Эдуард Зинкевич : Обычно считают, что люди доверяют зрению, слуху меньше, а запаху совсем мало. Вот подтверждение: если я вам скажу «говорите громче», а приставлю палец так, вы поймёте, что я говорю про другое. То есть при противоречивой информации вы доверяете зрению. А у животных основной решающий фактор - это обоняние.
Что такое запах и обоняние? Запах - это ощущение, которое возникает у человека, когда определённые вещества - мы называем их летучими, то есть те вещества, которые дают много паров в газовое пространство, - при вдохе попадают на специализированные обонятельные клетки. Вот рисунок, из которого понятно, что эти клетки расположены в носовых проходах и они висят «вниз головой». Эти обонятельные клетки - это настоящие клетки мозга, которые выползли наружу. Человеческий мозг и мозг любого животного контактирует с внешней средой только в этом случае, это прямой ввод в мозг. Это настолько поразительно: все остальные зрительные, акустические рецепторы - это вторичные клетки, где переход от одной клетки в другую через определённые синапсы идёт до мозга. А это настоящие клетки мозга, которые ощупывают внешний мир.
А.Г. То есть сейчас, простите, я залезу пальцем в нос, это я мозг свой трогаю?
Э.З. Нет, обонятельные клетки находятся между глаз, они выше.
А.Г. Гораздо глубже.
Э.З. Вот хорошо видно на рисунке: белым обозначены как раз те обонятельные клетки, настоящие клетки мозга. А вот на следующем рисунке мы видим, как выглядят обонятельные клетки. Вот тело клетки, и сверху волоски. На самом деле они висят вниз головой. И вот на этих волосках расположены настоящие участки, называемые молекулярными рецепторами. Взаимодействие пахучих веществ с этой мишенью даёт электрический ответ, который идёт в мозг. И дальше центральная нервная система анализирует огромное количество электрических импульсов.
У нас, у людей, 10 в 8-й степени клеток, это огромное количество. И чтобы вы понимали разницу между обонянием собаки и человека, это выглядит так. Вот поверхность, которая воспринимает пахучие вещества у человека. Она огромная, 25 квадратных сантиметров, это 5 на 5 сантиметров. У собаки 7 квадратных метров.
А.Г. Метров?!
Э.З. Метров. Вот чтобы было понятно, насколько у них возможности больше, чем у человека.
А.Г. Потрясающе.
Э.З. Следующий рисунок это обычный дыхательный эпителий. Он так структурирован. А вот следующий рисунок покажет вам, как выглядят обонятельные клетки; вот это та поверхность, которая ловит летучие вещества, распространённые в воздухе.
А.Г. И вот этой поверхности у нас…
Э.З. И вот этой поверхности у нас 25 см, но это всё равно огромная, огромная площадь поверхности.
А.Г. А вот у друзей наших меньших…
Э.З. 7 квадратных метров. Поэтому я буду рассказывать о собаках с большим восхищением, хотя могу сказать, что мы пытались с ними конкурировать по индивидуальному запаху. И, например, некоторые люди в состоянии отличать индивидуальный запах мышей, крыс. Но не всех, а только некоторых. А любые собаки это делают легко.
Но что такое запах с точки зрения химика, какие вещества пахнут? Не все вещества пахнут. У нас, мы знаем сейчас, около 10 млн. органических веществ, и только 10% имеет запах. Значит, эти вещества вызывают ощущения, которые мы называем запахом. У животных, наверное, то же самое, но твёрдо доказать, что они точно так же чувствуют, как и мы, это нельзя.
Так вот, когда пахучие вещества дают нам электрический ответ, то в животном мире он несёт информацию вообще обо всём, об окружающей среде в социальном плане… Вот как выглядит обонятельная рецепторная клетка. Вот жгутики, которые висят сверху и снизу, это те белки, которые встроены в мембрану обонятельной клетки. И взаимодействие их с пахучим веществом вызывает электрический ответ, открываются ионные каналы, идёт ток, и это мы считаем запахом.
Можно следующий рисунок.
И тогда я перейду к молекулярным механизмам того, как возникают электрические ответы. Здесь участвуют ионы кальция, что очень важно для специалистов, ведь это данные последних 10-20 лет для обонятельного рецептора. Значит, если взглянуть в историю изучения обоняния, то оказывается, что первые сведения были получены в VI-V веке до нашей эры. Ученик Пифагора Алкмион Кротонский впервые описал орган обоняния. Тогда догадывались, что какие-то вещества отлетают от цветков, от чего-то другого и попадают в нос, и считали, что в носу есть щель в мозг. Эти вещества прямо в мозг попадают.
А.Г. Они недалеки от истины.
Э.З. Немножко, немножечко не догадались, нашли некий такой подход. И очень интересно, что в те времена эксперимент считался беднейшим средством познания. То есть главное было высказать идею, а остальные… Презумпция невиновности была у идеи. Её нужно было опровергать экспериментом. Сейчас это уже не так. Нужно идею высказывать и иметь доказательство, что и как есть.
Вот как выглядит схема физико-химических методов. Внизу - собирают летучие вещества, а сверху видно, когда анализируют хронотографически, как выглядит смесь с точки зрения физико-химического анализа. Принципиальная разница в том, что орган обоняния анализирует не так, как физики-химики, как мы. Я физико-химик по своему образованию. Мы смесь разлагаем во времени. Мы обязательно каждое вещество выделяем и анализируем, то есть смесь у нас идёт во времени, последовательно каждое вещество. Нос, имея 108 клеток, где, считается, рецепторов около тысячи, делает мгновенный анализ, параллельный, то есть он получает некие обонятельный образ. И я закончу своё сообщение некой идеей обонятельного образа, который показал Сальвадор Дали на зрительных образах. Это принципиальное отличие физико-химического анализа: мы смеси носом интегрируем, то есть мы мгновенно получаем интегральный анализ, а физико-химический анализ дифференцирует, он просто разбирает на отдельные компоненты. И поэтому до сих пор нет больших успехов в области анализа физико-химическими методами, если сравнить с биодетекторами - так называется орган обоняния.
Вот если посмотреть, что животные… Будем говорить о млекопитающих, потому что они ближе к нам: мы тоже млекопитающие. Так вот, у человека можно спросить, что он думает о запахе. А когда работают животные, мы должны интерпретировать либо их поведение, либо получать электрофизиологические ответы, либо какие-то другие ответы, которым нужно придумывать объяснение. С человеком было бы, конечно, попроще. Но дело в том, что у человека язык обонятельный не развит. Если мы говорим о пахучих веществах, то у нас абстрактного названия пахучих веществ как цветов нет. Поэтому мы обязательно запах привязываем каким-нибудь предметам.
А.Г. К источнику.
Э.З. К источнику, источнику запаха:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73