Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Да, современные люди довольно сильно отличаются друг от друга по цветовосприятию. Но можем ли мы что-то сказать о наших близких вымерших родственниках, таких как неандертальцы? Благодаря удивительным разработкам технологий секвенирования генома ученые теперь могут изучать геномы вымерших или давно умерших особей. На данный момент самый старый образец для анализа ДНК – Homo sapiens возрастом 450 000 лет, найденный в Испании. Сейчас появляется все больше секвенированных геномов давно умерших неандертальцев и H. sapiens, и поэтому можно взглянуть на многочисленные ядерно-кодированные гены в геноме в том виде, в котором они существовали десятки тысяч лет назад. И, очевидно, поинтересоваться: воспринимали ли наши архаичные родственники цвет так же, как мы? Ведь наш современный стиль жизни требует улучшенного цветового зрения, которое, возможно, развилось недавно, уже после нашего расхождения с архаичными людьми. Кроме того, анатомические данные и экологическое распределение неандертальцев позволяют предположить, что они любили более тусклый свет, чем современные люди. Джон Тейлор и Томас Реймхен исследовали этот вопрос, изучив несколько геномов неандертальцев и некоторые современные ископаемые геномы H. sapiens. Кроме того, был исследован экземпляр третьего рода Homo, найденный в Денисовой пещере в Центральной Азии, называемый денисовским человеком, или денисовцем. Авторы не обнаружили значимых различий между нашими современными генами опсина и генами опсина неандертальцев, денисовца и давно умерших H. sapiens. Этот результат поразителен, учитывая, что проверенным геномам больше тридцати тысяч лет.

10. Всякое может случиться Травмы мозга и их влияние на чувства

Вероятно, я ударился головой, когда попал в аварию. Такое может быть? У меня была черепно-мозговая травма? У меня галлюцинации? Я не верил в это.

A. Б. Шепард, писатель

Наш организм имеет щит – просто чтобы отгородиться от вредного воздействия окружающей среды. И иногда эти защитные средства и механизмы преграждают путь многим сигналам из внешнего мира, которые не проникают в тело и, следовательно, не поступают в мозг. Однако в ходе эволюционного процесса появились разнообразные способы, помогающие лучшему восприятию информации извне и точной передаче ее в мозг. Например, кожа обеспечивает защиту от пыли, грязи, микробов и других факторов окружающей среды, которые могли бы причинить нам вред, и она же первая реагирует на любое физическое взаимодействие нашего тела с внешним миром, такое как давление воздуха или удар обо что-то. Уши собирают и фильтруют звуковые волны, воздействию которых мы подвержены постоянно. Глаза получают, сортируют и передают информацию, которую несут световые волны.

Таким образом, процесс восприятия мира начинается примерно в одном и том же месте – в клетках, которые первыми реагируют на внешние раздражители. Некоторые чувства, такие как обоняние и вкус, действуют довольно просто и единообразно. Здесь задействован только один механизм первой реакции – механизм замка и ключа. Разнообразие всего того, что мы можем попробовать и понюхать, эти органы чувств воспринимают как вариации на тему. Зрение похоже на восприятие запаха и вкуса тем, что первый отклик приходит от клеточного компонента (белка, который семь раз пронизывает мембрану), очень напоминающего те, которые используются при первой реакции в ответ на запахи и вкусы. Отличие же реакции зрения заключается в том, что механизм замка и ключа не используется. Вместо этого свет попадает на клетку и выталкивает ассоциированную молекулу (ретиналь) из встроенного в клетку сетчатки рецептора опсина, и это запускает дальнейшие биохимические реакции в палочках и колбочках сетчатки. Тактильное чувство уникально, и оно задействует несколько видов клеток при первой реакции, но опять же, как только они активируются, все происходящее в этих клетках становится просто вариацией на тему, запускающей потенциал действия для мозга. Равновесие и слух также тесно связаны с тем, как клетки в этих системах действуют в первый момент. И в том и в другом случае решающее значение для первой реакции имеет изгиб маленьких ресничек, или волосков. Даже ноцицепция (боль) и температура воздействуют на первую чувствительную клетку, конечная задача которой заключается в передаче сигнала (потенциала действия) в нервную систему.