Ваш нос - лучший биосенсор на лице Земли. Это утверждение должно звучать нелогично, поскольку обоняние приобрело довольно плохую репутацию за последние столетия. Как философы, так и ученые очень редко выделяют его для тщательного изучения. Философ Просвещения Этьен Бонно де Кондиллак в 1754 году сухо заметил: «Из всех чувств именно тот, который, по-видимому, меньше всего способствует познанию человеческого разума». Чарльз Дарвин был не одинок среди ученых, считая запах примитивной системой со сниженной изощренностью у людей. Но основаны ли эти идеи на самом деле или просто на анти-обонятельных предрассудках, передаваемых из поколения в поколение?
Последние научные достижения развенчали несколько мифов о запахах. Во-первых, человеческая обонятельная физиология не находится в эволюционном упадке. В 2017 году обзор по науке наконец установил рекорд, проанализировав современные исследования обоняния. Хотя обонятельная луковица (первая корковая структура обонятельного пути) у человека меньше, чем пропорционально общей массе тела, в ней столько же нейронов, сколько и у грызунов. Кроме того, луковица является одной из наиболее густонаселенных нейрональных областей мозга. Таким образом, это зависит от того, как вы измеряете размер и определяете пропорции.
Во-вторых, обоняние продолжает оставаться важным для человеческого познания и культуры. Межкультурные исследования об использовании языка показали, что в других обществах, таких как Джахай и Маник в Юго-Восточной Азии, имеются обширные словари и обряды с запахом. Аналогичным образом, в западном полушарии индустрия парфюмерии последовательно расширяется. В одних только Соединенных Штатах ароматические продукты приносят более 25 миллиардов долларов в год (от парфюмерии до моющих средств, всевозможных кремов и продуктов для тела, до ароматизированных пакетов для мусора).
Потеря обоняния все чаще рассматривается как серьезный вред в клинических условиях. Кроме того, обоняние является ключом к восприятию аромата . Действительно, большая часть того, что вы воспринимаете как вкус еды и питья, на самом деле является запахом, вызванным летучими химическими веществами, проходящими из полости рта через открытое пространство глотки до эпителия носа. И нет никакого пути к этому: торговля специями, с ее ростом после Шелкового пути, сформировала современный глобальный социально-экономический ландшафт настолько, насколько - если не больше, - философскую дискуссию о разуме и морали. Настало время переосмыслить наши предположения об обонянии и его психологических и философских последствиях.
Нос человека был измерен для обнаружения мельчайших количеств молекул в сложных химических смесях. Люди могут ощущать присутствие определенных отдушек (вонючих молекул) в разведениях менее чем одной части в нескольких миллиардах частей воздуха. Возьмем случай с пробковым вином, которое в первую очередь вызвано соединением 2,4,6-трихлоранизола, короче: ТСА. Хотя чувствительность к этому соединению варьируется у разных людей, порог его обнаружения лежит в количестве от 10 до однозначных частей на триллион. Чтобы представить это в перспективе, всего одна унция TCA может загрязнить 7,5 миллиарда галлонов вина, что было производством вина всего мира в 2018 году. Ваше обоняние неплохое, но поразительно точное. Так почему же мы не заметили?
Вы погружены в невидимую мультивселенную химикатов. Буквально все пахнет. Комната, в которой вы сейчас находитесь, пахнет. Твой сосед пахнет (не обижайся!) Твоя одежда пахнет и, да, ты тоже вонючий. Все эти запахи вызваны несколькими сотнями летучих переносимых по воздуху молекул. Причина, по которой вы редко ощущаете этот химический поток информации вокруг вас, проста: ваш нос слишком хорош для работы вашего мозга. Если бы ваш разум сознательно обрабатывал всю молекулярную информацию, которую улавливает ваш нос, без какого-либо перерыва в его сознательном осознании, вы бы вскоре согласились на лоботомию, просто чтобы облегчить ваш разум.
Почему нос эволюционировал так чувствительно? Большинство молекул, которые вы ощущаете, могут убить вас в достаточно высоких концентрациях, в дополнение к тому, что ваша химическая среда постоянно меняется. Люди, в частности, много перемещают среды обитания. Таким образом, их обоняние должно быть достаточно чувствительным и гибким, чтобы измерять в основном непредсказуемые химические составляющие изменяющейся среды. Поэтому хорошо иметь такой точно настроенный прибор, который отслеживает колебания концентрации химических веществ в вашем окружении. Просто бесполезно постоянно знать о его работе. Сидя на заднем сиденье сознательного осознания, мы просто не обращаем большого внимания на то, что знает нос. Кроме того, обоняние не вписывается в традиционно визуально-центрическое понимание природы восприятия.
Обычно считается, что запах - очень субъективное ощущение, особенно по сравнению со зрением. В отличие от того, что мы видим, мы часто не можем договориться о качестве запаха, что это такое или на что это похоже. Один и тот же запах может вызывать различные реакции у людей, вызывая различные качественные описания, а также мнения о том, считают ли они запах одинаково приятным или неприятным. Но запах не так субъективен, как вы думаете. Конечно, реакция человека на запахи существенно различаются. Даже один и тот же человек обычно испытывает один и тот же запах, который заметно различается в зависимости от контекста.
Но такая изменчивость не то же самое, что субъективность. Субъективность подразумевает, что причина опыта не основана на причинах внешнего мира, а существует только в уме. Субъективное восприятие не обладает реальностью за пределами опыта субъекта и не имеет условий истинности, установленных в объективной материальной реальности мира. Но с обонянием существует объективная основа, на которой основывается конкретный вариант. Запахи только кажутся субъективными, учитывая, что один и тот же физический стимул может вызвать так много разных интерпретаций восприятия. Но эти, казалось бы, индивидуальные выражения можно объяснить причинными факторами и механизмами.
То, что вы воспринимаете как запах молекулы, зависит от нескольких факторов - называние запаха «субъективным» скрывает сложность этих причинных факторов.
Одним из этих факторов является контекст воздействия, который иногда называют вашим «ментальным набором». Вы не воспринимаете запахи в когнитивной изоляции. Контекстуальные подсказки подчеркивают вашу чувствительность к специфическим особенностям обонятельного восприятия. Например, когда вы ощущаете запах смеси изовалериановой кислоты, будет иметь значение, если я скажу вам, что вы ощущаете запах пармезана или рвоты. Было изучено влияние словесных сигналов на восприятие запаха.с серией отдушек. Как правило, идентичные запахи, представленные разными словесными ярлыками, воспринимались как разные по качеству. Такие концептуальные сдвиги в восприятии не раскрывают ошибку вашего носа. Этот тип переключения возможен, потому что пармезан и рвота содержат изовалериановую кислоту. Обонятельный стимул является в основном беспорядочным - в том смысле, что одни и те же летучие вещества могут исходить от нескольких видов объектов и являются частью множества различных сложных смесей запахов. Следовательно, вы можете сформировать несколько психических ассоциаций для одного и того же физического стимула. Вот почему контекст вашей встречи с одорантом неизбежно определяет, какой «вещью» вы будете воспринимать ее запах.
Другим фактором является ваш фон физиологии, когда вы чувствуете запах. Ты голоден или похмелен, устал или взволнован? Физиологическое и аффективное состояние вашего тела, в конечном счете, определяет, как вы воспринимаете запах. Рассмотрим аромат кофе, который содержитнесколько сотен разных летучих веществ. Ни один из этих отдельных компонентов в отдельности не пахнет кофе; это смешанное ощущение. Одно соединение в аромате кофе - индол. Индол обладает сильным и характерным запахом фекалий. И все же вы не почувствуете его в общем аромате кофе - если вы не беременная женщина. Беременность изменяет вашу чувствительность к определенным компонентам, которые могут действовать как потенциально вредные загрязнители. Беременность является ярким примером того, как чувствительность к запахам может отличаться у разных людей. Существуют и другие, менее очевидные и менее заметные случаи. Рассмотрим андростенон, феромон свиньи, который люди воспринимаютсовсем по другому. Для некоторых он пахнет мочой, а для других - запахом тела (часто отмечается как неприятный). Другие считают, что андростенон имеет древесную и даже ванильную или цветочную ноту (ощущения здесь считаются более приятными). Это удивительное разнообразие в восприятии качества того же одоранта эффективно соответствует различиям в чувствительности ваших обонятельных рецепторов.
Варьируя чувствительность к одорантам, в том числе андростенона, в частности , были была связаны с генетическими различиями в обонятельном рецепторном репертуаре людей (наиболее заметно в недавней серии из исследований ). Разумеется, разнообразие генетики обонятельных рецепторов - не единственный причинный фактор, объясняющий различия в чувствительности к одорантам. Другие факторы включают в себя знакомство человека с запахом, а также возраст и тренировку чувствительности. Тем не менее, генетическое разнообразие является основной причиной восприятия людей. Более того, это довольно дискретная и локализуемая причина. Например, была показана одиночная генетическая мутация вблизи гена обонятельного рецептора OR6A2быть ответственным за отвращение, которое некоторые люди испытывают к кинзе (кориандру) - люди с этой конкретной мутацией воспринимают траву как мыльную и едкую, а не фруктовую и зеленую. Изменчивость в восприятии человеком запахов - это не просто нечто в их головах. Это тоже в их генах.
THese лишь некоторые примеры сложности реальных причин , которые положены в различия в том , как люди испытывают запахи. Нет ничего таинственного или неясного, капризного или произвольного в человеческом обонянии. Все эти различия в восприятии запахов между людьми можно объяснить, опираясь на общие принципы или механизмы.
Обоняние обеспечивает надежный доступ к реальности, потому что его биологические и психологические механизмы позволяют его реакциям восприятия быть очень изменчивыми и адаптивными. Ваш нос настроен так, чтобы измерять мир в соответствии с вашей умственной жизнью и физиологическими условиями. Реакции восприятия на вонючие молекулы изменчивы не потому, что они представляют собой субъективные прихоти, а потому, что небольшие изменения в химическом составе окружающей среды - это то, что обонятельная система эволюционировала, чтобы оценить, объективно - и довольно надежно.
Чувство обоняния теперь предлагает отличную возможность пересмотреть понятия объективности и субъективности в восприятии. Православные теории о чувствах опирались на парадигму видения. Визуальное восприятие объекта создает впечатление, что мы должны испытывать материальную реальность через одну и ту же линзу и как один и тот же тип вещей, независимо от точки зрения субъекта. Изменения в опыте здесь в основном оцениваются как отклонения. Так как же изменилось бы это понимание воспринимаемого доступа и представления реальности, если бы видение не было воспринято как парадигматическая система?
Обоняние и зрение в корне различаются по тому, как кодируется физический стимул и как их представления воспринимаются их сенсорными системами. Эти различия в обработке объясняют, почему обоняние дает больше вариаций в восприятии интерпретации физического стимула. Кто-то может задаться вопросом, как человеческое обоняние может предоставить нам объективный доступ к реальности, несмотря на такие распространенные различия в восприятии. Альтернатива заключается в том, чтобы предложить нам доступ к реальности из- за таких изменений. В самом деле, это может быть проще одурачить глаза, чем нос!
Перспективная инвариантность в зрении делает систему склонной к целевым иллюзиям
Почему мы вообще доверяем нашим глазам? Визуальное распознавание объекта кажется интуитивно более объективным, чем восприятие запаха, поскольку оно основывается на неизменности перспективы. Независимо от угла, под которым вы приближаетесь к объекту, вы можете распознать его как одно и то же и той же категории. Мяч обычно не превращается внезапно в квадрат или треугольник, когда вы приближаетесь к нему слева, а не с правой стороны. Он также будет выглядеть как шар, если вы покрасите его в другой цвет или почувствуете запах. То же самое нельзя сказать об обонятельных изображениях в их эфемерном и колеблющемся виде. Контекстуальные подсказки (такие как слово или изображение) могут мгновенно изменить концептуальное содержание изображения запаха - например, от пармезана до рвоты и обратно. С визуальными образами,Кролик, что такие радикальные сдвиги восприятия происходят.
Теперь интригующий и изначально парадоксальный момент в отношении инвариантности зрения в перспективе заключается в том, что она делает систему склонной к целевым иллюзиям. Вы можете систематически обманывать свою визуальную систему на основе собственной причинной архитектуры.
Визуальное распознавание объектов является результатом узкоспециализированных процессов от вашей сетчатки до зрительной коры. Эти процессы, как часть так называемого пути обнаружения ребер, кодируют пространственные объекты, такие как ребра и границы, ориентация, направленность и расширение. Эти функции, по сути, являются продуктом специфической иерархической интеграции нейронных сигналов на нескольких этапах визуального пути. Основываясь на причинно-следственной архитектуре визуальной системы, эти функции в конечном итоге представляют собой сборки, не зависящие от точки обзора, такие как T-соединения (определяющие границы объектов) и Y-соединения (обозначающие области, в которых соединяются поверхности). Нейронное вычисление инвариантных функций точки обзора, таких как показанные на рисунке 1 ниже, позволяет вашей визуальной системе устанавливать закономерности в перспективе.
Оптические иллюзии обычно совмещают с точки зрения независимости пространственные особенности при визуальной обработке. Возьмите комнату Эймса на рисунке 2 ниже, визуально-пространственную иллюзию, паразитирующую на построении параллельных структур визуальной системой. Комната Эймса имеет форму шестигранного выпуклого многогранника, который при взгляде через глазок выглядит как куб. Здесь расстояние от одного угла комнаты ошибочно: в то время как дальше от наблюдателя, оно не воспринимается как таковое. Если у вас есть человек, стоящий в дальнем углу (человек А), он кажется карликовым по сравнению с человеком такого же размера, но похожим на гиганта, ближе к вам (человек Б). Этот трюк работает, потому что иллюзорное восприятие и реальное расположение пересекаются в их пространственных проекциях, обнаруженных зрительной системой.
Оптические иллюзии, такие как комната Эймса, воспроизводимы, поскольку их эффекты являются следствием лежащих в основе сенсорных механизмов. Еще в 19 веке немецкий врач Герман фон Гельмгольц отметил, что причина визуально-пространственных иллюзий заключается в том, что две разные физические реальности могут вызывать идентичные паттерны в сетчатке. Иллюзии дают нам примеры того, как можно обмануть нашу зрительную систему на основе ее четкой причинно-следственной структуры.
Посравнению с этим, намного сложнее обмануть нос. Конечно, обоняние гораздо более изменчиво по своему восприятию, чем зрение. Но это изменение не означает, что нос был введен в заблуждение. Обоняние просто не работает аналогично визуальной системе. Важно отметить, что кодирование признаков по запаху не зависит от точки зрения. Напротив, причинные принципы обонятельной системы облегчают зависимую интерпретациюв вычислительной интеграции его нейронных сигналов. Эта внутренняя изменчивость имеет большее преимущество, когда речь идет о суждении об очень беспорядочном и часто непредсказуемом дистальном стимуле. Один и тот же запах в разных химических средах может изменить его значение также потому, что вы никогда не пахнете химическими веществами самостоятельно. Вместо этого вы сталкиваетесь с гетерогенными смесями химических веществ. (Сигналы активности в эпителии, вызванные сложными смесями, больше не могут быть аккуратно разделены на их компоненты, когда они попадают в рецепторы. Но это интригующая причинная история для другого случая.)
Изменчивость восприятия запаха на самом деле не таинственно субъективна и не ошибочна. Здесь мы услышали о двух основных способностях, которые отличают ваш нос как самый мощный и надежный биохимический сенсор. Первая емкость - это удивительная точность. Ваш нос очень чувствителен и точен в обнаружении и различении мельчайших количеств химикатов в растворе (таких как следы TCA в пробковом вине). Другой способ - это его гибкий репертуар и диапазон ответов, когда этого требует контекст воздействия. Этот репертуар включает в себя идентификациюкачества запаха. Задача обоняния касается оценки беспорядочного контекста в его множестве интерпретаций восприятия. Следовательно, функция обоняния не является объектной инвариантностью, как в видении. То, что один и тот же одорант может иметь более одного восприятия, не означает, что ваша обонятельная система была взломана. Скорее, один и тот же одорант в разных химических контекстах имеет различные поведенческие возможности.
Как это ни парадоксально, именно его изменчивость и контекстуальность часто делают ваш нос труднее обмануть, чем ваши глаза. Думаю об этом. Почему предполагается, что перспективная инвариантность является критерием объективности? То, что характеризует объективность как отличительный признак реальности, не является явлением вещей, которое можно изменить. Вместо этого нам нужно понять основополагающие причинные принципы, которые порождают этот вид и его изменчивость. Запах кажется непостоянным только без достаточного понимания его причинных механизмов.
Научное исследование чувств, вплоть до молекулярного и клеточного уровня, предлагает нам пересмотреть основы наших унаследованных философских предположений о восприятии. Полученный философский анализ, приближающийся к объективности чувств как «одно восприятие, совпадающее с одним стимулом», доказал плохо определенный артефакт преднаучной интеллектуальной традиции. Это заслоняет наше понимание обоняния. Он обходит множество других сенсорных ощущений, включая скрытые чувства проприоцепции и интероцепции . И это даже заслоняет подлинное понимание видения, По сути, именно их причинные принципы и механизмы, а не какое-то наивное сопряжение ввода-вывода, которое рассматривает сенсорную систему как черный ящик, определяют то, как наши чувства предоставляют нам доступ к реальности. Чтобы понять восприятие во всех смыслах, включая постоянство восприятия, а также вариации, требуется гораздо более детальный взгляд на реальные процессы, которые связывают мир с нашим разумом. Только так мы сможем понять и то и другое.
