Ландшафты мозга. Об удивительных искаженных картах нашего мозга и о том, как они ведут нас по жизни

Опытным путем Мэри все же нашла продукты, которые могла есть. Она поняла, что ей нравятся макароны и мясо с томатным соусом. Вместо кофе она стала пить чай. Удовольствие от сладкого после инсульта не исчезло, так что она по-прежнему ела десерты и шоколад. Она привыкла к новым вкусам и перестала худеть, но прежние вкусовые ощущения не вернулись. Даже через год после инсульта она не получала удовольствия от блюд из курицы или картофеля. Эти когда-то любимые продукты теперь имели вкус опилок.

Ученые знают об отображении нейронами вкуса меньше, чем об отображении зрительной картины, прикосновения и звука. По историческим и анатомическим причинам отображение вкуса в мозге исследовалось гораздо реже. И все же у нас есть интересные данные. Мы знаем, что вкусовая информация идет изо рта к некоторым промежуточным участкам в глубине мозга, а затем прибывает в первичную вкусовую кору в обоих полушариях. У человека эта область коры находится внутри островковой доли[65] – участка коры внутри глубокой складки на каждой стороне мозга. Повреждение мозга, нарушившее вкусовое восприятие Мэри, произошло именно в этой области – в островковой доле левого полушария. Когда ученые с помощью электричества стимулировали нейроны этого участка островковой доли любого полушария, пациенты сообщали об ощущении неприятного, металлического или кислого вкуса[66].

Рассказ о строении первичной вкусовой коры лучше всего начать с того, что нам известно о животных. Нейробиологи часто изучают тончайшие структуры головного мозга на животных. По понятным этическим причинам нельзя использовать инвазивные методы для детального анализа человеческого мозга, кроме как по медицинским показаниям. Технологии визуализации мозга, такие как фМРТ, позволяют наблюдать за активностью человеческого мозга, не нанося никакого вреда. Но эти методы имеют плохое пространственное разрешение, что означает, что они выявляют расплывчатую картину активности многих нейронов одновременно. По сравнению с прямыми методами исследования, которые ученые применяют для наблюдения активности мозга у животных, неинвазивные методы визуализации, такие как фМРТ, напоминают разглядывание мозга без очков.

Когда ученые исследовали вкусовую чувствительность у животных напрямую, они получали интересные результаты. В одном важном исследовании, проведенном на мышах, представлена очень четкая картина строения вкусовой карты в первичной вкусовой коре животного[67] (рис. 22). С помощью точного молекулярного метода ученые отслеживали, какие нейроны живого мозга возбуждаются, когда мышей (находящихся под действием анестезии) кормили химическими веществами со сладким, соленым, кислым и горьким вкусами и вкусом умами. Они обнаружили карту с зонами разных вкусов. Эти зоны располагаются в форме вытянутого бриллианта, при этом зоны горького и сладкого максимально удалены друг от друга, а между ними располагаются зоны соленого вкуса и умами. Ученые не нашли участок кислого вкуса и предположили, что он находится за пределами ткани, которую им удалось исследовать в этом эксперименте.

Рис. 22. Зоны вкуса в первичной вкусовой коре мыши. Художник Пол Ким.

В другом исследовании было показано, насколько важны эти участки для вкусового опыта мышей[68]. В данном случае ученые применили иной способ активации нейронов в специфических участках карты: они направляли луч лазера непосредственно в эти участки мозга. Замечательно, что они смогли это сделать в такой ситуации, когда мыши бодрствовали и вели себя обычным образом. Когда мыши пили воду из поилки, ученые с помощью лазера активировали зону горького вкуса в их первичной вкусовой коре. Хотя животные пили обычную воду, они реагировали так, как будто вода была очень горькой. Они высовывали язык, срыгивали и пытались избавиться от неприятного вкуса во рту с помощью лап. Напротив, когда ученые стимулировали лазером зону сладкого вкуса, мыши припадали к поилке, как будто пили не воду, а сироп[69].

Несмотря на эти интересные результаты, ученые все еще не полностью понимают природу и структуру карт вкуса у мышей и других грызунов. В некоторых исследованиях показано, что зоны вкуса перекрываются[70] и что карта строится скорее по принципу притягательности вкуса, нежели по принципу разграничения отдельных вкусов, таких как сладкий или кислый. Также обнаружено, что многие нейроны на карте вкуса реагируют на другие свойства пищи, такие как аромат, текстура и температура[71].

О картах вкуса у животных известно далеко не все, но еще меньше ясности в отношении карты вкуса у человека. Попытки исследовать организацию человеческой карты вкуса с помощью метода фМРТ привели к не согласующимся друг с другом и неоднозначным результатам. В некоторых исследованиях было установлено, что в первичной вкусовой коре человека есть зоны вкусов, но они слегка перекрываются[72]. Исследования, выполненные с помощью более тонких технологий[73], показали нечто совсем другое: вкус отображается без всякой карты.