Сколько на самом деле нужно чувств человеку?

Философ опирался на заметные и понятные сенсорные органы человеческого тела — глаза, уши, нос, язык, кожу — и сформулировал удобный, доступный даже детям набор: зрение, слух, обоняние, вкус, осязание. Однако и у ребенка могут возникнуть сомнения в том, что этим наши чувства и ограничиваются. Достаточно закрыть глаза, вытянуть руку и коснуться кончика носа пальцем — задача несложная, но как такое возможно без использования зрения?

Современные

Аристотель так долго и единовластно царил в западной науке, что только к XIX веку комплект из пяти органов чувств стал казаться явно недостаточным. И первым к нему добавился вестибулярный аппарат, расположенный во внутреннем ухе. Крошечные известковые камешки, отолиты, перекатываются здесь в зависимости от наклона головы или ускорения и стимулируют волоски реснитчатых клеток. Они находятся в трех перпендикулярных полукружных каналах, позволяющих разделять движение по всем трем направлениям пространства.

Итого шесть (интуицию мы в расчет не берем). Но вспомним знакомое чувство жажды, голодного сосания под ложечкой или, наоборот, сытости — да или просто неодолимое желание сбегать в туалет. Такие переживания связаны с работой интероцепторов, регистрирующих сигналы изнутри человеческого тела: растяжение мочевого пузыря, осмотическое давление крови, отражающее количество жидкости в организме или содержание в ней глюкозы. Строго говоря, все эти «внутренние переживания» также следует считать полноценными чувствами, ведь у каждого из них есть свой собственный стимул, свои регистрирующие рецепторы, пути передачи и обработки сигнала — и каждое из них вызывает собственные реакции, физиологические и поведенческие.

В самом деле, если Аристотель сопоставлял чувства соответствующим органам, то сегодня мы можем проделать то же на уровне рецепторов и нервных клеток. Взять хотя бы кожу и осязание. Различные осязательные стимулы воспринимаются совершенно разными клетками, и их сигналы движутся по своим нейронным путям. Терморецепторы воспринимают температуру; ноцицепторы — боль, сопровождающуюся повреждением окружающих тканей. Механорецепторы реагируют на прикосновение и давление, причем расположенные под поверхностью кожи тельца Пачини отличаются от барорецепторов в стенках сосудов, регистрирующих давление крови.

В зависимости от подхода у человека можно найти разное количество чувств — но как бы то ни было намного больше пяти. В самом радикальном случае ориентируются на разные типы рецепторов, что позволяет выделить целых 33 чувства, и то если тысячи обонятельных рецепторов считать за один.

Радикальные

В наиболее крайних вариантах каждое из аристотелевых чувств можно разобрать по отдельным рецепторам. Палочки обеспечивают ночное «черно-белое» зрение, колбочки — различение цветов, причем они могут использовать один из трех видов светочувствительных пигментов, а у некоторых людей — и четыре. Различаются терморецепторы холода (TRPM8) и жары (TRPV1), вкусовые рецепторы — так что, по мнению некоторых ученых-радикалов, корректно говорить о разных видах зрения, вкуса и температурной чувствительности как о разных чувствах.

Таким же путем проприоцепция — чувство положения собственного тела в пространстве — раскладывается на отдельные чувства, связанные с работой различных групп рецепторов, которые регистрируют растяжение мягких тканей, суставов и мышц. Различные ноцицепторы позволяют выделить боль, связанную с воздействием на кожу, боль в мягких тканях и внутренних органах. И если уж вспомнить, что слизистые носоглотки содержат тысячи разных рецепторных белков, то и обоняний у нас — тысячи. Наш список поразительно увеличился, а ведь мы еще не закончили. Некоторые чувства определенно существуют, но не связаны с работой конкретных чувствительных клеток. Например, чувство времени суток задается циклическими колебаниями гормонов и сказывается на жизнедеятельности всего организма. Еще запутаннее ситуация с чувством продолжительности времени, «метрономом» для которого выступают колебания активности одних нейронов коры головного мозга, а регистрируют их уже другие клетки.

Нетрадиционные

Наконец, целый ряд чувств у человека лишь предполагается — с разной степенью уверенности. Жаркие дискуссии разворачиваются вокруг наличия у людей вомероназального органа, который позволяет другим млекопитающим ощущать некоторые запахи, плохо доступные обычному обонянию, включая феромоны. Он действительно обнаруживается у некоторых эмбрионов, но у взрослых людей, по‑видимому, не сохраняется. Зато эхолокация — способность «видеть» окружающий мир по характеру отраженного звука — действительно не раз демонстрировалась, причем не только у слепых, но и у обычных людей после достаточной тренировки.

Еще более запутанной оказалась история с восприятием магнитных полей, магниторецепцией. Такую способность демонстрируют представители всех важнейших групп позвоночных, включая млекопитающих. К тому же в человеческой сетчатке имеется белок, теоретически позволяющий реагировать на направление силовых линий магнитного поля (криптохром). Существует вероятность, что эта возможность действительно используется.

В 2019 году был опубликован отчет об экспериментах, во время которых добровольцев изолировали от глобального магнитного поля Земли, создав вокруг них контролируемое искусственное поле той же мощности. С помощью электроэнцефалографа ученые следили за тем, как мозг реагирует на вращение магнитного поля, заметив, что движение против часовой стрелки снижает активность альфа-волн, характерных для расслабленного бодрствования. Эффект был достаточно заметен; с другой стороны, слишком многое озадачивает в этой работе. Например, при вращении магнитного поля по часовой стрелке не удалось зарегистрировать вовсе никакой реакции. Полученные результаты остаются весьма спорными.

Искусственные

Один американский исследователь заметил, что «модель, включающая более чем 20 чувств, безусловно, имеет право на существование, однако она не слишком удобна для запоминания». Другим и этот набор кажется чересчур скудным и скучным. Даже какая-нибудь курица способна ощутить направление на север, змеи видят тепловое излучение, а насекомые — ультрафиолет. Сегодня, когда технический прогресс позволяет создать любые миниатюрные датчики, сенсоры и пигменты, многие пытаются превратить их в новые органы небывалых чувств.

Несколько лет назад биохакер Габриель Лисина закапал себе в глаза «хлорин е6» (Ce6) — аналог хлорофилла, способный возбуждаться под действием ультрафиолетовых фотонов, — и временно, пока раствор не смылся, приобрел способности ночного видения (подробнее см. «ПМ» за октябрь 2016 года). Заполучить ее на постоянной основе можно будет благодаря искусственному бионическому глазному протезу Orion, который разрабатывается в Манчестерском университете. Призванный вернуть зрение людям с наиболее тяжелыми видами слепоты, он будет подключаться к зрительному нерву и достигать электродами зрительной коры и, возможно, получит инфракрасные датчики, позволяющие видеть в темноте.

Иным путем движется известный стэнфордский нейробиолог Дэвид Иглмен. Одно из направлений его работы также посвящено возвращению чувствительности людям с поражениями зрения или слуха. Однако вместо разработки новых электронных органов его команда использует естественную пластичность мозга для «замещения чувств». Вспомним, что у многих слепых обостряются слух и другие ощущения, а области мозга, прежде занятые анализом визуальной информации, легко «переквалифицируются» на новые задачи. Таким способом возможно, например, регистрировать звук, в соответствии с несложным алгоритмом превращать его в колебания вибромоторчиков, размещенных на поясе, — и уже после недолгой тренировки прежде глухой человек сможет воспринимать речь по этим вибрациям.

Дополнительные

Сам Дэвид Иглмен заходит еще дальше и помимо «замещения» осваивает и «дополнение» чувств. Ведь на такой пояс (или любое подобное устройство) можно транслировать информацию не только с микрофонов, но и с любых датчиков вообще. Ученый активно экспериментирует с такими необычными переживаниями, настраивая систему так, чтобы ощущать силу беспроводного сигнала Wi-Fi или, например, «настроение города» — по соответствующим тегам, которые проставляют его жители в своих соцсетях в данный момент. Еще экстремальнее дополняет свои чувства британский художник Нил Харбиссон, прошедший через специальную операцию по установке в череп антенны.

От рождения неспособный различать цвета, благодаря антенне Харбиссон впервые смог их почувствовать (антенна превращала определенные оттенки в звуковые вибрации, передавая их на кости) — и принялся за апгрейды. В последней модели устройство позволяет художнику различать 360 цветов, включая часть ИК- и УФ-спектра, ощущать окружающие сети Wi-Fi и Bluetooth и даже идентифицировать определенных людей, установивших на свои смартфоны специальное приложение. По словам Харбиссона, благодаря своей «дополненной чувствительности» он наконец стал видеть цветные сны.

«Цвет для меня никогда не был зрительным переживанием, — рассказывает художник. — Это, скорее, особое ощущение звуков. Для людей с обычным зрением цвет является наложением оптических волн, для меня это наложение волн акустических. В снах я стал слышать такие особенные электронные звуки, они для меня и есть цветовое восприятие». В его описании можно заметить кое-что исключительно важное для понимания того, чем же являются наши чувства и насколько возможно их расширить.

Ограниченные

Говоря о чувствах, обычно имеют в виду переживания, возникающие в мозге под действием внешних и внутренних стимулов. Мозг здесь как «черный ящик», который сам по себе ничего не чувствует, лишь интегрируя и обрабатывая поступающие сигналы. При необходимости его нейроны могут пластично переключаться с одного вида информации на другой. Однако и они способны перестраиваться лишь в определенных пределах. Даже если когда-нибудь мы получим импланты, которые расширят наше зрение в инфракрасную или рентгеновскую область, дадут полноценное восприятие электромагнитных полей или чего угодно еще, — переживать их мы будем теми же привычными способами, грубо описанными еще Аристотелем. Людям знакомы лишь несколько модальностей ощущений — визуальная, аудиальная, механическая и т. п. — и мы можем только использовать их, но не воспринимать новые. За пределы этих дверей восприятия нам, возможно, не вырваться никогда.