают каким-то необыкновенно острым обонянием, особенно по сравнению с животными. Но, как свидетельствуют данные научных исследований, запахи могут оказывать мощное подсознательное воздействие на человеческие мысли и поведение.

Люди, которые теряют способность различать запахи вследствие несчастного случая или болезни, говорят, что испытывают чувство огромной утраты, которая так влияет на их жизнь, что они и представить себе не могли.

Быть может, мы не слишком высоко ставим обоняние в рейтинге наших чувств - и скорее всего потому, что мы едва ли осознаем, какую роль оно играет в нашей жизни. До тех пор, пока не лишаемся его.

Джонсон, которому сейчас 34 года, может точно назвать день, когда он потерял чувство обоняния. Это произошло 9 января 2014 года. Он играл с друзьями в хоккей на замерзшем пруду в городке Колледжвилль, штат Пенсильвания, где живут его родители.

Каких результатов мы могли бы достичь, если более основательно принюхивались к окружающему нас миру?

"Я проделывал это миллион раз, - вспоминает он. – Я медленно катился спиной вперед, и тут конек угодил в борозду на льду. Ноги подкосились. Я упал навзничь и ударился правой стороной затылка. Я отключился, а когда пришел в себя, то находился уже в машине скорой помощи. Надо мной склонились люди, из уха текла кровь".

Он порвал себе барабанную перепонку, а череп треснул в трех местах. Произошло кровоизлияние в мозг, его сотрясали судороги. "Я понятия не имел, что со мной происходит".

Он быстро поправился, шесть недель спустя получил разрешение сесть за руль и вернулся к работе в качестве регионального менеджера по продажам в пивоварне Tröegs.

Вскоре он оказался среди участников совещания, посвященного новому сорту пива. "Мы дегустировали пиво, и коллеги спрашивали, ты чувствуешь в нем хмель? А я не чувствовал. Потом попробовал на вкус. Ребята говорили: "у него такой бледный бисквитный привкус", а я этот привкус не ощущал. Потом я попробовал другой сорт, более хмельной, но и теперь не почувствовал аромата. Тогда у меня в голове словно что-то щелкнуло".

Стрессом, вызванным травмой, и приемом разного рода медикаментов, вероятно, можно объяснить тот факт, что он не сразу понял, что лишился чувства обоняния. Поначалу открытие вызвало шок. Теперь же, однако, он отчетливо понимает, к чему это привело.

Утрата удовольствия от еды и напитков – общая жалоба для людей, потерявших способность ощущать запахи.

Языком мы ощущаем вкус сладкого, соленого, горького, кислого и умами (так называемый пятый вкус, который придают пище некоторые вкусовые добавки, например, глутамат натрия - Ред ).

Восприятие более сложных комбинаций вкусов, скажем грейпфрута или стейка, приготовленного на барбекю, зависят от запаха. Но для Джонсона и многих ему подобных людей, неспособных воспринимать запахи, существует еще одна абсолютная утрата.

Во время происшествия с Джонсоном, его жена была на восьмом месяце беременности, ожидая их второго ребенка.

За обедом он сказал: "Я порой шучу, что не чувствую запаха подгузников моей дочери. Но и ее собственный запах я тоже не чувствую. Она проснулась в четыре часа утра. Я держал ее на руках, мы лежали в кровати. Я знаю, как пах мой сын, и когда он был младенцем, и когда немного подрос. Иной раз он пах не очень хорошо, но с ним у меня связано воспоминание о чудесном запахе ребенка. С дочерью мне не пришлось испытать ничего подобного".

Как это происходит

По разным подсчетам, число индивидуумов, не чувствующих запахи, составляет несколько процентов от всех взрослых людей. Это значит, что без обоняния живут миллионы человеческих существ.

Кто-то таким родился, кто-то потерял эту способность в процессе жизни. Одна из самых распространенных причин потери обоняния у людей младшего возраста – хронический синусит или воспаление слизистой оболочки придаточных пазух носа.

Еще один фактор риска заключается в том, что обонятельные нервы оканчиваются в верхних частях носовых полостей, слизистой оболочке носовой раковины и носовой перегородке, что делает их очень уязвимыми для токсичных веществ, содержащихся в окружающей среде, и для различных инфекций.

У людей старшего, но не пожилого возраста, проблемы с обонянием чаще возникают из-за вирусных инфекций. Даже обычная простуда может оказаться опасной, однако никто не может сказать, почему одни люди теряют по ее вине обоняние, а другие – нет.

К возрасту 70-80 лет мало кому удается избежать существенного ослабления обоняния. Организм обладает способностью к регенерации: нервные клетки постоянно отмирают и заменяются новыми. Однако с возрастом этот процесс замедляется, и участки поверхности слизистой оболочки носа, лишенные обонятельных рецепторов, становятся более обширными.

У Ника Джонсона, вероятно, произошло катастрофическое повреждение обонятельных нервов. Проходя от носа к мозгу, эти нервы проникают сквозь пористую костную пластинку, называемую решетчатой костью.

Когда он ударился головой о лед, внезапное смещение мозга внутри черепа могло привести к тому, что обонятельные нервы были серьезно повреждены или даже перерезаны костью, а это не позволяет сигналам из носа поступать в мозг.

Как работает запах

Джонсон сильно принюхивается к содержимому своего стакана с пивом Nugget Nectar, когда-то его любимым. Летучие химические вещества, поднимающиеся с поверхности жидкости, глубоко проникают в его ноздри и достигают верхней части носовой полости, которая и отвечает за восприятие запахов.

Потом он делает маленький глоток, и эти вещества попадают из гортани в тот же участок его носа. Пока все идет, как полагается.

Сейчас никто не возьмется сказать, взглянув на молекулу, как она будет пахнуть, и будет ли пахнуть вообще. Что мы знаем наверняка, так это то, что если некая субстанция по своей природе обладает запахом, ее молекулы должны легко испаряться, дабы они могли переноситься по воздуху, и их можно было вдыхать. Кроме того, они должны растворяться в слизи, чтобы их можно было засечь.

Со здоровыми людьми, нюхающими пиво, либо собственного ребенка или майку, принадлежащую их партнеру, происходит именно это: у них возникает своего рода "обонятельный образ" пива или человека, сложное ароматическое целое, которое едва осознается.

Нервные окончания обонятельных рецепторов скрыты в слизистой оболочке носа. Эти нервные клетки ведут непосредственно в мозг.

И хотя мы обладаем миллионами таких клеток, их, как представляется, существует всего около 400 видов, каждый из которых связан с определенной молекулой.

Численность типов клеток остается предметом споров. Некоторые полагают, что их не больше 100.

Исходя из последовательности активации рецепторов различных типов, когда я нюхаю Nugget Nectar, я понимаю, что передо мной пиво . Джонсон не чувствует никакого запаха – в результате падения его обонятельные нервы были повреждены или даже погибли, поэтому его мозг не получает никаких сигналов о запахе напитка.

Пока Джонсон не пережил травму, у него был очень чувствительный нос. Не в пример мне, он легко отличил бы Nugget Nectar от других сортов пива. Такая способность приходит с опытом.

Репутация людей подмочена тем обстоятельством, что они сравнительно мало принюхиваются

После того, как поступивший сигнал о запахе обработан, эта информация передается в различные отделы мозга, в том числе те, которые отвечают за память и эмоции, а также в кору, где происходит процесс мышления.

Мы можем быстро научиться сопоставлять схему активации рецепторов с источником пахучих молекул.

До недавнего времени бытовало представление, что люди способны улавливать не более 10 тысяч различных запахов. Однако эти представления подверглись радикальному пересмотру, если верить Джоэлю Мейнленду, который занимается исследованиями фундаментальных основ запахов в Монелловском Центре по изучению химических чувств в Филадельфии, штат Пенсильвания (который является одним из ведущих мировых институтов, специализирующихся на вкусах и запахах).

По данным статьи, опубликованной недавно в журнале Science, люди способны улавливать более триллиона запахов. Возникли определенные проблемы с методологией этого исследования, да и достоверность самой цифры вызывает споры, однако Менйленд считает, что мы явно недооцениваем свои способности.

По характеру своей работы Джонсону пришлось пройти все виды сенсорных тренировок, чтобы усовершенствовать восприятие запахов и вкусов. Все прочие люди тоже, надо полагать, обладают неисчерпаемыми возможностями, скрытыми до поры до времени.

Да, собаки славятся своей способностью обнаруживать запах человека на другом конце поля. Когда Мейнленд был еще аспирантом, его научный руководитель предложил ему заняться вопросом, возможно ли научить людей тому же. Как выяснилось, да, возможно.

У собак больше обонятельных рецепторов, чем у людей. Однако, как указывает Мейнленд, у коров их больше, чем у собак – около 1200 против 800, - но это вовсе не означает, что у коров обоняние острее.

В этом смысле репутация людей подмочена тем обстоятельством, что они сравнительно мало принюхиваются, а это упражнение при регулярности повторения могло бы развивать обоняние.

Каких результатов мы могли бы достичь, если более основательно принюхивались к окружающему нас миру?

Эмоциональное состояние

Одной из причин, которая заставила бы нас развивать собственное чувство обоняния, могло бы стать желание и потребность в улучшение способности ориентироваться в социальной среде.

Некоторые люди, от рождения лишенные обоняния, с трудом могут определить эмоциональное состояние окружающих, говорит Мейнленд. Они понимают, что в то время, когда они сами ориентируются главным образом на выражения лиц, их друзья, наделенные обонянием, улавливают сигналы, ускользающие от них.

Эти сигналы настолько сильны, что способны опровергнуть эмоциональную информацию, которая передается улыбкой или хмурой гримасой.

Если потеря обоняния – это плата за жизнь, я ее принимаю Ник Джонсон

Можно представить себе разговор в группе друзей, объясняет Мейнленд, и вот один из них говорит: "Она была очень расстроена". Ему отвечают: "Она выглядела вполне довольной жизнью". Первый: "Да уж, она выглядела довольной, но очевидно, что ей было не по себе".

Ученые выяснили, что запах может менять настроение и поведение людей. Джордж Претай из Монелловского центра и его коллеги установили, что экстракт запаха из подмышек мужчины не только влияет на женскую физиологию, меняя уровень гормонов, задействованных в регулировании менструального цикла, но и позволяет женщинам чувствовать себя более раскованно и менее напряженно.

Вместе с когнитивным психологом Пэм Долтон, такой же, как он, сотрудницей Монелловского центра, Претай обнаружил свидетельства того, что люди - зачастую неосознанно - способны улавливать запахи человеческого тела, выделяемые под воздействием стресса.

(Памелла Долтон, прежде чем прийти в Монелловский центр по изучению запахов и вкусов, работала в министерстве обороны США. Там она занималась разработкой нелетальных вооружений, в частности эффектами, которые оказывают на живую силу противника усиленные дурные запахи. – Ред.)

Таким образом, получается, что люди без обоняния упускают множество деликатных социальных сигналов. Можно ли что-то для них сделать?

Существуют некоторые, довольно эффективные, методы лечения. Если обоняние пропадает по причине хронического синусита, потеря ощущения запахов обратима, порой довольно быстро, – нужно только вылечить болезнь.

Однако возможности для оказания помощи таким пациентам, как Ник Джонсон, увы, не слишком велики.

Он обратился в Морелловский центр за помощью, и главная рекомендация, которую получил от тамошних ученых, заключалась в том, чтобы он активно принюхивался к разным запахам пару раз в день.

Считается, что это помогает стимулировать систему обоняния и может способствовать выздоровлению.

В будущем положение дел может измениться. Одна из научных бригад в Монелловском центре проводит эксперименты со стволовыми клетками носоглотки. Сейчас ученые заняты тем, что пытаются преобразовать стволовые клетки в нервные клетки.

Они надеются, что такой метод позволит обеспечить новыми обонятельными нервами людей, чьи собственные рецепторы претерпели необратимые повреждения в результате травмы или были дефектны от рождения.

Команда исследователей планирует начать испытания на животных уже в сентябре 2015 года, и если эксперименты окажутся удачными, перейти к работе с людьми через пять-десять лет.

Уже есть некоторые многообещающие признаки, и это – лучик надежды для Ника Джонсона. Некоторые сильно пахнущие вещи вызывают у него ощущение запаха, хотя оно всегда одинаковое.

Раньше это была жуткая вонь пригоревшего растительного масла, говорит он. Несколько месяцев спустя он стал ощущать какой-то сладковатый запах. Возможно, это может оказаться каким-то признаком начавшегося восстановления системы обоняния.

Джонсон говорит, что настроился на позитивный лад и намерен вести образ жизни, максимально близкий к тому, каким он был до травмы. Он снова начал играть в хоккей, правда, теперь, улыбается он, пришлось обзавестись самым лучшим шлемом, который только можно купить.

Он понимает, насколько серьезным был приключившийся с ним несчастный случай, но вместе с тем осознает, что все могло оказаться гораздо хуже.

"У меня было кровоизлияние в мозг. Я запросто мог умереть. Моя позиция такая: я счастлив, что выжил. Если потеря обоняния – это плата за жизнь, я ее принимаю".

Это сокращенная версия статьи, первоначально опубликованной на сайте Mosaic . Она воспроизводится на условиях лицензии Creative Commons . Узнать больше по теме, затронутой в статье, вы сможете, посетив сайт Mosaic (на английском языке).

Согласно мнению одного из ведущих нейробиологов мира, ощущение вкуса, также, как и красоты, действительно рождается в мозгу наблюдателя, иногда разительно отличаясь у разных людей.

"Нет двух человек, которые воспринимали бы один и тот же запах одинаково", - сказал Патрик Мак Леод, президент Института обоняния и бывший директор лаборатории сенсорной нейробиологии.

"Когда мы чувствуем тот или иной аромат, точный характер ощущения, произведенного им, зависит как от наблюдателя, так и от объекта", - он сказал агентству Франс Пресс.

Зрительное, слуховое, тактильное восприятие намного более однородно у всего человеческого рода, это значит, что люди видят, слышат и осязают более или менее одинаково. Но когда речь идет о запахе или вкусе, то, что кажется "напитком богов" одному человеку, другому может показаться "бурдой".

Эти и другие результаты недавних исследований в области сенсорной нейробиологии, сказал Мак Леод, переворачивают многие представления современной науки. Они имеют глубокое значение для руководителей, ориентированных на потребителя отраслей промышленности от продовольственных продуктов и вина до парфюмерии и товаров для дома.

Если Мак Леод прав, то поиск вкуса или аромата, который будет нравиться всем, окажется обреченным с самого начала.

"Почти все, что мы сделали до сих пор в изучении вкуса, было подвергнуто сомнению. Мы должны начать сначала", - заявил он перед аудиторией виноделов и правительственных должностных лиц, собравшихся на прошлой неделе, чтобы обсудить обучение профессиональных дегустаторов, призванных подтвердить качество французских вин.

Несколько факторов являются причиной различий в нашем обонянии.

"Человеческий геном содержит 347 обонятельных генов - ровно один процент общего количества - в то время как, например, за зрение отвечают только четыре. По крайней мере, половина этих генов полиморфна, то есть имеет возможность меняться в большом диапазоне, - сказал Леод. - В силу этого мы сталкиваемся с тем фактом, что люди имеют широко расходящиеся пороги восприятия различных пахучих веществ".

Микродозы пиридина - органической составляющей многих приправ, которые Мак Леод использовал в экспериментах, "ваш кузен может найти чрезвычайно неприятными, но они могут быть совершенно незаметны для вас. Другое вещество может иметь противоположный эффект".

Исследование Мак Леода переполнено непривычными, алогичными фактами и деталями, начиная с того, что Homo sapiens действительно имеет превосходное обоняние.

"Сенсорная система человека достигла максимальной чувствительности к запахам, - утверждает Мак Леод. - Одна-единственная молекула может вызвать отклик в одной-единственной воспринимающей клетке, которая передаст сигнал к мозгу. Поскольку молекула - это наименьшая возможная единица, более совершенного механизма существовать не может".

А вот что является обедненным, настаивает Мак Леод, так это наша способность говорить о запахах. Когда клетка рецептора посылает свой электрический сигнал, мозг формирует представление, произвольный набор символов, который является уникальным для данного человека, но постоянным в течение времени как память.

Таким образом, когда мы говорим о запахах, наши словоформы являются "представлением представлений".

Мак Леод также показал, что зубы обеспечивают мозг почти половиной информации о вкусе, а нос собирает большую часть из оставшегося, дошедшего через ротовую полость. Рецепторы языка почти не используются.

Не менее удивителен тот факт что, не существует ароматов, плохих самих по себе. Если грязные детские подгузники заставляют нас морщить нос, то только потому, что мы научились не любить запах, который они испускают.

Другие органы чувств также вносят свой вклад в наше восприятие запаха. "Цвет вина, воспринимаемый визуально, может действительно изменить его вкус", - считает Мак Леод на основании результатов многочисленных экспериментов, показывающих, что восприятие запахов является мультисенсорным.

"Это не иллюзия. Белое вино, которое было окрашено специальным красителем без запаха, имеет другой вкус" и создает иной паттерн нервной деятельности в мозгу.

на журнал "Человек без границ"