Каждую минуту мы получаем уведомления о присланных сообщениях, видеороликах, которыми делятся друзья. Нас буквально ослепляет яркий свет электронных рекламных плакатов, обволакивает облако смешавшихся запахов выхлопных труб и духов проходящих мимо людей. Мы слышим музыку из громкоговорителей в торговых центрах, рингтоны собственных чужих мобильных телефонов, до нас доносятся гудки, звуки автомобильных тормозов или пролетающих над головой самолетов. Бесконечные внешние стимулы атакуют нас, и их неизбежно улавливают наши органы чувств. Именно так мы познаем окружающий мир. Для начала обратим внимание на некоторые отличительные черты, возможности и ограничения наших чувств.

Хотя за распознавание окружающей среды отвечают в первую очередь пять органов чувств человека, в этот процесс могут быть также вовлечены другие когнитивные функции, такие как, например, память. Наглядным доказательством тому является обоняние, которое зачастую рассматривается как «скрытое чувство», поскольку в отличие от зрения, осязания и вкуса оно работает без участия сознания. Обоняние обладает настолько мощной силой, что одно только ощущение того или иного аромата способно за секунды перенести наше сознание в прошлое: напомнить нам о лесе, где мы когда-то гуляли, о разговоре с другом или о доме наших бабушек и дедушек, затерявшемся среди воспоминаний детства. Это объясняется тем, как запахи и ароматы обрабатываются мозгом. Когда мы ощущаем запах, молекулы, попадающие на обонятельные рецепторы, посылают сигналы нейронам обонятельной луковицы, располагающейся в нижней части мозга, сразу за переносицей. Оттуда сигналы передаются дальше, попадая в зоны обонятельной коры. Обонятельная луковица тем самым получает прямую связь с двумя другими областями мозга, отвечающими за эмоции и память: миндалевидным телом и гиппокампом. Эта анатомическая особенность может объяснить, почему некоторые запахи вызывают у нас яркие воспоминания и эмоции. Более того, целый ряд научных исследований пришел к предположениям о существовании своего рода языка ароматов, то есть формы общения, выстраиваемой посредством обоняния, которая, помимо выполнения других функций, способна помочь нам в понимании механизма возникновения эмоций и социального взаимодействия.

Исследования с использованием нейровизуализации показывают, что при попытке человека отличить запахи собственного тела от запаха близких или незнакомых ему людей, даже если эта попытка оказывается неудачной, мозг активизирует работу не обонятельной коры, а областей, связанных с обработкой эмоций, таких как задняя поясная кора и орбитофронтальная кора, а также угловая извилина, отвечающая за то, как человек видит самого себя. Именно обоняние во многом помогает нам идентифицировать собственную принадлежность к той или иной социальной группе или семье. Вот почему младенцы, находящиеся на грудном вскармливании, предпочитают запах кожи собственной матери. В свою очередь, матери также способны легко узнавать своего малыша по запаху.

Стоит отметить, что по сравнению с другими биологическими видами человек способен воспринимать лишь ограниченную часть окружающей среды. Наше обоняние в миллионы раз слабее обоняния собак! И если угол обзора наших глаз составляет всего 125 градусов, некоторые животные и насекомые, такие как хамелеоны и стрекозы, обладают углом обзора, достигающим 360 градусов. Мы также неспособны различать ультрафиолетовую цветовую гамму, как это делают пчелы во время поиска пыльцы. Наши органы чувств просто не развились до такой степени, чтобы получать абсолютно всю информацию, передаваемую окружающим миром, который кажется нам практически непостижимым.

Итак, мы точно знаем, что наше восприятие мира не соответствует тому, каков он есть в действительности. Как тогда мозг дополняет ту информацию, которая поступает к нему через органы чувств? Все, что попадает в него через рецепторы наших органов, преобразуется в электрохимические сигналы, которые мозг впоследствии расшифровывает и интерпретирует. Другими словами, мозг читает сигналы, извлекает шаблоны и придает смысл информации, которая к нам поступает, создавая наш собственный субъективный мир, полный связанных форм, цветов и звуков. Мозг восстанавливает данные окружающей среды в соответствии с уже имеющимся опытом. То есть он не отображает реальность как сканер, а скорее придает смысл тому, что мы воспринимаем. Это связано с тем, что мозг не может использовать только сенсорную информацию, приходящую из окружающей среды, поскольку тщательный анализ всего, что мы видим, слышим и чего касаемся, может оказаться крайне неэффективным и чрезвычайно медленным. И это прежде всего касается неоднозначных ситуаций, когда у нас нет времени, чтобы остановиться и подумать, является ли, к примеру, вытянутый предмет, на который мы натолкнулись в лесу, просто веткой или опасной змеей. Пауза, обусловленная нашими сомнениями, может поставить под угрозу нашу жизнь. Вот почему эволюция отдавала приоритет функциям, которые не зацикливались на детальном анализе внешних факторов, помогали принимать молниеносные решения и действия на основе жизненного опыта. Подобную функцию быстрого реагирования принято считать наиболее правильной. Тем не менее иногда она таковой не является.

В качестве примера сбоя в работе данной функции можно назвать так называемые «оптические иллюзии», по сути, представляющие собой искажение нашего восприятия, обусловленное поступлением в мозг неполной или пока неизвестной для него информации из внешнего мира, в ответ на которое он стремится заполнить имеющиеся у него пробелы многочисленными предположениями и догадками. Исследователи Джейсон Танген, Шон Мерфи и Мэтью Томпсон из Университета Квинсленда (Австралия) стали свидетелями любопытного явления, связанного с оптическими иллюзиями. Готовя подборку изображений для исследования, они обратили внимание на странный эффект. Исследователи заметили, что при выстраивании пары фотографий на уровне глаз и последующей смене их в быстром, но устойчивом темпе восприятие лиц искажалось, зачастую превращаясь в карикатуры на самих себя. Таким образом, черты лица, которые обычно не привлекли бы никакого внимания, при сравнении с другими лицами выглядели более подчеркнутыми и преувеличенными.

Удивительно то, что когда перелистывание снимков останавливалось и глаза сосредотачивались только на одном из лиц, то оно воспринималось совершенно нормальным и реальным образом. Эффект искажения проявлялся лишь при сравнении двух лиц одновременно, когда взгляд не мог зафиксироваться ни на одном из снимков и человек использовал исключительно периферическое зрение. Сначала исследователи решили, что подобное явление обусловлено исключительно анатомическим строением лиц, поскольку для своего исследования они использовали фотографии людей славянского происхождения. Однако, когда снимки были заменены другими фотографиями, были получены точно такие же результаты. Затем этот же эксперимент был проведен с использованием снимков знаменитых актеров, и в результате он занял второе место на VIII Ежегодном конкурсе лучших оптических иллюзий. Причина, по которой возникает подобный эффект, точно неизвестна. Танген предполагает, что это может быть результатом попытки нашего мозга провести быстрое сравнение между двумя новыми лицами, которые мы только что увидели. Тот факт, что изображения лиц появляются попарно на одном и том же уровне (на уровне глаз), заставляет наш мозг автоматически сравнивать их, выделяя при этом отдельные черты, которые в противном случае могли бы остаться без внимания. Как объясняют сами ученые, для более точного определения отличительных черт мозг сначала пытается найти некую схожесть между лицами. Подобное открытие дает ученым много новых возможностей для исследований, связанных, например, с тем, как мы воспринимаем лица окружающих людей и почему одни лица кажутся нам более привлекательными, чем другие.

Еще одним ограничением наших чувств можно назвать эффект дежавю, что в переводе с французского языка означает «уже виденное». Это странное ощущение, когда нам кажется, что мы уже были в подобной ситуации, хотя и уверены, что такое попросту невозможно. Несмотря на то что ученые потратили уже немало времени на изучение подобного феномена, они по-прежнему дают ему совершенно разные объяснения. Одно из них гласит, что подобное ощущение возникает в тот момент, когда входящий сигнал, поступающий от органов чувств, передается сразу несколькими путями, которые не сходятся внутри головного мозга в одном и том же месте и в одно и то же время. Таким образом, мозг путается и обрабатывает опыт, как если бы это были две различные ситуации, из-за чего у нас и возникает ощущение, что мы уже переживали нечто подобное.

Другая теория гласит, что эффект дежавю является неотъемлемой частью процесса запоминания, в частности, связанного с распознаванием ранее полученной информации. Согласно этому объяснению мозг активирует процесс распознавания, исходя из сопоставления уже имеющихся у него данных. Именно это происходит в тот момент, когда, к примеру, мы встречаем на улице человека, чье лицо кажется нам знакомым, но мы никак не можем понять, откуда мы его знаем.

Считается также, что это чувство уже пережитого ощущения или события является обычной реакцией организма на усталость и стресс. Как можно увидеть, клиническая картина проявления эффекта дежавю крайне разнообразна. В научном докладе, опубликованном в престижном журнале Cortex, отмечается, что группе ученых из Чехии и Великобритании, похоже, удалось установить связь между феноменом дежавю и определенными структурами головного мозга. Они обнаружили, что парагиппокампальная извилина, расположенная в височной доле и окружающая гиппокамп – структуру, участвующую среди прочего в процессе обучения и запоминания информации, – меньше по размеру у тех людей, кто испытывает дежавю, по сравнению с теми, кто не сталкивается с подобными ощущениями. Данная группа исследователей предполагает, что дежавю может быть одним из проявлений сбоя в работе головного мозга, который приводит к чрезмерной стимуляции парагиппокампальных извилин.

Подобные сбои в обработке или осмыслении воспринимаемой информации идут только на руку художникам при создании их шедевров. Но они не единственные, кто стремится получить выгоду от игры с чувствами и ощущениями. Это стало также одной из тех хитростей, к которым нередко прибегают сегодня авангардные повара. Речь идет о высокой кухне, которая взяла на вооружение искусство поиска ошибок в сенсорном восприятии человека.

Каталонский шеф-повар Ферран Адриа является одним из ярчайших представителей кулинарных инноваций и экспериментов. Его творческий подход позволил создать кухню будущего, нарушающую рамки всех существующих методов не только науки, но и искусства. В качестве примера можно взять блюдо, ставшее классическим в El Bulli – одном из лучших ресторанов мира, шеф-поваром и владельцем которого был он сам, – жидкая оливка. Блюдо представляло собой жидкость, изготовленную из отборных оливок и преобразованную при помощи сложного процесса в сферическую форму. Внешне эта сфера была похожа на оливку, хотя, по сути, представляла собой маленький съедобный воздушный шар, наполненный жидкостью. Результатом данного творения был настоящий взрыв вкусов во рту. При этом посетители ресторана не задавались вопросом, было ли то, что они видели, настоящей оливкой или просто сферой, заполненной зеленой водой. За миллисекунды их мозг делал вывод, что это была именно оливка, поскольку предыдущий опыт подсказывал им, что любая сочная сфера оливково-зеленого цвета в гастрономическом контексте является оливкой. Иными словами, как только мы входим в ресторан, мозг тут же активизирует тысячи уже имеющихся в памяти шаблонов, связанных с понятием «ресторан» и «еда». Этот феномен больше известен как «упрощение» восприятия и позволяет обрабатывать поступающую информацию с большей скоростью. Такого рода несоответствия между сознанием человека и реальным миром являются основой авангардной кухни, стремящейся создать максимально приближенную к действительности иллюзию, чтобы усилить последующее ощущение от столкновения с ней.

Подобно тому, как различные дисциплины использовали подобные знания о человеческом восприятии мира, на протяжении многих лет нейробиологи задавались вопросами о возможности привлечения технологий для расширения человеческих возможностей. Благодаря этим усилиям, как мы увидим в последующих главах, на свет появились невероятные разработки, такие как кохлеарный имплантат – устройство, преобразующее звуки в электрические сигналы, которые, воздействуя непосредственно на слуховой нерв, позволяют компенсировать потерю слуха человека.

В настоящее время ведутся разработки неинвазивных инструментов «сенсорного замещения», которые могли бы передавать информацию в мозг посредством необычных сенсорных каналов. Данный метод позволит компенсировать потерю одного чувства (например, слуха) посредством передачи слуховой информации в мозг другим сохранившимся каналом (например, через осязание).

Команда во главе с нейробиологом Дэвидом Иглменом уже разработала устройство, которое работает по данному принципу. Речь идет о сенсорном жилете, который преобразует звук в вибрационный рисунок, передаваемый в мозг через кожу. Микрофон компьютерного приложения улавливает звук (например, голос человека) и через Bluetooth воспроизводит его на жилете, носимом под обычной одеждой и снабженном рядом вибрационных преобразователей. Таким образом звук преобразуется в динамические модели вибраций, которые человек ощущает на коже. При наличии достаточного количества времени мозг учится автоматически декодировать вибрации и воспринимать информацию, и человек может чувствовать звук через прикосновение.

Подобные открытия помогают нам лучше понять, как сенсорные системы могут использоваться в качестве нетипичных, запасных каналов передачи данных. Вполне вероятно, что в будущем мы научимся точно определять огромное количество невидимых сигналов, подаваемых нашим телом, таких как кровяное давление или уровень сахара в крови, и, таким образом, автоматически контролировать собственное здоровье. Или, возможно, пилот самолета будет по-иному воспринимать информацию о полете, представленную перед ним на панели управления, которая будет компенсировать ограниченность его зрения, способного обрабатывать лишь несколько стимулов за один раз.

Современные развивающиеся технологии, наряду с нейропластичностью мозга, открывают перед нами небывалые горизонты для дальнейшего расширения сенсорных способностей и, возможно, влияния на нашу эволюцию как вида в будущем. С теоретической точки зрения для этого нет никаких препятствий и ограничений.