Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу

Обонятельная кора в качестве кодирующего устройства шифрует информацию. Вместо того, чтобы формировать дискретные кластеры нейронов, как в гломерулярном слое, выходящие из луковицы аксоны митральных клеток расходятся далеко, широко и разрозненно в пять главных отделов обонятельной коры и прилежащие области. «В некоторых областях, таких как амигдала, сохраняется определенный пространственный порядок», – объясняет Ричард Аксель. А в других его нет. «Если вы посмотрите на первичную сенсорную кору, то увидите, что порядок исчез. Все запахи активируют распределенные образы, которые переплетаются и различаются для всех запахов. Конкретный запах активирует разные картины в мозге разных людей… и на обеих сторонах вашего собственного мозга!» Так что не только ваша картина активации грушевидной коры в ответ на 2-метоксибензальдегид (со сладковатым запахом аниса) отличается от картины в голове вашего возлюбленного, но даже картина в вашем правом полушарии выглядит иначе, чем в левом.

Грушевидная кора считалась важнейшим участком формирования обонятельного образа, где большинство сигналов из разных обонятельных отделов интегрируются в нейронные картины обонятельных образов. Но в грушевидной коре нет заметного порядка[347]. В 2011 году Дара Сосульски, Ричард Аксель и Сандип Роберт Датта (сначала в Колумбийском университете, теперь в Гарварде) следили за отростками митральных клеток, протянувшимися от луковицы до грушевидной коры[348]. Они вводили маркер (модифицированный декстран) в митральные клетки, иннервирующие клубочки, чтобы понять, какую информацию аксоны передают соседним клеткам и другим аксонам. На уровне коры обнаруживается картина широко и нерегулярно распределенной информации (Рис. 8.1)[349].

РИС. 8.1. Сравнение путей передачи сигналов в зрительной и обонятельной системе. Слева: ретинотопическая организация, отражающая топографию проекций сигналов от сетчатки через таламус к первичной зрительной коре V1. Справа: пространственно распределенная активация рецепторов в эпителиальном слое; сигналы активации собираются и организуются в дискретные пространственные кластеры (клубочки) в обонятельной луковице, а затем распределяются по разным участкам грушевидной коры. Источник: © Ann-Sophie Barwich.

Удивительно наблюдать, как четкие кластеры в луковице распадаются в сенсорной коре. Лесли Воссхолл, работавшая в лаборатории Акселя, говорит: «Я чувствовала, что людям не нравится работа Акселя с грушевидной корой, поскольку трудно признать, что что-то случайно и изменчиво. Но я узнала об этой работе с огромным облегчением, поскольку совершенно не понимала, к чему мы можем прийти, если каждый синапс что-то отображает. В какой-то момент нужно абстрагироваться от смысла этих нейронных картин. Они должны быть гибкими, чтобы вы могли воспринимать нечто, чего никогда ранее не нюхали. Возможно, вы не можете это назвать, но вы можете это обнаружить. Это должно накладываться на опыт. Так что я сочла гибкость кодирования в грушевидной коре фантастическим результатом!»

Мозг описывает не молекулы, а временные информационные картины, извлеченные и соотнесенные в конкретном контексте, без использования матрицы химических веществ для классификации бесчисленных молекулярных вариаций.

Однако Мэтт Роджерс предполагает, что некая карта может обнаружиться при появлении более качественных инструментов. «Мы видим лишь 10, 15, максимум 20 % [грушевидной коры]. С теми инструментами, какие у нас есть, мы не видим всего. Пока кто-нибудь не покажет мне полностью объемную грушевидную кору, я не оставлю идею, что хемотопическая карта выходит за пределы обонятельной луковицы. – И добавляет: – Я знаю, что таких доказательств пока нет, или их очень мало. На самом деле я не думаю, что карта существует. Я просто ставлю вопрос шире. Мы пытаемся получить максимальную информацию с теми инструментами и технологиями, которые у нас есть».