Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Нейронные пути для чувств «большой пятерки» довольно хорошо изучены, так же как и общая организация того маршрута, по которому исходные потенциалы действия от внешних органов чувств следуют к вышележащим уровням согласно иерархическому принципу архитектуры сенсорных путей, про который я говорю: «Все очень сложно». Обонятельные и вкусовые рецепторы активируются химическим путем. Производимые хеморецепцией в носу потенциалы действия перемещаются на относительно небольшое расстояние, потому что первая остановка для импульсов – обонятельные луковицы – расположена почти непосредственно над обонятельными рецепторами. Импульсы идут к мозгу по довольно прямому маршруту, который пролегает через обонятельные луковицы, где и осуществляется первичная обработка. Далее импульсы следуют к первичной обонятельной коре (рис. 13.1). Затем эта кора передает нервные импульсы в две области: в гипоталамус и таламус так называемой лимбической системы, расположенной внутри мозга, а также в орбитофронтальную кору, расположенную в лобных долях. Последняя область отвечает за принятие решений. Все эти связи, вероятнее всего, эволюционировали как средство быстрого принятия решений организмами на основе обоняния.

Вкусовые рецепторы в сосочках языка взаимодействуют с химическими веществами пищи или напитка, попавшими нам в рот. Возникший вследствие этого взаимодействия потенциал действия по черепным нервам поступает в мозг. И хотя эти пути не ведут напрямую в определенные области мозга (как это происходит в случае обоняния), тем не менее они достигают тех же областей мозга, что и обонятельные импульсы. Нервные импульсы, генерируемые вкусовыми рецепторами на передних двух третях языка, принимают три главных черепных нерва. Один черепной нерв передает информацию от горла, верхней части рта и задней трети языка. Эти импульсы идут вглубь трех областей лимбической системы, к которой относится и таламус. Оттуда импульсы передаются обратно во вкусовую область коры, где источник импульсов интерпретируется как сладкий, кислый, соленый, горький, умами или как некая комбинация этих вкусов. Вкусовая область расположена в орбитофронтальной коре, где обрабатывается и обоняние. Этот путь частично объясняет, почему вкус и запах так тесно связаны. То, что мы называем вкусом, на самом деле представляет собой мультисенсорный опыт, связанный с запахом, вкусом и текстурой. Многие исследователи утверждают, что эта тесная интеграция трех сенсорных путей – результат экстремального естественного отбора, нацеленного на то, чтобы организмы могли быстро и четко принимать решения относительно того, что попало к ним рот. Конечно, поскольку чувства интерпретируются мозгом, эта информация тесно взаимодействует с физиологией организма применительно к системе вознаграждений. В результате эволюции рот у организмов стал довольно сложным органом чувств.

Слуховое восприятие начинается со сложных структур во внутреннем ухе, которые создают потенциал действия в результате воздействия звуковых волн на их замысловатое устройство (см. главу 5). Остальная часть системы так же затейлива, как и зрительное восприятие (рис. 13.1). Невозможно дать полное описание в одном абзаце, поэтому я немного упрощу его. После того как импульсы создают ответную реакцию на звуковые волны, они перемещаются к группе нервных клеток, называемых кортиевым органом. Здесь также участвует один из черепных нервов, который связывает внутреннее ухо со стволом головного мозга, где осуществляется связь с группой нервных клеток, называемых кохлеарными ядрами. Кроме того, существуют связи с таламусом в лимбической системе. Есть и еще одна специфическая связь: она идет к первичной слуховой коре головного мозга в так называемую верхнюю височную извилину (один из выпуклых валиков мозга в височной доле). Импульсы передаются в разные области мозга для обработки более высокого порядка, например для понимания языка и реагирования на язык, как в случае с областями Брока и Вернике.