Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу

Кроме того, белый запах не имеет уникальной или определенной микроструктуры. Заметьте, что для приготовления этого запаха подойдет смесь из любых тридцати молекул с неперекрывающимися микроструктурными характеристиками. Белый запах не производится специфическим набором молекул или молекулярных характеристик. Мозг создает содержимое белого запаха, когда вынужден справляться с переизбытком физических информационных стимулов. Мозг создает белый запах, когда не знает, что делать – точно так же, как белый цвет в цветовом зрении. В случае зрения при восприятии мозгом всего спектра видимого света возникает переизбыток информации, с которым мозг не может справиться. И тогда он создает белый цвет.

Белый запах и белый цвет – расчетные признаки, созданные кодирующей системой.

Изучать белый запах экспериментальным путем непросто. Смесь должна содержать одоранты в равных долях. Однако из-за разной скорости испарения интенсивность запахов быстро меняется и влияет на сочетание компонентов смеси, изменяя воспринимаемые характеристики. Кристиан Марго объясняет подробно: «Все летучие вещества в обычных условиях испаряются. В закрытой системе равновесное распределение между жидкостью и паром постоянно для конкретных значений температуры и давления. По договоренности эту постоянную величину называют давлением пара. В обычных условиях такое равновесие для пахучих веществ и ароматов достигается редко, поскольку мы всегда имеем дело с открытыми системами, в которых движение воздуха увлекает за собой молекулы, или те исчезают в результате диффузии». При этом скорость испарения – важнейший параметр: «Скорость испарения может быть связана с давлением пара и энтальпией [расчетным свойством термодинамической системы] испарения. Есть и другие важные параметры, поскольку скорость испарения связана не с равновесием, а с тем, насколько быстро достигается равновесие».

Марго указывает на стоящее перед ним пиво, демонстрируя, как химия управляет процессами в обыденной жизни. «Спирт удерживается водой. Ему трудно, но он постоянно пытается создать равновесие между жидкой и газообразной формой. Он сотрудничает с частью воды. Но поскольку это незамкнутая система – есть ветер, и я иногда раскачиваю стакан – спиртовая фаза уходит. Так что процесс испарения, постоянного изменения сильно зависит от того, что находится в жидкой форме, участвуя во взаимодействиях, и в газообразной форме. Если бы спирт был в парафиновой среде, взаимодействие было бы минимальным. Спирт улетучивался бы достаточно легко. То же самое касается парфюмерных смесей. Есть компоненты, которые вступают в сильные взаимодействия, а есть компоненты, которые отталкивают друг друга. Если у вас есть масло, оно вытолкнет спирт и будет счастливо: просто уйди и оставь меня в одиночестве в моей гидрофобной среде», – смеется он.

Химик из Коннектикутского университета Томас Хеттингер указывает на дополнительную сложность – соотнесение интенсивности компонентов смесей: «Прежде всего, чрезвычайно сложно добиться соответствия интенсивности!» Смесь компонентов с равной интенсивностью – экспериментальный артефакт и не встречается в естественных условиях. «Нужно обеспечить, чтобы вместе находились тридцать разных веществ с равной интенсивностью, но в природе такого не бывает. У вас никогда не бывает тридцати веществ с одинаковой интенсивностью. Интенсивность одних всегда выше, чем других, а интенсивность некоторых намного выше. И поэтому в запахах преобладают отдельные химические компоненты», – добавляет Хеттингер. Это важно для психофизики обоняния, и случай белого запаха требует дополнительных исследований. Гилберт отмечал, что разница в давлении паров отдельных компонентов может оказывать менее выраженное влияние на восприятие (белый запах), и это указывает на силу феномена. «В концептуальном плане очень хорошо, что это было сделано», – заключает Марго.

Содержание обонятельного восприятия, как и цветового, определяется сенсорной системой, которая кодирует и вычисляет физические параметры на основании сигналов нейронов. Поэтому важно понять, что принципы кодирования в обонятельной системе отличаются от таковых в зрительной (см. главы 6–8), поскольку эти принципы определяют создание перцептивных категорий (см. главу 9). Но у модели обоняния с линейной связью между стимулом и ответом есть и другие недостатки.

Химия запахов чрезвычайно сложна. При кодировании запахов учитывается многомерность стимулов. На поведение одорантов при связывании с рецепторами оказывают влияние около пяти тысяч молекулярных параметров. Сравните это со зрительной системой, в которой длина волны определяет спектр видимого света. В следующих главах мы поговорим о том, как эти системы различаются в с позиции кодирования стимулов. А теперь давайте проанализируем сам факт того, что вычисление образов стимулов может происходить по-разному.

Запах вещей