Полная версия
Суперчувства: 32 способа познавать реальность
Ощущение температуры (терморецепция)
17. Ощущение холода.
18. Ощущение тепла.
Почему не ограничиться единственным «чувством температуры»? Отчасти потому, что у нас есть отдельные рецепторы, воспринимающие тепло и холод, а также потому, что сигналы от них приводят к разным реакциям на температурное воздействие. Они могут быть физическими (например, если вам жарко, вы можете снять джемпер) или физиологическими (об этом более подробно я расскажу в главе 10).
Ощущение карты своего тела (проприоцепция)
19. Это чувство, для которого мы имеем три класса рецепторов, – наше важнейшее, интуитивное ощущение расположения конечностей или расположения различных частей нашего тела в пространстве. Спуск с лестницы, глоток шампанского из бокала, игра в теннис, ходьба по канату с закрытыми глазами – попытка выполнить любое действие из этого списка могла бы быть смертельно опасной, если бы не проприоцепция.
Ощущение равновесия, ориентации в пространстве и направления движения (функции вестибулярной системы)
20. Ощущение вращения головы в трех плоскостях.
21. Ощущение движения по вертикали (как в лифте) – и гравитации.
22. Ощущение движения по горизонтали (как в автомобиле).
Если эти три вида чувств звучат для вас скучновато, то лишь потому, что их сильно недооценивают. Если их хоть чуть-чуть нарушить, вы рискуете не только начать ходить по заколдованному кругу подобно безбашенным студентам – героям фильма ужасов «Ведьма из Блэр», но и пережить опыт выхода из тела. Кружащиеся дервиши не зря тренируют вестибулярную систему (об этом мы поговорим в главе 7).
Ощущения внутреннего состояния организма (интероцепция)
Некоторые из этих чувств жизненно важны не только для нашей способности поддерживать жизнедеятельность своего организма, но и для того, чтобы испытывать эмоции (об этом подробно рассказывается в главе 14). Интероцепция включает в себя следующие ощущения:
23. Сердцебиение.
24. Кровяное давление.
25. Концентрация углекислого газа в крови.
26. Концентрация кислорода в крови.
27. Растяжение легких.
28. pH спинномозговой жидкости (ликвора).
Ощущения, связанные с голодом, жаждой и потребностью избавиться от отходов
29. Онкотическое давление (показатель того, сколько драгоценной воды содержится в вашем теле на данный момент).
30. Ощущение наполненности желудка.
31. Ощущение наполненности мочевого пузыря.
32. Ощущение наполненности прямой кишки.
Итак, тридцать два чувства… Это существенно больше, чем пять. Но каждое из перечисленных чувств оказывает огромное влияние на наш образ жизни и – надеюсь, вы со мной согласитесь – имеет собственную удивительную историю.
часть первая
Пять чувств по Аристотелю
1
Зрение
Наше основное – но ненадежное – чувство
Все люди от природы стремятся к знанию. Доказательство тому – влечение к чувственным восприятиям: ведь независимо от того, есть от них польза или нет, их ценят ради них самих, и больше всех зрительные восприятия, ибо видение, можно сказать, мы предпочитаем всем остальным восприятиям[9].
АРИСТОТЕЛЬ. МЕТАФИЗИКАЗрение долгое время считали главным чувством человека и прочих приматов. Оно позволяет нам мгновенно получить представление о том, где мы находимся и что нас ждет впереди – хорошее или плохое. В каком-то смысле оно действует как роботизированная рука-манипулятор, позволяя прощупывать окружение, но с безопасного расстояния.
Способность распознавать свет, лежащая в основе зрения, – это древнее чувство, которым обладает большинство живых организмов. Оно есть у дуба в ближайшем парке. Оно есть у простых фотосинтезирующих бактерий в пруду. С момента своего появления примерно 3,5 млрд лет назад цианобактерии (вы можете их знать под названием «сине-зеленые водоросли») используют свет как источник энергии.
Один из способов, которым современные цианобактерии обнаруживают источник нужного им света, был выявлен только в 2016 г. благодаря случайному открытию, связанному с микроорганизмами рода Synechocystis. Когда Конрад Муллино и его коллеги из Лондонского университета королевы Марии направили рассеянный свет на группу клеток Synechocystis при изучении их под микроскопом, они заметили яркие точки сфокусированного света на мембранах этих клеток на противоположной от источника света стороне. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что вся клетка целиком работает в какой-то степени как глаз животного. Как только Synechocystis «понимает», где находится локальный источник света, он может поплыть в направлении этого источника с помощью движений микроскопических чувствительных к прикосновениям ворсинок, расположенных на внешней стороне клеточной мембраны{10}.
У древних цианобактерий, как и у ныне живущих, способность воспринимать свет всегда обеспечивала получение энергии, необходимой для выживания. В качестве чувства она оказалась настолько полезной, что в том или ином виде присутствует примерно у 96 % всех видов животных. Возраст самых древних известных окаменелых остатков настоящего глаза оценивается примерно в 250 млн лет. Предполагается даже, что своего рода «гонка вооружений» – усовершенствование органов зрения – была движущей силой кембрийского взрыва, который произошел около 550 млн лет назад. Именно тогда на арену жизни вышли все основные ныне существующие группы организмов.
Улучшения в строении глаза – органа зрения – должны были помочь нашим обитавшим в водной среде предкам эффективнее искать пищу и друг друга, а также ускользать от хищников. Эти новшества, вероятно, даже подарили им возможность буквально увидеть для себя новые перспективы – на суше.
До сих пор идут споры о том, что именно подвигло наших позвоночных прародителей примерно 385 млн лет назад сделать судьбоносный шаг из моря на берег. Однако в 2017 г., после детального изучения палеонтологических находок, группа биологов и инженеров сообщила, что непосредственно перед переходом из одной среды в другую зрительные способности позвоночных животных существенно расширились. Незадолго до выхода на сушу глаза этих существ утроились в размерах и переместились с боков головы на ее верх. Теоретически это должно было заметно облегчить возможность выглянуть из воды, поднявшись на поверхность, – и увидеть там целый новый мир. Возможно, как предполагают исследователи, именно вид суши с ее бесконечным изобилием потенциальной пищи – двупарноногих и губоногих многоножек, пауков и прочих беспозвоночных – и направил эволюцию по пути формирования конечностей из плавников{11}.
Небольшими вариациями в эволюции зрения можно объяснить еще одно знаменательное событие, произошедшее миллионы лет спустя, когда наш вид остался последним из гоминин. Последний общий предок Homo sapiens и наших братьев-неандертальцев жил около 500 000 лет назад. Что именно случилось после, непонятно, поскольку огромное количество недавних палеонтологических находок усложнило то, что казалось четкой эволюционной картиной. Однако примерно 430 000 лет назад неандертальцы появились в Европе, а некоторые мигрировали в различные части Азии. Около 300 000 лет назад представители H. sapiens появились в Африке. Еще 50 000–60 000 лет назад группы сапиенсов скрещивались с неандертальцами на Ближнем Востоке. Около 45 000 лет назад группы людей современного типа перебрались в Европу, и анализ ДНК показал, что и там они порой были не прочь заняться сексом с неандертальцами. Тем не менее всего 5000 лет спустя неандертальцы вымерли как вид.
Исследования ископаемых черепов показали, что мозг неандертальцев был примерно такого же размера, как наш. Они были высокого роста и плотного телосложения. И глазницы у них были больше наших, что, предположительно, указывает на более крупные глаза. Так почему же вымерли именно они, а не наши предки, которые явно уступали им по физическим и зрительным способностям?
Вероятно, у неандертальцев были большие глаза потому, что их вид появился и развивался в более высоких широтах, где освещенность ниже. Чтобы хорошо видеть, особенно в предрассветных и вечерних сумерках, им нужны были более крупные глаза, чем нашим африканским предкам-сапиенсам. Более массивные тела неандертальцев тоже, вероятно, были адаптацией – в данном случае к более холодному климату. Но опять же, то, что на первый взгляд казалось однозначным благом, таило в себе определенные недостатки. Группа ученых из Оксфорда предполагает, что у неандертальцев большая, чем у нас, часть ресурсов мозга уходила на зрение и контроль тела. Как считают исследователи, это означает, что у неандертальцев оставался сравнительно меньший объем мозга для выполнения когнитивных функций: мышления и разумного поведения, создания и поддержания сложных социальных связей и новаторства{12}.
Зрение вышедших из Африки H. sapiens могло быть не настолько острым, как у неандертальцев. Однако в рамках описанной теории этот недостаток с лихвой перекрывался их выдающимися умственными способностями. В конце концов, большеглазым (и в целом более массивным) неандертальцам могло быть сложнее справляться с евразийскими условиями жизни, чем сапиенсам, что позволило нам выиграть в конкурентной борьбе с ними. Получается, их эволюция завершилась буквально на наших глазах.
Хотя существуют и иные теории, объясняющие эволюционный успех сапиенсов, можно не сомневаться в том, что мир для неандертальцев выглядел немного иначе, чем для нас. Правда, также вероятно, что для меня и для вас мир тоже выглядит немного по-разному – а возможно, даже совершенно по-разному.
Основы зрения закладываются на ранней стадии внутриутробного развития{13}. Чтобы оно сформировалось в полной мере, ребенку нужно развивать зрительное восприятие с помощью практики[10]. Острота зрения новорожденного составляет всего около 5 % от остроты зрения взрослого, и младенец не может видеть объекты, расположенные дальше 30 см от него (примерно на таком расстоянии расположено лицо матери, когда та держит его на руках). Тем не менее он способен отличать очень темное от светлого и видеть яркие красные пятна. Примерно к двухмесячному возрасту малыш может отличать насыщенный зеленый цвет от ярко-красного. Через несколько недель к этому списку добавляется ярко-синий{14}.
Красный, зеленый и синий – первые цвета, которые ребенок учится различать, поскольку кроме палочек, светочувствительных клеток, позволяющих видеть при тусклом свете, сетчатка глаза человека укомплектована тремя типами других светочувствительных клеток – колбочек. Миллионы этих колбочек собраны в желтом пятне[11] в центре сетчатки.
«Синие» колбочки содержат такую разновидность опсина (светочувствительного белка), которая охотнее всего поглощает свет в синей и фиолетовой, коротковолновой части спектра видимого света. Опсин в «зеленых» колбочках активнее всего реагирует на зеленый свет со средней длиной волны, а опсин в «красных» колбочках наиболее чувствителен к свету из светло-зеленой/желтой/оранжевой части спектра, хотя эти клетки также воспринимают свет с гораздо большей длиной волны.
Считается, что белок опсин, чувствительный к синему свету, изначально играл роль детектора ультрафиолетового излучения, сменив свою функцию, видимо, лишь на ранних этапах эволюции млекопитающих, да и то не до конца. Хотя мы обычно не в состоянии видеть ультрафиолет, наш синий опсин все еще к нему чувствителен{15}. Роговица и хрусталик поглощают ультрафиолетовое излучение до того, как оно достигает сетчатки, однако люди, которым удалили хрусталик из-за катаракты, иногда отмечают, что видят на одноцветных цветках узоры, а на предметах, которые раньше казались чисто черными, замечают фиолетовый отлив. Есть даже подозрение, что именно по этой причине в поздних картинах Клода Моне, которому в возрасте 82 лет удалили катаракту в левом глазу, так много фиолетового и синего.
До какого-то момента (примерно между 30 и 45 млн лет назад) у наших предков были только красные и синие опсины. Затем ген, кодирующий красный опсин, дуплицировался, и мутации сделали его новую копию чувствительной к волнам зеленой части спектра. Что направляло этот процесс? Некоторые исследователи считают, что эти изменения помогали разглядеть красные плоды на фоне зеленых листьев. Но, что бы ни было их причиной, последствия этих изменений проявились незамедлительно. Число цветов, которые были способны различить наши предки, резко выросло – с 10 000 до примерно 1 млн. Благодаря комбинациям сигналов, поступающих от всех трех типов колбочек, мы можем видеть невероятно разнообразные оттенки: от самого светлого цвета слоновой кости до пурпурного и угольно-черного{16}.
Поскольку у нас в сетчатке глаза имеется три типа колбочек, мы, люди, являемся трихроматами. Точнее, большинство из нас. Однако нарушения цветового зрения, вызванные поломками в генах опсинов, весьма распространены{17}. Хотя полная цветовая слепота встречается редко, красно-зеленая недостаточность – частичная цветовая слепота, при которой люди не различают зеленого и красного цветов, – наблюдается примерно у одного из 12 мужчин и у одной из 200 женщин, если говорить о выходцах из Северной Европы (в других популяциях, в которых изучали этот вопрос, она встречается реже). Это означает, что люди могут путать красный и зеленый цвета. Кстати, именно по этой причине для логотипа Facebook[12] был выбран синий цвет. Основатель компании Марк Цукерберг заявил, что из-за своей неспособности различать красный и зеленый синий он видит лучше остальных цветов{18}.
Хотя ни один человек с обычным цветовым зрением не может себе представить в полной мере, как видит мир тот, у кого нет красных колбочек, считается, что цвета при этом нарушении зрения варьируют от синего до белого и желтого, а красный и зеленый отсутствуют. Предполагается, что люди без гена, кодирующего зеленый опсин, видят мир приблизительно так же, только красные предметы кажутся им более яркими.
Одно из самых ранних известных упоминаний о каком-либо нарушении восприятия цветов датируется 1794 г. Оно содержится в лекции, которую прочел британский исследователь Джон Дальтон. «Часто я всерьез спрашивал кого-нибудь, розовый цветок перед нами или голубой, но обычно все думали, что я хочу над ними подшутить», – рассказывал Дальтон слушателям. Он подозревал, что стекловидная влага – жидкость внутри его глаз – может иметь синий оттенок. С разрешения Дальтона после смерти его глаза разрезали. Стекловидная влага в них была прозрачной. Только в 1990-е гг. ДНК Дальтона проанализировали, и оказалось, что в результате генной мутации в его колбочках отсутствовал зеленый опсин{19}.
Отсутствие синих колбочек, которое приводит к нарушениям восприятия синего и желтого цветов, встречается реже – примерно у одного человека из 10 000. Предполагается, что для таких людей мир окрашен в оттенки красного, белого и зеленого.
Хотя трихроматическое зрение, основанное на трех типах колбочек, – это норма, в некоторых случаях у женщин есть и четвертый тип колбочек[13]. Это не всегда приводит к тому, что их восприятие цветов отличается от стандартного. Но если реакция на свет у колбочек четвертого типа существенно отличается от реакций остальных трех типов колбочек, дополнительные колбочки могут повлиять на цветовосприятие. Так, Габриэль Джордан из Ньюкаслского университета обнаружила женщину с четвертым типом колбочек, способных воспринимать длинноволновую желто-оранжевую часть спектра. Благодаря наличию этих дополнительных «желтых» колбочек при проведении тестов на цветовое зрение, когда требовалось отличить смесь красного и желтого от чисто оранжевого, эта женщина показывала гораздо более высокие результаты по сравнению с обычными людьми. Она замечала нюансы оттенков, которые для большинства людей просто неразличимы{20}.
Но даже люди с обычным цветовым зрением видят одни и те же цвета по-разному. Группа ученых из США обнаружила значительное количество вариаций гена, кодирующего красный опсин. Когда исследователи изучили строение этого гена у 236 человек со всего земного шара, они выявили в общей сложности 85 его разновидностей (вариантов). Наличие разных вариантов этого гена, вероятно, влияет на восприятие красных и оранжевых оттенков, а это значит, что одно и то же «красное» яблоко выглядит для нас с вами немного по-разному{21}.
Палочки, позволяющие видеть при низкой освещенности, и колбочки, дающие возможность различать цвета… Еще совсем недавно, когда я была студенткой, считалось, что этим ограничиваются средства восприятия света сетчаткой. Наши глаза служат для зрительного восприятия, а эти клетки являются теми датчиками, которые позволяют нам видеть.
Правда, как оказалось, это только часть истории глаз. Несомненно, вы слышали о «внутренних часах» организма. На самом деле в организме человека несколько «внутренних часов», которые помогают координировать все – от пробуждения до пищеварения. Но главные «часы» расположены в мозге, а конкретнее, в гипоталамусе – области, отвечающей за важнейшие процессы жизнедеятельности. Чтобы эффективно работать, этим «часам» необходимо знать, когда начинается день и когда наступает ночь, и информацию об этом они получают от глаз, однако, как выяснилось, не через те рецепторы, которые обеспечивают нам способность видеть.
В 1998 г. американский нейробиолог германского происхождения Игнасио Провенсио обнаружил в коже гладкой шпорцевой лягушки меланопсин – совершенно иной светочувствительный пигмент{22}. В течение двух последующих лет он выяснил, что человеческая сетчатка тоже содержит это вещество.
В результате дальнейших экспериментов исследователи установили, что животные, слепые из-за отсутствия палочек и колбочек, тем не менее воспринимают общий уровень освещенности благодаря меланопсину, одному из светочувствительных белков сетчатки, и используют эту информацию для контроля своих суточных биоритмов. Было также обнаружено (например, в исследованиях с участием людей, работающих посменно), что такой контроль важен не только для регуляции сна, но и для физического и психического здоровья. Была даже обнаружена связь мутации в гене, кодирующем соответствующий белок, с сезонным аффективным расстройством (САР){23}, при котором у людей в темные зимние месяцы наблюдается сниженное настроение и депрессия.
Таким образом, чтобы помочь гипоталамусу понять, когда день начинается, а когда кончается, важно подвергать глаза действию яркого света утром, но не вечером. У Майкла Термана, главы Центра светолечения и биологических ритмов при Колумбийском университете, есть в запасе несколько приемов, помогающих максимально улучшить работу этой системы. По возможности ходите на работу пешком и старайтесь не носить солнцезащитные очки. В помещении используйте много ярких ламп – но таких, чтобы к вечеру их свет можно было приглушить и снизить его интенсивность. Опираясь на свой опыт, Терман утверждает, что повышение уровня освещенности днем помогает снизить усталость, которую многие из нас ощущают в послеобеденные часы или ранним вечером, а если это сочетать с понижением освещенности помещения вечером, то такие условия помогают еще и улучшить сон{24}. То же самое можно сказать и в отношении многих невидящих людей; после открытия меланопсина им стали рекомендовать не носить темные очки.
Следовательно, глаз – не просто орган зрения. Это еще и орган, позволяющий ощутить одно из важнейших изменений в окружающей среде, которое нам и огромному количеству других организмов необходимо отслеживать, чтобы выживать и процветать, – смену дня и ночи.
Хотя глаз, как отмечал Аристотель, играет роль органа зрения, мы видим не глазами, а мозгом. И некоторые из наиболее поразительных различий в том, как мы видим мир, связаны с тем, как мозг разных людей обрабатывает зрительную информацию.
Давайте рассмотрим это подробнее. Вы только что проснулись, встали, раздвинули шторы, и свет заливает вашу спальню. Когда он проникает в глаза и воздействует на палочки и колбочки, нервные импульсы устремляются по зрительному нерву к головному мозгу. Их первая остановка – таламус, небольшая структура прямо над стволом мозга, работающая как перевалочный пункт для информации от разных органов чувств. Одна из главных задач таламуса – направлять входящую сенсорную информацию (за исключением обонятельной) для ее дальнейшей обработки в соответствующие участки коры больших полушарий{25}.
Сигналы от сетчатки таламус перенаправляет прямо в V1 – тоненький пласт клеток, из которых состоит наша первичная зрительная кора{26}. Разные популяции нейронов V1 отвечают на разные стимулы. Некоторые реагируют на края или линии, направленные под определенным углом, – допустим, вертикальные линии на занавесках или прямые углы по краям кровати либо шкафа для одежды. Из V1 визуальная информация также поступает в другие участки зрительной коры, отвечающие, помимо прочего, за распознавание цветов, движений, форм и лиц{27}. Если вы, например, увидели, что из-под одеяла вам улыбается ваша дочь, а не супруг, это значит, что ваша веретенообразная извилина получила уже частично обработанную зрительную информацию. Этот небольшой участок зрительной коры обеспечивает распознавание лиц – притом не обязательно человеческих; он отреагирует и на морды животных, и даже на лица персонажей мультфильмов{28}. (У некоторых животных, например у собак, тоже есть участки коры, реагирующие на человеческие лица{29}.)
Люди, у которых глаза идеально функционируют, но при этом имеются дефекты в отдельных участках зрительной коры (вызванные мутациями, болезнями или повреждениями мозга), могут не видеть неподвижные объекты, но способны улавливать движение; или способны найти на фотографии нос, но само лицо как целое не воспринимают. В то же время гораздо менее выраженные различия в том, как мозг разных людей воспринимает зрительные сигналы, могут объяснять более тонкие, но не менее удивительные различия между ними во взглядах на мир. Слово «взгляд» в данном случае может толковаться как в прямом, так и в переносном смысле.
Некоторым из нас цвета предметов всегда кажутся менее яркими, менее насыщенными, чем остальным. В эту категорию попадают люди с тяжелым депрессивным расстройством. Индивидуальные особенности личности также связывают с различиями в зрительном восприятии. В частности, высокие показатели по шкале открытости новому опыту – черты личности, связанной с любопытством и широтой восприятия, а еще довольно часто и с креативностью{30}, – обусловлены индивидуальными особенностями обработки мозгом изображений, поступающих от каждого глаза. Психологи, разработавшие популярную пятифакторную модель личности[14], включающую, помимо открытости опыту, такие аспекты, как доброжелательность (по сути, показатель того, насколько приятно иметь с вами дело), добросовестность, невротизм (противоположностью которого является эмоциональная устойчивость) и экстраверсия (ее противоположный полюс – интроверсия), написали, что показатели открытости связаны с толерантностью к неопределенности. И по-видимому, это утверждение верно даже на уровне чувственного восприятия.
Это было подтверждено результатами исследования, основанного на явлении, известном как бинокулярная конкуренция. Представьте, что вашему левому глазу показывают круг из горизонтальных красных полос, а правому – круг из вертикальных зеленых полос. Обычно мозг переключается между этими двумя вариантами, подавляя сначала первое изображение, а затем второе, так что вы воспринимаете поочередно то одно, то другое. Однако иногда оба круга кажутся размытыми, и человек видит некую смесь из них.
Когда Анна Антинори из Мельбурнского университета использовала этот метод при работе с группой студентов, которые перед этим прошли тест «Большая пятерка», она обнаружила, что люди с высокими показателями открытости опыту видели сливающиеся изображения гораздо чаще, чем те, у кого этот показатель был невысок. Ученые сделали вывод, что более открытые люди буквально видят мир по-другому{31}.
В этой работе, опубликованной в 2017 г., существенные различия в зрительном восприятии впервые связали с особенностями личности. Эти различия могут свидетельствовать о том, что мозг более открытых людей работает немного по-другому: процессы в нервной системе, приводящие к более сильному размыванию разноцветных кругов, могут быть каким-то образом связаны с более развитой у открытых личностей способностью к дивергентному мышлению. Ученые выявили прямую связь развитости такого мышления и способности находить больше вариантов решения проблемы с креативностью. Существуют также различия в том, как видят мир целые группы людей, а не только отдельные индивиды. Однако они связаны не с генами опсинов, чертами характера или социально-экономическими условиями, а с чем-то совершенно иным. Исследования показывают, что, как ни удивительно, целые группы людей могут воспринимать мир по-другому не из-за того, что генетически отличаются от остальных, а потому, что принадлежат к другой культуре (следует подчеркнуть, что эти отличия не являются недостатками).
