Выдающийся автор научно-популярных эссе Льюис Томас как-то написал о запахах: «Разумеется, мне знаком аромат корицы и можжевельника, и я без труда опознаю их запахи, если они окажутся у меня под носом, но я не могу вызвать их к жизни».

Большинство из нас вполне могут представить себе изображение велосипеда или вызвать в памяти щебет определенной птицы – с достаточной точностью, чтобы суметь это воспроизвести. С запахами все иначе: хотя мы можем опознать их, когда ощущаем, и даже более или менее точно описать, нам очень трудно «вызвать их к жизни», как метко выразился Томас. Тем не менее обонятельные сигналы несут нам жизненно важную информацию. Во-первых, они передают сведения, благодаря которым мы принимаем решения, влияющие на выживание: в качестве примера можно привести запах дыма или ядовитых испарений. Во-вторых, наши носовые проходы участвуют в выборе сексуального партнера, помогают избежать болезни или, что особенно важно в контексте данной книги, правильно выбрать еду. Кроме того, ароматы обогащают нашу жизнь, хотя мы, вероятно, и не замечаем этого, пока не лишимся способности к обонянию.

Запахи представляют собой сочетание химических ароматических соединений – молекул, которые могут испаряться и переноситься по воздуху. Обонятельная система человека умеет обнаруживать и распознавать тысячи ароматических соединений, а благодаря генетическому строению, культурному багажу и личному опыту два человека могут очень по-разному реагировать на одни и те же запахи.

Вдыхая воздух, мы втягиваем ароматические соединения в свои носовые проходы. Эти проходы покрыты изнутри тонким слоем слизистой сенсорной ткани, также известной как обонятельный эпителий. Молекулы ароматических соединений попадают на слизистую оболочку, где входят в контакт с обонятельными рецепторами – особыми нервными клетками, непосредственно связанными с мозгом. Человеческий нос содержит сотни обонятельных рецепторов различных типов, а нос собаки может содержать несколько тысяч.

Когда ароматическая молекула связывается с одним или несколькими рецепторами, запускается биохимическая цепная реакция, в ходе которой клетки рецепторов испускают серию электрических импульсов, передающихся по нервным волокнам – аксонам – к мозгу. Миллионы аксонов, связанных с обонятельными рецепторами в наших носовых проходах, соединяются в один обонятельный нерв – аналог оптического нерва, соединяющего с мозгом наши глаза.

Электрический сигнал, передающийся по обонятельному нерву, попадает в обонятельные луковицы, которые представляют собой нервные узлы, расположенные в лобной доле мозга, прямо за межбровьем. Именно здесь мозг начинает обрабатывать информацию. Нервные окончания рецепторных клеток скапливаются в областях, которые называются гломерулы, или клубочки. Они служат коммутатором обонятельной системы. По мере поступления электрических сигналов от различных рецепторов этот коммутатор «подсвечивает» определенный паттерн, который затем обрабатывается обонятельными луковицами.

После этого обонятельные луковицы передают информацию всему остальному мозгу для дальнейшей обработки. Информация попадает в лимбическую систему (ту часть мозга, которая отвечает за память и эмоции), а также в обонятельную кору и орбитофронтальную кору. Ученые считают, что именно эта дополнительная обработка информации отвечает за формирование долгосрочных воспоминаний, дополненных эмоциями, которые связаны с запахами.

Принято считать, что по сравнению с другими млекопитающими обоняние у людей развито слабо. В конце концов, в ходе эволюции мы получили маленький нос, а количество генов, кодирующих наши обонятельные рецепторы, уменьшилось. Для сравнения: у грызунов имеется 1100 действующих генов, кодирующих обонятельные рецепторы, а у людей только 350. Но значит ли это, что мы менее способны к восприятию запахов, чем обычная канализационная крыса?

Вовсе не обязательно. Поведенческие исследования, в которых оценивалось восприятие запахов людьми и другими приматами, показало, что мы не хуже, а в чем-то даже и лучше, чем другие млекопитающие. На самом деле мы даже можем дать фору собакам и самым чувствительным измерительным инструментам в том, что касается определенных ароматов. Наши 350 обонятельных рецепторов умеют распознавать тысячи различных запахов, причем с такой чувствительностью, что мы могли бы унюхать одну каплю вещества в олимпийском плавательном бассейне. К примеру, такое характерное для цитрусовых ароматическое соединение, как (Z)-8-тетрадеценал (как вы догадались, оно имеет фруктовый цитрусовый аромат), может быть распознано человеком в концентрации 0,009 миллиардной доли при растворении в воде. В общем, несмотря на то что у нас меньше обонятельных рецепторов, чем у канализационной крысы, наш мозг гораздо более совершенен в последующей обработке информации, что дает нам возможности тонко чувствовать и узнавать запахи.

Иметь хороший нюх выгодно по многим причинам. Бактерии и вирусы – возбудители очень многих заболеваний – могут прямо или косвенно влиять на химические процессы в организме, вызывая иммунный ответ. Это метаболомика в чистом виде. Химические изменения могут возникать еще до того, как проявятся симптомы болезни. Вероятно, пот и дыхание больного начинают пахнуть иначе, даже если жар еще не начался. Способность распознавать эти изменения в химии организма на том этапе, когда человек уже заразен, но еще не демонстрирует симптомов болезни, очень помогла бы нам избегать заражения.

Существуют доказательства (научные и анекдотические) в пользу этой гипотезы. К примеру, клетки меланомы (рака кожи) производят соединения, отсутствующие в обычных меланоцитах (клетках кожи). Эти соединения – диметилдисульфид и диметилтрисульфид – высвобождаются раковыми клетками и участвуют в образовании запаха, который отличает раковые клетки от нормальных. В 2014 г. шведские и американские ученые инфицировали здоровых испытуемых эндотоксином – крупными молекулами, присутствующими в некоторых бактериях и вызывающими сильный иммунный ответ у животных. Исследователи выяснили, что в течение нескольких часов после введения бактерий испытуемые издавали более неприятный запах, чем тогда, когда им вводили плацебо. Это стало первым экспериментальным доказательством того, что иммунный ответ имеет запах, а следовательно, его могут распознавать другие люди и благодаря этому избегать контакта с заболевшими. Разумеется, активное применение дезодорантов, антиперспирантов и прочей парфюмерии маскирует все эти незначительные изменения.

При помощи эксперимента с желейными бобами мы хотели подчеркнуть, что наша обонятельная система – важный элемент в восприятии вкуса. Разумеется, при этом не обойтись без вкусовой системы, основным органом которой являются вкусовые рецепторы. В то время как наш нос помогает нам решить, стоит ли положить ту или иную пищу в рот, наши вкусовые рецепторы определяют, следует ли ее проглатывать. Недавние исследования показывают, что человек распознает пять групп вкусовых ощущений: сладкие, кислые, горькие, соленые и так называемый вкус умами. Способностью к распознанию всех пяти вкусов обладают далеко не все животные: к примеру, кошки так долго были плотоядными в ходе своего эволюционного развития, что потеряли способность к распознанию сладких вкусов.

Каждая из пяти групп связана с определенными химическими соединениями в составе продуктов. Эти соединения растворяются в слюне и опознаются клетками рецепторов на концах вкусовых сосочков, расположенных во рту. У человека имеется около 10 000 вкусовых сосочков, в основном сгруппированных в небольшие округлые бугорки на поверхности языка, хотя вкусовые сосочки присутствуют и на нёбе, надгортаннике и в глотке.

Когда вкусовой рецептор распознает химический стимул – к примеру, глутамат, отвечающий за обволакивающий, «бульонный» вкус умами, – запускается цепная биохимическая реакция. Во рту начинают выделяться ферменты и гормоны, а пищеварительная система начинает готовиться к приему пищи. Кроме того, рецепторы передают информацию другим клеткам вкусового сосочка, которые переводят химический сигнал в электрический, как это происходит и в обонятельных рецепторах. Электрический сигнал передается по нервным волокнам в область в мозгу, которая называется «ядро одиночного пути». Здесь происходит первичная обработка вкусовой информации и сопоставление ее с обонятельной информацией, химическим раздражением, а также с информацией о консистенции и внешнем виде продукта, в результате чего формируется полноценное представление о его вкусе, и затем данные сохраняются в нашей внутренней базе данных о пищевых продуктах.

Итак, может ли столь сложная сенсорная система распознать некоторые виды пищевого мошенничества? В конце концов, она ведь в чем-то опережает методы химического анализа. Как уже упоминалось, не существует аналитического метода, способного распознать сорт вина, тогда как любой сомелье без труда назовет не только его сорт, но и другие характеристики. Или вспомним главу 3, в которой мы рассказывали о том, как химический анализ нашел вполне удовлетворительными образцы оливкового масла, в то время как органолептический тест они не прошли. Экспертные группы поддаются не менее точной настройке, чем любой другой аналитический инструмент. Их членам предлагают пройти пороговые тесты, чтобы определить их чувствительность к определенным химическим соединениям. С учетом этой информации можно подобрать экспертную группу, обладающую особой чувствительностью к некоторым веществам, которые и являются предметом анализа, или, наоборот, сделать эту экспертную группу максимально разнородной. Всех экспертов специально обучают объективно описывать испытываемые вкусовые ощущения. Они могут попробовать сотни образцов, чтобы ознакомиться с тем, какие соединения обладают тем или иным вкусом и запахом. На данный момент экспертные группы играют важную роль в анализе пищевых продуктов и, скорее всего, будут играть ее и в дальнейшем. Но что делать тем, чьи вкусовые сосочки не так тонко настроены?

Мы уверены, что средний потребитель вполне способен выявить по крайней мере некоторые формы пищевого мошенничества, основываясь не только на вкусе и запахе, но и на сопоставлении этой информации с нашей внутренней базой данных, о которой мы говорили в главе 2. Когда мы открываем пакетик шафрана, пахнет ли он шафраном? Как он выглядит, какие его свойства проявляются в процессе готовки? А может быть, кусок рыбного филе неожиданно распался на части в процессе приготовления? Когда вы разбивали яйцо, была ли под скорлупой тонкая пленка? Тем не менее люди ежедневно становятся жертвами самого примитивного обмана.

За исключением случаев аносмии, проблема выявления мошенничества заключается не в оборудовании, а в референсной базе. Органы чувств на месте и функционируют, но в нашей базе данных не хватает образцов, а может быть, образцы были не лучшего качества. Как мы упоминали в главе 1, ребенок, выросший на продуктах с синтетическим ароматизатором, имитирующим запах клубники, скорее всего, сможет отличить настоящую клубнику от искусственной, но предпочтение отдаст последней. Во внутренней базе данных этого ребенка химическое соединение этилметилфенилглицидат, известное также как земляничный альдегид или альдегид 16, помечено как «клубника», тогда как смесь соединений, характерных для настоящей клубники, имеет ярлычок «клубника (прочее)». У людей, которые ели только магазинный хлеб длительного хранения, во внутренней базе данных в разделе «срок хранения хлеба» содержится запись «7–10 дней», тогда как люди, пекущие свой хлеб сами, держат в уме скорее «2–3 дня». Таким образом, если мы не обладаем грамотно составленной внутренней базой данных, основанной на образцах натуральных продуктов, каковы наши шансы распознать подделку? Наш мозг может компенсировать несовершенство наших рецепторов, но мы сами должны снабдить его информацией, необходимой для обработки сигналов.