Почему у нас две ноздри? Секрет стереоскопического обоняния

Вот вам факт, от которого мурашки по коже: когда молекулы кофе или свежескошенной травы касаются слизистой, ваш мозг мгновенно вычисляет траекторию. Левая ноздря получила сигнал на миллисекунду раньше правой? Мозг это уже отметил. Эта двойная проверка похожа на то, как мы двумя глазами определяем глубину, только в мире запахов. Забавно, правда? Мы так мало обращаем внимания на обоняние, а там — целый высокоточный механизм.

Всю эту сложную работу координирует пириформная кора — область мозга, которая раскинулась в обоих полушариях и принимает обонятельные сигналы. Но долгое время ученые ломали голову: работают ли эти две половины как один слаженный оркестр или каждая играет свою независимую партию? Вопрос не праздный. От этого зависит понимание того, как мы строим целостную картину запаха из двух немного разных «фотографий».

Чтобы это выяснить, исследователи обратились к уникальной группе добровольцев — людям с эпилепсией, перенесшим операцию на открытом мозге. Да, звучит как сцена из фантастического фильма. Пациенты были в сознании, а ученые осторожно подавали им разные ароматы через специальные трубочки, вставленные в ноздри. В это время электроды, установленные прямо в пириформной коре, считывали малейшие всплески активности. Представляете уровень этого эксперимента? Наука иногда творит настоящие чудеса.

В реальной жизни запахи редко приходят строго симметрично. Скорее, одна ноздря всегда получает его чуть раньше, как антенна, улавливающая сигнал первая. «И главный вопрос, — говорит нейробиолог Наз Дикеклигил, — может ли мозг использовать эту разницу во времени?» Оказывается, не только может, но и активно это делает!

Данные оказались поразительными. Когда запах подавался в одну ноздрю, первой «зажигалась» именно ближайшая к ней часть мозга. Затем, с крошечной задержкой, активировалась противоположная сторона. «Получается, у нас в голове формируется два отдельных образа одного и того же запаха, по одному от каждой ноздри», — объясняет Дикеклигил. Два взгляда на одну проблему — для мозга это стандартный протокол проверки.

А когда аромат подавался в обе ноздри одновременно, мозг показывал феноменальную скорость. Обе его половины распознавали запах быстрее, чем при односторонней подаче. Это намекает на то, что полушария каким-то образом взаимодействуют и «договариваются», даже если одно начало работу чуть позже. Сложно не восхититься такой эффективностью.

Запахи и звуки: найди десять отличий

«Прямые электрические записи из обонятельной коры человека — это редчайшая удача, — комментирует нейробиолог Кевин Болдинг из Центра Монелла. — И что особенно ценно, данные с людей идеально совпали с результатами экспериментов на животных». Это придает открытию солидный вес: механизм действительно фундаментальный и древний.

Мы знаем, что мозг блестяще сравнивает сигналы от двух ушей, чтобы локализовать звук. Логично было бы предположить, что с запахами работает похожая система. Однако, как выяснилось, мы катастрофически плохо определяем, откуда именно пахнет. В эксперименте участники, которым аромат подавали то в правую, то в левую ноздрю, просто гадали, не показывая результат лучше случайного. Так зачем тогда вся эта сложная стереосистема?

Ответ, возможно, лежит в области контроля качества. Двойные сигналы могут служить встроенным механизмом проверки ошибок. «Возможно, мозг собирает подтверждающие данные от двух источников, чтобы точнее идентифицировать то, что мы нюхаем, и определить источники запаха вокруг нас», — предполагает Болдинг. Две ноздри — не для красоты. Это система двойного резервирования, страховка от сбоев и инструмент для создания максимально четкой обонятельной картины мира. Наш мозг, как всегда, умнее, чем мы думаем.