Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Келлер и его коллеги начали со 128 известных запахов. Затем они смешали в банках по десять, двадцать или тридцать наиболее распространенных из них. Для одного эксперимента (называемого тестом на различение) они подготавливали три банки: первую и вторую – одинаковые и третью – чем-то отличающуюся от них. В опытах смеси были разбиты по парам таким образом, что в третьей банке некоторые пары не имели общих запахов, а другие были почти идентичны. Каждому участнику эксперимента было дано 260 тестов на различение, а потом результаты были сведены в таблицу. Все, что было необходимо, – это выяснить, когда способность обнаруживать различные запахи в составе смесей падает. Келлер и его коллеги оценивали это по количеству пересечений запахов в смесях. Поэтому они смешивали запахи, чтобы в банках получалось, например, 25, 50, 75 или 95 % пересечений. Если бы было 0 % пересечений (то есть в двух тестовых банках вообще не было бы общих запахов), большинство респондентов легко бы эти банки различили. Если бы совпадение составляло 97 % (один отличительный аромат в тридцати смесях запахов) и ни один субъект не мог бы определить разницу, то точка отсева была бы 97 % и так далее. Оказалось, что точка отсева находится в диапазоне от 50 до 60 %, и это означает, что, если запахи перекрываются менее чем, скажем, на 57 %, большинство смесей различимы. Все, что превышает этот процент пересечения, практически неразличимо. Методы интерпретации этих данных включают сложную статистическую и математическую обработку и выходят за рамки данной книги.

Но мы должны понимать результаты исследования, поэтому давайте посмотрим, что на самом деле демонстрирует нам математическая обработка данных. Для тридцати смесей запахов существует 1,54 × 10²⁹ возможных комбинаций, а для десяти запахов – 2,27 × 10¹⁴. Это огромное количество, и человеческий нос и мозг способны различить далеко не все комбинации. Фокус в том, чтобы понять, сколько же именно может различить рецепторный аппарат обоняния человека. Математика приводит к поразительному выводу: в среднем люди могут различать 1,72 триллиона – то есть 1720 000 000 000! – различных комбинаций, когда объединяются тридцать запахов. Было подсчитано, что дрозофила различает только 65 000 различных запахов, а вот другие млекопитающие, вероятно, могут посоперничать с человеком. Это количество потенциальных комбинаций запахов значительно превосходит диапазон звуков, вкусов и зрительных образов, которые могут воспринимать люди. Все познается в сравнении: чувство, которое на первый взгляд казалось ахиллесовой пятой, на самом деле оказывается одной из лучших наших способностей.

5. Во все глаза (и уши) Как животные слышат и видят

– Летучая мышь, как ты видишь по ночам?

– Я издаю тоненький звук, который отскакивает от всего, с чем сталкивается. Я вижу слушая.

Даррин Ланде, энтомолог и писатель

И слух, и равновесие связаны с процессами, происходящими внутри уха, и имеют прямое отношение к восприятию информации и передаче ее в мозг, поэтому вполне логично обсудить их вместе. Внутреннее ухо, где расположены управляющие этими чувствами структуры, представляет собой удивительно сложное и запутанное устройство с различными движущимися деталями. Вспомните про хитроумный аппарат Руба Голдберга![12] Если бы какой-нибудь инженер увидел строение внутреннего уха различных позвоночных, вряд ли бы он смог объяснить, что и как там работает, – ведь эволюция не создает совершенные или логические композиции в организмах. Но можно сказать наверняка: он заметил бы, что все эти структуры имеют одинаковые составляющие и являются модификациями одного базового устройства. А если бы инженеру показали органы слуха насекомых, он абсолютно был бы сбит с толку: слуховые аппараты этих созданий развивались независимо друг от друга по нескольким линиям, и между их структурами практически нет ничего общего, за исключением функции, которую они выполняют. Предок всех козявок и букашек был глухим, и история развития «ушей» насекомых связана с преобразованием существовавшей в их телах структуры в органы слуха.

Зачем насекомым вообще что-то слышать? Сотни тысяч видов насекомых, живущих сегодня на планете, не имеют слуховых аппаратов и ничего не слышат. Например, только малая часть из 350 000 известных видов жуков может похвастаться наличием этой опции. Эволюционный анализ показывает, что у разных групп насекомых слух возник независимо друг от друга около 65 миллионов лет назад. Что-то очень серьезное спровоцировало этот сдвиг в восприятии мира насекомыми. Не будем ходить вокруг и около: это были летучие мыши.