Сила обоняния. Как умение распознавать запахи формирует память, предсказывает болезни и влияет на нашу жизнь - Иоганнес Фраснелли

Ознакомительный фрагментнашелся секретарь, умевший программировать. Однажды, занимаясь поиском вакансий, я зашел на эту домашнюю страницу и обнаружил, что предлагаются темы для докторских диссертаций. Мало того, кафедра искала студентов, желавших заняться темой «Обоняние и вкус». Это сообщение поразило меня как током.

Спустя некоторое время я связался с моим будущим руководителем и на двух встречах с ним получил свою тему: «Обоняние и вкус при хронической почечной недостаточности». Для начала надо было разобраться, какие неврологические нарушения сопутствуют почечной недостаточности. Но я одновременно должен был понять, как работает восприятие запахов. Я начал искать ответы в учебниках, но скоро заметил, что на эту тему известно не так много, что обонянию уделяется не больше половины страницы в большинстве руководств. Я начал читать специальные журналы и увидел, что только недавно было открыто, как вообще функционируют обонятельные рецепторы. За исследования в этой области американские ученые Линда Бак и Ричард Аксель получили в 2004 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии. К тому времени только недавно стало известно, как перерабатываются в головном мозге обонятельные стимулы. Это открытие было сделано в Монреале, в тамошнем Неврологическом институте.

Я был сильно озадачен, ибо предполагал, что обоняние – подобно слуху и зрению – исследовано глубоко и всесторонне. Я начал просматривать старые статьи, читать работы 1920–1950-х годов и был еще больше очарован этим «неизвестным чувством». Как долго пытались, по аналогии с основными цветами – красным, желтым и синим, – найти основные запахи, из смешения которых возникают все остальные. Сколько могло существовать основных запахов и сколько их, следовательно, можно различить. Сегодня мы знаем, что обоняние функционирует не так, как слух и зрение, что обонятельных рецепторов у нас в сотни раз больше, чем зрительных, что мы способны различать более миллиарда различных запахов, а значит, столько их и существует в природе. Но тогда это было недавним открытием, а многого мы просто еще не знали.

Параллельно я начал проходить практику в лор-клинике. Мы исследовали пациентов, утративших обоняние. Я никогда не придавал обонянию большого значения и был страшно удивлен, узнав, что это происходит относительно часто. Я познакомился с методами оценки обоняния, которые в сравнении с методами оценки состояния зрения показались мне сырыми и неточными. Мы исследовали, насколько хорошо пациенты могут улавливать запахи, насколько хорошо могут их различать. Я узнал, что более точные методы, такие как ЭЭГ и магнитно-резонансная томография, использовались только в специализированных научно-исследовательских лабораториях, но пока не применялись в рутинных обследованиях пациентов.

После окончания докторантуры я получил возможность работать в специализированной исследовательской лаборатории в Дрездене, где мы пытались помочь пациентам с нарушениями обоняния, для чего сначала надо было понять, как вообще функционирует обоняние. Так мне пришлось осваивать специализированные методы исследования. Мы регистрировали электрическую активность мозга в то время, как больные и здоровые испытуемые нюхали определенные запахи, а затем анализировали, какие отделы головного мозга становятся особенно активными при восприятии различных запахов. Я с восхищением узнавал, как мозг реагирует на запахи, как он их перерабатывает, как может контекст изменять восприимчивость к запахам. В Дрездене я принял решение посвятить себя не врачеванию, а фундаментальным исследованиям.

Через несколько лет мне представилась возможность присоединиться к команде ученых Монреальского неврологического института. Это легендарное учреждение. Прижатое к горе Мон-Руаяль, которая уроженцу Южного Тироля кажется невысоким холмом, здание господствует над городом. Институт был основан в 1930-х годах Уайлдером Пенфилдом, создателем современной нейрохирургии, как место, где должны были взаимодействовать с пользой друг для друга фундаментальные научные исследования и клиническая практика. Здесь были разработаны методы хирургического лечения эпилепсии, здесь были заложены основы нашего понимания механизмов памяти, здесь были разработаны многие методы визуализации. Ради изучения этих методов я решился пересечь Атлантику. Мне хотелось понять, что происходит в головном мозге, когда мы нюхаем, а также узнать, как мозговые структуры влияют на наши обонятельные способности.

Проработав несколько лет в Монреале, я получил предложение поработать несколько месяцев в Центре химических чувств Монелла в качестве приглашенного исследователя. Этот центр, расположенный в Филадельфии, штат Пенсильвания, является ведущим учреждением, где выполняются исследования обоняния и вкуса. Более двадцати групп пытаются разобраться в чувствах обоняния и вкуса, понять, как работают рецепторы, как происходит передача импульсов, что случается при утрате вкуса и обоняния. Работы не ограничиваются изучением этих процессов у людей, исследования выполняют также на дрозофилах, комарах, крысах, мышах и на животных многих других видов. Я выполнял в том центре особую миссию. Всегда легче понять, как обрабатывается восприятие единственного запаха, но в норме мы воспринимаем не какое-то отдельное летучее вещество, но смесь пахучих веществ. Мы заинтересовались тем, как взаимодействуют запахи, и сравнили раздражения, возникающие при восприятии отдельных и смешанных запахов. Мы начали лучше понимать сложное взаимовлияние запахов и увидели, что некоторые запахи подавляют восприятие других, а некоторые, наоборот, усиливают друг друга.

Химические чувства

Обоняние – химическое чувство, и его орган работает не так, как органы зрения, осязания или слуха. У слепых, в особенности у тех, кто потерял зрение с рождения или вскоре после него, как правило, развивается обостренное восприятие звуков и тактильных стимулов, что позволяет извлекать больше информации из этих чувств. Такая же компенсация наблюдается и при потере слуха. Химические чувства, однако, этому образцу не следуют. У слепых и глухих не наблюдают обострения обоняния, как можно было бы ожидать, скорее, наоборот, это чувство становится слабее, что в числе других показали и наши исследования. Соответственно, есть выдающиеся слепые музыканты – наиболее известные примеры – Рэй Чарльз, Стиви Уандер и Андреа Бочелли, – но среди слепых нет выдающихся парфюмеров или сомелье. Особенность химических чувств заключается в том, что у пациентов, утративших обоняние, наблюдают также и ослабление способности к восприятию вкуса. Чувство вкуса не компенсирует ослабление или исчезновение обоняния, скорее ослабление одного из этих чувств ослабляет другое.

Вернувшись в Монреаль, я для прохождения постдокторантуры присоединился к группе исследователей Монреальского университета. Эта группа специализировалась на интермодальной сенсорной пластичности, а проще говоря, на том, как изменяется работа мозга при выпадении какого-либо органа чувств, у слепых, глухих, а также у пациентов, страдающих аносмией. Если до этого группа занималась только выпадением зрения, слуха и тактильной чувствительности, то мой опыт мог пригодиться для изучения химического чувства.

В 2013–2014 годах я наконец сделал решающий шаг, стал самостоятельным исследователем и создал свою научную группу. Сначала мы работали в научном центре при больнице Сакре-Кёр в Монреале, а затем, после того как мне предложили должность профессора анатомии в Университете