Как мы воспринимаем мир с помощью органов чувств? Об этом тольяттинцы узнали на лекции «Анатомия чувств: как наш мозг видит, слышит, чувствует», состоявшейся во дворце культуры «Тольяттиазот» в рамках проекта «Химия слова». Алексей Паевский – химик-органик, создатель и главный редактор портала Neuronovosti.ru и Анна Хоружая – сооснователь портала Neuronovosti.ru, врач лучевой диагностики, объяснили, как работают наши органы чувств.

Источник: vk.com/toaz_official

Лекция была разделена на пять тематических блоков, посвящённых каждому виду чувств: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. Алексей Паевский рассказал о том, как человечество изучало органы чувств, а Анна Хоружая – о современных представлениях об анатомии чувств.

Как устроено наше зрение

Анна Хоружая объяснила, как работают органы чувств по анализатору:

– Каждый анализатор состоит из периферического отдела – это приёмник информации, то, через что информация попадает в нервную систему. Затем она распространяется по нервному волокну, проходит в зоны, которые анализируют эту информацию, – это проводниковый отдел. Центральный отдел в нашем головном мозге обрабатывает информацию. В итоге мы получаем представление об объекте.

Так, например, в систему зрительного анализатора входят сетчатка глаза (периферический отдел), зрительный нерв (проводниковый отдел) и затылочная кора больших полушарий (центральный отдел). Наш глаз фокусирует изображение на одной точке сетчатки, которая называется «жёлтое пятно». В этой точке сосредоточено максимальное количество колбочек, отвечающих за восприятие цвета: красного, зелёного и синего. Вся остальная информация воспринимается периферийным зрением, которое не входит в «жёлтое пятно». Эта зона включает в себя палочки, которые отвечают за сумеречное зрение.

Как мы слышим

Основные открытия, связанные со слухом, были совершены в XVI веке. Тогда наукой о чувствах начали заниматься физики. В XIX веке, как отметил Алексей Паевский, «наука о слухе превратилась в битву физиков». В свою очередь Анна Хоружая рассказала о том, что долгое время было неизвестно, как в закрученной улитке во внутреннем ухе воспринимаются звуковые волны. Было выяснено, что на всём протяжении улитки есть три слуховые полости, заполненные жидкостью. Когда в ответ на звуковую волну вибрируют мембраны окошек, которые ведут из среднего во внутреннее ухо, возникают колебания этой жидкости. Волосковые клетки реагируют на эти колебания и передают информацию в мозг. Получается, что звук поступает в слуховой нерв, далее информация переходит в ствол мозга и таламус, где, перед тем как попасть в височную кору, обрабатывается. Вся полученная информация анализируется в височной коре головного мозга.

Источник: vk.com/toaz_official

Как взаимосвязаны вкус и органы обоняния

Алексей Паевский отметил, что обоняние как один из видов чувств изучалось меньше других. Из-за этого возникло множество вопросов о том, как обоняние связано со вкусом, что вызвало появление огромного количества мифов. Лектор согласен с высказыванием Авиценны: «Запах – это разновидность вкуса». Это действительно так, потому что вкус формируется благодаря запаху с помощью ретроназального обоняния. Когда мы жуём пищу, мы вдыхаем запах, часть попадает в верхнюю носовую полость, где обонятельные клетки регистрируют информацию.

– Рецепторы, которые воспринимают запахи, есть на языке, поэтому в формировании вкуса продукта есть большой вклад обоняния. Запах также помогает создавать воспоминания, осуществлять перевод из кратковременной в долговременную память. Поэтому запах иногда помогает нам что-то вспомнить, – рассказал Алексей Паевский.

Анна Хоружая, анализируя обонятельный орган, объяснила, что собирают информацию обонятельные клетки, передаёт информацию обонятельный нерв, а обрабатывает полученные сведения мозг, в частности обонятельные луковицы и орбитофронтальная кора. Анна также развеяла миф о том, что собаки чувствуют запахи лучше, чем люди:

– Если запахом нарисовать «линию», то собака и человек смогут очень хорошо сориентироваться. Главное – чтобы был релевантный стимул. Если для человека нарисовать линию, например, шоколадной эссенцией, то он сможет очень хорошо соблюсти её направление, ориентируясь по запаху. Особенно если этому обучить.

Аристотель классифицировал вкусы на сладкий, солёный, горький и кислый. Со временем люди добавляли и убирали новые виды вкуса. Так, Жан Фернель добавил ещё два вкуса – жирный и пресный (с годами их убрали из классификации), а Икэда Кикунаэ – вкус умами, или «мясной» (глутамат натрия). В 2005-м всё-таки нашли рецептор жирного вкуса и вернули его в классификацию, а в 2019-м обнаружили рецептор, определяющий металлический привкус. Существуют также «ложные» вкусы – ментоловый, острый и вяжущий. Анна Хоружая объяснила, что ощущение таких вкусов – это реакции на холодовые и тепловые рецепторы, а также на денатурацию белков слюны, из-за которой она сворачивается.

«Вкусовой» орган чувств получает информацию через рецепторы вкуса, находящиеся во вкусовых сосочках, несколько черепно-мозговых нервов являются проводниковым отделом, а обрабатывает всё островковая кора головного мозга. Один из известных мифов – неверное описание вкусовых зон на языке. Как вышло, что миф приобрёл такую популярность? Оказывается, что немецкий учёный Давид Хениг подробно описал в своей работе, какие части языка отвечают за вкус, и выяснил, что мы воспринимаем все вкусы практически всем языком. Но когда американский психолог Эдвин Боринг решил перевести его работу с немецкого языка на английский, в переводе была допущена ошибка. Так возникло ложное представление о существовании вкусовых зон языка.

Источник: vk.com/toaz_official

Осязание

Боль, как разъяснил Алексей Паевский, – это проявление осязания. Рене Декарт считал, что когда наш организм ощущает боль, информация о раздражителе поступает по нервным трубкам в мозг, в шишковидную железу, где открывается клапан, и в мозг нагнетается «жизненная сила», которая наполняет трубки нервов, отдёргивающие наше тело от вызвавшего боль объекта. Эразм Дарвин предполагал, что боль – вообще не чувство, она наступает от любого внешнего раздражителя, будь то свет, давление или звук, но в особом случае: когда мы перешагиваем порог восприятия, то ощущаем боль.

– Помимо этого, у нас существует такое чувство – проприоцепция. Его можно отнести к осязанию или к отдельному виду чувств. Проприоцепция – это особое мышечное чувство с особыми рецепторами в мышечных волокнах. Когда мы закрываем глаза, мы всё равно знаем, где находится наша рука, потому что внутри мышц есть рецепторы, которые ощущают движение этих мышц, – рассказал Алексей Паевский.

Осязательные рецепторы собирают информацию, она проходит через чувствительные волокна, попадает в спинной мозг, а потом по нервным трактам туда, где и обрабатывается, – в теменную кору головного мозга. На кончике пальцев у нас находятся рецепторы, у которых рецепторное поле довольно узкое, оно помогает воспринимать мелкие детали. Чем шире рецепторное поле, тем меньше мы ощущаем детализированные вещи.

– Сенсорные клетки разделяются по подтипам, если говорить об их функционале. Одни реагируют на механическое раздражение (это механорецепторы), другие на температуру (терморецепторы), третьи на химические раздражители (хеморецепторы), четвёртые предназначены для восприятия боли, то есть любых стимулов, которые гораздо выше пороговых (это ноцицепторы), – объяснила Анна Хоружая.

Источник: vk.com/toaz_official

Общий проект

Сейчас Алексей Паевский и Анна Хоружая вместе работают над проектом, задача которого – рассказать истории жизни всех лауреатов Нобелевской премии по химии, физике и медицине.