Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

В рамках Национального исследования здоровья и питания (NHANES) чувство равновесия изучили в соответствии с этническими и возрастными группами. Осмотры населения начались в 1960-х годах и регулярно проводятся в США с 1999 года, благодаря чему выявились тенденции в таких вопросах здравоохранения, как анемия, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, воздействие окружающей среды, болезни глаз, потеря слуха, инфекционные заболевания, болезни почек, питание и ожирение. С 2001 по 2004 год в рамках NHANES изучали вестибулярные дисфункции в надежде понять, чем обусловлена потеря равновесия у людей пожилого возраста и представителей некоторых этнических групп. Ведь чувство равновесия – важный аспект здоровья человека, и потеря его ведет к падениям и травмам, которые могут стать смертельными.

При осмотре NHANES использовался стандартизированный тест, так называемый тест Ромберга, позволяющий выявить нарушения в функциях вестибулярного аппарата при помощи определенных поз. У теста Ромберга есть подтвержденные недостатки, но все же он может многое сказать о чувстве равновесия индивида. Тест очень простой. Испытуемого просят встать прямо, а затем закрыть глаза. Если испытуемый падает, то результат теста положительный. В 1846 году, когда Фридрих Ромберг разработал этот тест, положительный результат был признаком поражения нервной системы. Но падения опасны для здоровья человека, и по прошествии времени тест немного изменили: первоначальный вариант модифицировался в тот, который теперь полиция предлагает подозреваемым, пытаясь определить их состояние опьянения.

Исследование NHANES показало, что нет никаких «избранных» этнических групп с чувством равновесия, развитым лучше, чем у других. Никак с этой точки зрения не отличаются и представители разных полов, курильщики и некурящие, люди с гипертонией и без нее. Как ни странно, люди со средним образованием набрали на 40 % больше баллов по тесту Ромберга, чем люди без дипломов. Кроме того, диабетики показали результаты на 70 % хуже, чем люди, незнакомые с этим заболеванием, поэтому им диагностировали вестибулярную дисфункцию. Можно предположить, что обладатели дипломов в среднем читают больше, да и диабет, как известно, вызывает проблемы с глазами. Так, вероятно, эти два коррелята – диплом и диабет – объясняются каким-то феноменом зрения? Только вот установление причинно-следственных связей – это совсем другая история.

Как показало исследование, вестибулярная дисфункция прогрессирует с возрастом, причем нелинейно. Люди от пятидесяти до пятидесяти девяти лет в два раза чаще молодых проваливают тест на равновесие, а вот те, кому за восемьдесят, – уже в двадцать пять раз. И тогда совсем неудивительно, что выявляется корреляция между провалом теста Ромберга и падениями. На деле у нас все не так плохо с чувством баланса, да к тому же этот навык можно натренировать. Но к сожалению, с возрастом мы теряем и хватку, и равновесие: вероятно, со временем наш вестибулярный аппарат просто изнашивается.

При старении организма неизбежно ухудшается и слух, но у всех это проявляется по-разному. Слуховое восприятие начинается с уха: звуковые волны вначале попадают во внешнее ухо, а затем проходят в среднее ухо и внутреннее. Строение среднего и внутреннего уха предназначено для распознавания определенных характеристик звуковых волн и передачи их в мозг, где те интерпретируются и воспринимаются как разные звуки.

Все волны имеют две основные физические характеристики: высоту, или амплитуду, и частоту. Понаблюдайте за волнами в океане или собственной ванне: чем сильнее воздействие Луны, тем выше прилив; чем сильнее вы толкаете воду, тем выше волна, то есть амплитуда. Затем приглядитесь: волна за волной накатывают на берег… С какой периодичностью? Эта характеристика зависит от частоты, с которой генерировалась волна. Чем ближе друг к другу гребни волн, тем выше частота. Если волны идут медленно – частота низкая. Те же принципы применимы и к звуковой волне, разве что вместо воды там вытесненный воздух.

Чтобы понять, как наши уши воспринимают звук, нужно рассмотреть три его характеристики: интенсивность, высоту и тон. Интенсивность связана с амплитудой, или высотой волны, а высота – с частотой волны. Вопрос тона немного сложнее. Большинство источников не издают чистых звуков, это означает, что от одного источника исходят волны разных частот. Тон как раз связан с чистотой источника: к примеру, если все три инструмента в музыкальной группе имеют одинаковую высоту или частоту, тон звука будет более чистым. Группа, издающая звуки с разной частотой, по звучанию будет сильно отличаться от группы с более равномерным тоном. Обратите внимание, я избегаю оценочных суждений и не утверждаю, что какой-то из двух тонов – чистый (три инструмента играют на одной частоте) или смешанный (три разные частоты) – приятнее, чем другой. Мозг каждого человека интерпретирует тона по-своему: один наслаждается какофонией звуков, другой такое на дух не переносит.