Философия запаха. О чем нос рассказывает мозгу

Когда вы дышите, активность всех этих участков синхронизируется с вашим дыханием. Это не доминирующий сигнал, но его достаточно. Известно, что обонятельная система жестко связана с гиппокампом, амигдалой и другими структурами мозга, важными для разных форм памяти. Вовлечение дыхания помогает, так что, когда я вдыхаю и нюхаю, само это действие связывает между собой эти разные участки мозга, и тогда я ощущаю запах. Я просто включаю одновременно гиппокамп и амигдалу, и вместе они выстраивают общее контекстуальное представление о запахе.

Дальнейшие исследования углубили понимание динамической связи между тем, как мы нюхаем, и изменением ответа нейронов, включая положительную связь между активным обнюхиванием и обонятельным обучением[258]. Однако остается неясным, как интенсивность запаха зависит от того, как мы нюхаем[259]. На самом деле осцилляции представляют собой ключевой механизм, посредством которого двигательная активность в носу влияет на обработку информации в мозге.

Как осцилляции влияют на содержимое восприятия? Колебательные ритмы представляют собой одну из форм селективного поведения нейронов, при котором входящие сигналы отбираются за счет так называемого перцептивного цикла. Когнитивист Ульрик Найссер предложил этот термин в 1976 году. Найссер описывал восприятие как циклический процесс в мозге, предполагая, что в схемах поиска пропитания происходит избирательная фильтрация поступающей информации[260]. Чередование фаз колебаний отражает периодичность отбора сенсорных сигналов и управляет ответной реакцией определенных отделов мозга, включая их взаимодействие. В каждый конкретный момент времени несколько популяций нейронов активно конкурируют друг с другом. Так что мозг имеет собственные механизмы отбора поступающей информации.

Мозг – не гомогенная структура, а координированная система из нескольких модульных кластеров. В каком-то смысле он находится в постоянном соревновании с самим собой. Популяции нейронов участвуют в бесконечной войне за достижение определенного уровня внимания. Но внимание ограничено. Перцептивный цикл – это механизм активного отбора, позволяющий избегать дополнительной перегрузки сигнальных процессов в обработке чувственной информации. Разные типы поведения, например, когда мы нюхаем, меняют ритмы колебаний в перцептивных циклах.

Это сопряжение восприятия с двигательной активностью определяет формирование перцептивного содержания: какие сигналы обрабатываются и что достигает сознания. Лежащая в основе этого механизма идея активного чувствования не нова; физик Герман фон Гельмгольц в XIX веке изложил аналогичные представления в рамках своей идеомоторной теории[261]. Новыми являются методы исследования этого сопряжения и его конкретного влияния на восприятие.

Почему обонятельные образы не имеют дискретных пространственных свойств, как зрительные, если обоняние тоже облегчает пространственное поведение? Задавая этот вопрос, мы затрагиваем самую суть, которая должна определять ход наших рассуждений о восприятии, если мы хотим построить нечто большее, чем теория зрения. Размерность и характеристики объектов восприятия, включая их границы или дискретность, вычисляемы. Они – производное нейронной топологии, то есть зависят от того, как интегрируется и форматируется информация, передаваемая сигналами нейронов. Однако обонятельная система не вычисляет запахи на основании топографических данных, как это делают системы зрения или слуха.

Нейронное пространство

Мы по-прежнему мало знаем о карте обонятельных нейронов и о том, что она отражает. В качестве сенсорных стимулов запахи имеют несколько измерений: они передают информацию об определенных свойствах, имеют разную интенсивность и часто воспринимаются приятными или неприятными. Эти стороны восприятия (признак, интенсивность и гедонический аспект) в большинстве исследований измеряются раздельно[262]. Более того, считается, что они отражаются на нейронных картах независимым образом[263]. Важнейшая характеристика обоняния – пространственная топология обонятельных стимулов – не коррелирует с пространственной топологией их нейронного отражения (см. главы 7–8). Принципиально важно моделировать обоняние в терминах его собственной структуры, а не на основе концепций, выработанных для системы зрения, которые, возможно, неприменимы в данном случае. Вообще говоря, кодирование признаков в системах зрения и обоняния во многом не совпадает[264].