Вдох — и вы снова ребёнок. Машина времени всё это время была у нас прямо под носом
NewsMakerКак обычный помидор заставил ученого переместиться на 30 лет назад..
Для немецкого учёного Томаса Хуммеля запах неспелого зелёного помидора — это не просто аромат, а своеобразная машина времени. Стоит ему уловить этот специфический травяной и терпкий запах, как он мысленно возвращается в дом своего детства в Баварии. В комнате под скатной крышей, где он жил с двумя братьями, стоял шкаф, на котором мать оставляла помидоры дозревать. Этот запах Хуммель считает наглядным примером уникальной связи между обонянием, эмоциями и памятью.
Учёные давно знают, что запахи напрямую связаны с эмоциональными воспоминаниями. Лаванда может напомнить о близком человеке, дешёвый алкоголь — о беззаботной молодости, а аромат стирального порошка — о детстве. И за всем этим стоит сложнейший биологический механизм, который наука только начинает систематически исследовать.
Обоняние — древнейшее из чувств. Ещё три миллиарда лет назад простейшие организмы научились определять химические вещества в окружающей среде — именно так зародилась хемосенсорика. Этот фундамент лёг в основу более сложных обонятельных систем, которые впоследствии сформировались у животных и человека.
В XIX веке французский нейроанатом Поль Брока обратил внимание на относительно небольшой размер обонятельных луковиц у человека по сравнению с другими животными, например, лошадьми или мышами. Он ошибочно заключил, что запахи не имеют большого влияния на человеческое поведение. Так возникло понятие анозматик — человек, якобы плохо различающий запахи.
Позже английский анатом сэр Уильям Тернер исказил выводы Брока, заявив, что люди в целом хуже чувствуют запахи, чем животные. Этот миф укоренился благодаря поддержке Зигмунда Фрейда, который считал обоняние примитивным пережитком животного прошлого.
Современные научные данные полностью опровергают эти стереотипы. Как отмечает зоолог Маттиас Ласка из Университета Линчёпинга, даже отдельные клетки способны реагировать на химические сигналы. Обоняние — это глубоко укоренённый в природе способ взаимодействия с окружающим миром.
Большой прорыв произошёл в 1990-х годах, когда биологи Линда Бак и Ричард Аксель, за что впоследствии получили Нобелевскую премию, открыли гены, кодирующие обонятельные рецепторы. У человека в носу насчитывается около 400 типов таких рецепторов, каждый из которых способен распознавать разные летучие соединения.
Запах розы, например, формируется благодаря более чем 800 молекулам. Каждая из них активирует определённые участки мозга, создавая уникальный нейронный «рисунок», который мы интерпретируем как единое целое.
Однако язык человека пока отстаёт от возможностей его обонятельной системы. По словам Антонии Бирлинг из Технологического университета Дрездена, мы чаще описываем запахи через их источник («пахнет ананасом», «пахнет мокрой собакой»), но нам сложно объективно характеризовать их свойства. В отличие от цвета или формы, запах практически невозможно описать универсальными словами.
Эта языковая ограниченность затрудняет и научное исследование запахов. Именно поэтому Бирлинг и её коллеги собрали крупнейшую базу данных, включающую результаты оценки 74 чистых молекул с разной ароматической структурой. Более 1200 участников получили контейнеры с отдельными молекулами, описывали их запахи своими словами, а затем оценивали по шкале интенсивности, приятности, раздражающего эффекта, ассоциаций с теплом или холодом и съедобности.
Эксперимент показал, насколько всё субъективно. Например, около 250 человек ассоциировали запах бензилацетата с жидкостью для снятия лака, а примерно 170 — с фруктами и бананами. Оба варианта корректны: это вещество присутствует как в косметике, так и в натуральных продуктах.
Такие результаты подтверждают: восприятие ароматов определяется не только химией, но и личным, культурным и даже географическим опытом человека.
Другие исследовательские группы изучают, как химическая структура молекул влияет на их запах. Так, в Monell Chemical Senses Center в Филадельфии совместно с Google даже была разработана ИИ-система , способная предсказывать аромат вещества по его молекулярной формуле. Сейчас Monell Center объединяет подобные данные в глобальную базу Pyrfume, которая охватывает результаты экспериментов не только на людях, но и на других видах животных.
Всё это дополняется исследованиями работы мозга. Обонятельные сигналы поступают от рецепторов в носу в обонятельную луковицу, а затем — в пириформную кору (определение запаха), миндалину (эмоциональная реакция) и гиппокамп (формирование памяти). Особенность системы в том, что сигнал минует таламус — структуру, через которую обычно проходят сенсорные данные на пути к сознанию. Благодаря этому запахи способны напрямую влиять на эмоции, память и поведение, ещё до того, как мы их осознаём.
Группа немецкого нейробиолога Флориана Морманна из Университета Бонна впервые проследила реакцию отдельных нейронов на запахи у человека. Благодаря редким записям мозговой активности у пациентов с эпилепсией, которым временно вживили электроды, учёные наблюдали работу мозга при восприятии запахов лакрицы, кофе и других веществ.
Выяснилось, что нейроны пириформной коры активируются не только при реальном вдыхании запаха, но и при визуальном или словесном напоминании о нём. Это подтверждает, что мозг формирует общее понятийное представление о запахе, а не просто фиксирует химическую информацию.
Кстати, подобный эффект давно известен для зрения: если человек видит объект или читает его название, активируются одинаковые зоны мозга. С обонянием действует аналогичный принцип.
С эволюционной точки зрения запах остаётся критически важным для выживания и социального взаимодействия. Он помогает распознавать опасности, выбирать пищу, определять здоровье по запаху тела, а также влияет на выбор партнёров. Ласка отмечает: вопреки стереотипам, человеческое обоняние в ряде аспектов — например, для цветочных или фруктовых запахов — даже превосходит способности собак.
Тем временем учёные и инженеры работают над созданием цифрового носа — устройства, которое анализирует химический состав воздуха и способно предупреждать о потенциальных угрозах. Первой подобной технологией можно считать бытовой дымовой извещатель.
В будущем, как надеются исследователи, такие устройства помогут диагностировать болезни по запаху тела или восстановить обоняние у людей, утративших его из-за COVID-19 , возрастных изменений или нейродегенеративных нарушений.
Как подчёркивает Хуммель, утрата обоняния не просто лишает человека удовольствия от запахов, но и делает окружающий мир менее безопасным. Люди перестают ощущать запах еды, дыма или собственного жилища. Пропадают эмоциональные якоря и ощущение защищённости.
«Я знаю, что воспоминание внутри меня есть, но у меня больше нет ключа, чтобы его открыть», — говорит учёный.
Для немецкого учёного Томаса Хуммеля запах неспелого зелёного помидора — это не просто аромат, а своеобразная машина времени. Стоит ему уловить этот специфический травяной и терпкий запах, как он мысленно возвращается в дом своего детства в Баварии. В комнате под скатной крышей, где он жил с двумя братьями, стоял шкаф, на котором мать оставляла помидоры дозревать. Этот запах Хуммель считает наглядным примером уникальной связи между обонянием, эмоциями и памятью.
Учёные давно знают, что запахи напрямую связаны с эмоциональными воспоминаниями. Лаванда может напомнить о близком человеке, дешёвый алкоголь — о беззаботной молодости, а аромат стирального порошка — о детстве. И за всем этим стоит сложнейший биологический механизм, который наука только начинает систематически исследовать.
Обоняние — древнейшее из чувств. Ещё три миллиарда лет назад простейшие организмы научились определять химические вещества в окружающей среде — именно так зародилась хемосенсорика. Этот фундамент лёг в основу более сложных обонятельных систем, которые впоследствии сформировались у животных и человека.
В XIX веке французский нейроанатом Поль Брока обратил внимание на относительно небольшой размер обонятельных луковиц у человека по сравнению с другими животными, например, лошадьми или мышами. Он ошибочно заключил, что запахи не имеют большого влияния на человеческое поведение. Так возникло понятие анозматик — человек, якобы плохо различающий запахи.
Позже английский анатом сэр Уильям Тернер исказил выводы Брока, заявив, что люди в целом хуже чувствуют запахи, чем животные. Этот миф укоренился благодаря поддержке Зигмунда Фрейда, который считал обоняние примитивным пережитком животного прошлого.
Современные научные данные полностью опровергают эти стереотипы. Как отмечает зоолог Маттиас Ласка из Университета Линчёпинга, даже отдельные клетки способны реагировать на химические сигналы. Обоняние — это глубоко укоренённый в природе способ взаимодействия с окружающим миром.
Большой прорыв произошёл в 1990-х годах, когда биологи Линда Бак и Ричард Аксель, за что впоследствии получили Нобелевскую премию, открыли гены, кодирующие обонятельные рецепторы. У человека в носу насчитывается около 400 типов таких рецепторов, каждый из которых способен распознавать разные летучие соединения.
Запах розы, например, формируется благодаря более чем 800 молекулам. Каждая из них активирует определённые участки мозга, создавая уникальный нейронный «рисунок», который мы интерпретируем как единое целое.
Однако язык человека пока отстаёт от возможностей его обонятельной системы. По словам Антонии Бирлинг из Технологического университета Дрездена, мы чаще описываем запахи через их источник («пахнет ананасом», «пахнет мокрой собакой»), но нам сложно объективно характеризовать их свойства. В отличие от цвета или формы, запах практически невозможно описать универсальными словами.
Эта языковая ограниченность затрудняет и научное исследование запахов. Именно поэтому Бирлинг и её коллеги собрали крупнейшую базу данных, включающую результаты оценки 74 чистых молекул с разной ароматической структурой. Более 1200 участников получили контейнеры с отдельными молекулами, описывали их запахи своими словами, а затем оценивали по шкале интенсивности, приятности, раздражающего эффекта, ассоциаций с теплом или холодом и съедобности.
Эксперимент показал, насколько всё субъективно. Например, около 250 человек ассоциировали запах бензилацетата с жидкостью для снятия лака, а примерно 170 — с фруктами и бананами. Оба варианта корректны: это вещество присутствует как в косметике, так и в натуральных продуктах.
Такие результаты подтверждают: восприятие ароматов определяется не только химией, но и личным, культурным и даже географическим опытом человека.
Другие исследовательские группы изучают, как химическая структура молекул влияет на их запах. Так, в Monell Chemical Senses Center в Филадельфии совместно с Google даже была разработана ИИ-система , способная предсказывать аромат вещества по его молекулярной формуле. Сейчас Monell Center объединяет подобные данные в глобальную базу Pyrfume, которая охватывает результаты экспериментов не только на людях, но и на других видах животных.
Всё это дополняется исследованиями работы мозга. Обонятельные сигналы поступают от рецепторов в носу в обонятельную луковицу, а затем — в пириформную кору (определение запаха), миндалину (эмоциональная реакция) и гиппокамп (формирование памяти). Особенность системы в том, что сигнал минует таламус — структуру, через которую обычно проходят сенсорные данные на пути к сознанию. Благодаря этому запахи способны напрямую влиять на эмоции, память и поведение, ещё до того, как мы их осознаём.
Группа немецкого нейробиолога Флориана Морманна из Университета Бонна впервые проследила реакцию отдельных нейронов на запахи у человека. Благодаря редким записям мозговой активности у пациентов с эпилепсией, которым временно вживили электроды, учёные наблюдали работу мозга при восприятии запахов лакрицы, кофе и других веществ.
Выяснилось, что нейроны пириформной коры активируются не только при реальном вдыхании запаха, но и при визуальном или словесном напоминании о нём. Это подтверждает, что мозг формирует общее понятийное представление о запахе, а не просто фиксирует химическую информацию.
Кстати, подобный эффект давно известен для зрения: если человек видит объект или читает его название, активируются одинаковые зоны мозга. С обонянием действует аналогичный принцип.
С эволюционной точки зрения запах остаётся критически важным для выживания и социального взаимодействия. Он помогает распознавать опасности, выбирать пищу, определять здоровье по запаху тела, а также влияет на выбор партнёров. Ласка отмечает: вопреки стереотипам, человеческое обоняние в ряде аспектов — например, для цветочных или фруктовых запахов — даже превосходит способности собак.
Тем временем учёные и инженеры работают над созданием цифрового носа — устройства, которое анализирует химический состав воздуха и способно предупреждать о потенциальных угрозах. Первой подобной технологией можно считать бытовой дымовой извещатель.
В будущем, как надеются исследователи, такие устройства помогут диагностировать болезни по запаху тела или восстановить обоняние у людей, утративших его из-за COVID-19 , возрастных изменений или нейродегенеративных нарушений.
Как подчёркивает Хуммель, утрата обоняния не просто лишает человека удовольствия от запахов, но и делает окружающий мир менее безопасным. Люди перестают ощущать запах еды, дыма или собственного жилища. Пропадают эмоциональные якоря и ощущение защищённости.
«Я знаю, что воспоминание внутри меня есть, но у меня больше нет ключа, чтобы его открыть», — говорит учёный.