Давай почувствуй шум (Как слух и осязание на самом деле связаны)

Слух и осязание связаны на самом базовом уровне. Вы когда-нибудь замечали, насколько приятно бывает чистить ухо ватной палочкой? Да? С темой раздела это никак не связано, я просто показал сам принцип. Мозг воспринимает прикосновения и звуки совершенно по-разному, при этом механизмы, которые он использует для их восприятия, имеют удивительно много общего.

В прошлом разделе мы говорили о вкусе и обонянии и о том, насколько часто они пересекаются. Стоит признать, что они действительно нередко выполняют схожие роли и нужны для распознавания различных продуктов, кроме того, они могут влиять друг на друга (в основном обоняние влияет на вкус). Но в первую очередь они связаны потому, что оба представляют собой химические чувства. Рецепторы, воспринимающие вкусы и запахи, срабатывают при наличии определенных химических веществ, например фруктового сока или мармеладных мишек.

Теперь посмотрим на осязание и слух – у них есть что-то общее? Когда в последний раз вы думали, что нечто было липким на слух? Или «пронзительным» на ощупь? Никогда, правда?[38]

На самом деле неправда. Любители громкой музыки часто получают от нее чисто тактильное удовольствие. Вспомните о звуковых установках, которые встречаются в клубах, машинах, концертных залах, которые настолько усиливают в музыке басы, что ваши внутренности начинают дрожать. Когда звук достаточно силен или имеет определенную частоту, нередко начинает казаться, что он очень даже осязаем.

Слух и осязание относятся к механическим чувствам, потому что они активируются при помощи давления или физической силы. Это может показаться странным с учетом того, что слух явно связан со звуком. Однако звук на самом деле представляет собой колебания воздуха, которые достигают барабанной перепонки и заставляют ее, в свою очередь, колебаться. Эти колебания передаются в улитку во внутреннем ухе – орган, имеющий форму спирали и заполненный жидкостью. Таким образом звук попадает к нам в голову. Улитка – очень хитроумный орган, потому что она представляет собой длинную, изогнутую, наполненную жидкостью трубку. По ней идет звук, а форма улитки и физические свойства звуковых волн определяют, насколько далеко по трубке пройдут вибрации, вызванные звуком определенной частоты (которую измеряют в герцах, Гц). Изнутри трубку выстилает кортиев орган. Это скорее пласт, покрытый волосковыми клетками, которые представляют собой не волосы, а рецепторы[39].

Эти волосковые клетки реагируют на колебания в улитке и посылают сигналы в мозг. Внутри улитки расположена «карта частот». Области в самом начале улитки активируются в ответ на высокочастотные звуковые волны (то есть различные пронзительные звуки, например голос возбужденного младенца, надышавшегося гелием), в то время как «конец» улитки активируется в ответ на самые низкочастотные звуковые волны (очень глубокие басы, как если бы кит пел песни Барри Уайта[40]). Области, расположенные между этими двумя концами улитки, реагируют на остальной спектр звуковых частот (от 20 до 20 000 Гц), доступный человеческому уху.

Улитку иннервирует восьмой черепной нерв, который называется преддверно-улитковый нерв. Он передает сигналы, идущие от волосковых клеток в улитке, в слуховую кору, которая отвечает за восприятие звуков. Она расположена в верхней части лобной доли. И то, из какой именно части улитки исходят сигналы, дает мозгу информацию о частоте звука, поэтому благодаря «карте» внутри улитки мы воспринимает звук определенной высоты. Очень умно на самом деле.

Беда в том, что подобная система, в которую входит очень нежный и точный сенсорный механизм, подвергающийся постоянной тряске, довольно хрупкая. Барабанная перепонка сама по себе состоит из трех крошечных косточек, расположенных особым образом. Ее очень легко повредить или разрушить жидкостью, ушной серой, травмами или чем-нибудь еще. Старение также приводит к тому, что ткани внутри уха становятся менее подвижными, ослабляя колебания, а отсутствие колебаний означает отсутствие звукового восприятия. Можно с уверенностью утверждать, что связанные с возрастом ухудшения в слуховой системе в равной степени вызваны как физикой, так и биологией.

Для слухового анализатора характерно множество ошибок и помех, например звон в ушах и аналогичные состояния, из-за которых мы слышим то, чего на самом деле нет. Это называется «эндоуральные явления» – звуки, у которых нет внешнего источника, возникающие из-за неполадок в слуховой системе (например, когда в важные для ее работы области попадает ушная сера или важные для ее работы мембраны становятся слишком твердыми). Они отличаются от слуховых галлюцинаций, потому что галлюцинации, как правило, появляются из-за патологической активности не в том месте, откуда исходят слуховые сигналы, а в более «верхних» областях мозга, где происходит их обработка. Как правило, при слуховых галлюцинациях люди «слышат голоса» (мы обсудим это позднее в разделе, посвященном психозам), но иногда они проявляются по-другому. Например, бывают музыкальные галлюцинации, когда человек слышит непонятную музыку, а при другом состоянии человек слышит неожиданные громкие удары и взрывы, что называется «синдром взрывающейся головы», который попадает в категорию «состояния, название которых гораздо страшнее их сути».

Тем не менее мозг все же проделывает невероятную работу, переводя колебания воздуха в яркие и сложные слуховые ощущения, которые мы испытываем каждый день.

Итак, слух – это механическое чувство, которое возникает в ответ на колебания и физическое давление, вызванное звуком. Осязание – еще одно механическое чувство. Мы можем почувствовать давление на кожу благодаря специальным механорецепторам, расположенным в ней повсюду. Сигналы из рецепторов идут по специальным нервам в спинной мозг (кроме сигналов от рецепторов головы – их переносят черепные нервы), где перенаправляются в головной мозг и попадают в соматосенсорную кору в теменной доле – она различает, откуда пришел сигнал, и позволяет нам соответствующим образом их воспринять. Кажется, что все устроено очень бесхитростно, но это не так.

Во-первых, у того, что мы называем осязанием, есть несколько составляющих, каждая из которых вносит свой вклад в конечное чувство. Помимо физического давления, есть еще вибрация, температура, растяжение кожи, а иногда даже боль, и для каждого этого ощущения есть свои собственные рецепторы, расположенные в коже, мышцах, внутренних органах или костях. Все вместе это образует соматосенсорную систему (почему соматосенсорная кора так и называется), и по всему нашему телу идут нервы, которые ее обслуживают. Для восприятия боли, или ноцицепции, есть особые рецепторы и нервные волокна.

Единственный орган, в котором нет болевых рецепторов, – это сам мозг – он отвечает за получение и обработку сигналов о боли. Согласитесь, что, если бы мозг мог чувствовать боль, это было бы странно, как если бы вы пытались позвонить себе со своего же номера и ждали бы, что кто-нибудь возьмет трубку.

Интересно, что тактильная чувствительность не одинакова – различные части тела по-разному реагируют на одно и то же воздействие. Подобно моторной коре, о которой мы говорили в предыдущей главе, нейроны в соматосенсорной коре расположены в виде карты тела, в соответствии с областями, откуда они получают информацию. Существуют области, отвечающие за обработку информации, идущей от ноги, от руки и так далее.

Пропорции областей на этой карте не совпадают с пропорциями тела. То есть размер области, отвечающий за обработку полученной от какой-либо части тела информации, совсем не обязательно соответствует размеру этой части. Корковые представительства грудной клетки и спины в соматосенсорной коре совсем маленькие, а вот рукам и губам отведено больше места. Некоторые части тела гораздо более чувствительны к прикосновениям, нежели другие. Например, подошвы не особо чувствительны, что логично, потому что с практической точки зрения было бы не очень хорошо чувствовать пронзительную боль каждый раз, когда ты наступаешь на камушек или сучок. В то же время области соматосенсорной коры, ответственные за обработку информации от рук и губ, непропорционально большие, потому что руками и губами мы делаем очень мелкие движения и нам важны тончайшие ощущения, возникающие в них. Как следствие, они очень чувствительны. То же относится и к гениталиям, но давайте не будем углубляться в эту тему.

Ученые измеряют чувствительность при помощи специального инструмента с двумя зубчиками. Они тыкают им в человека и смотрят, при каком минимальном расстоянии между зубчиками человек все еще чувствует два раздельных прикосновения [6]. Кончики пальцев особенно чувствительны, почему и был разработан шрифт Брайля. Однако есть и некоторые ограничения: буквы в шрифте Брайля представляет собой набор отдельных бугорков, так как кончики пальцев недостаточно чувствительны, чтобы различать буквы алфавита в тексте обычного размера [7].

Осязание, так же как и слух, можно «обмануть». Наша способность узнавать предметы на ощупь частично связана с тем, что наш мозг знает, как расположены пальцы. Если прикоснуться к чему-то маленькому (например, стеклянному шарику) указательным и средним пальцем, то можно почувствовать, что это один предмет. Однако если скрестить пальцы и закрыть глаза, то станет казаться, что это скорее два разных предмета. Между ответственной за обработку информации о прикосновениях соматосенсорной корой и моторной корой, отвечающих за движения пальцев, нет прямой связи. К тому же если глаза закрыты, то и от зрения не поступает информация, которая могла бы опровергнуть неправильный вывод, сделанный мозгом. Это известно как иллюзия Аристотеля.

Итак, осязание и слух имеют много общего. По данным, полученным в новейших исследованиях, связь между этими двумя чувствами может быть гораздо более фундаментальной, чем считалось раньше. Мы всегда понимали, что слуховые способности и повышенный риск глухоты связаны с определенными генами, а в исследовании 2012 года, которое провел Хеннинг Френзель со своей командой [8], было показано, что гены также влияют на тактильную чувствительность, причем, что интересно, у людей с тонким слухом хорошо развито осязание. Соответственно те люди, которые из-за своих генетических особенностей плохо слышали, также с большей вероятностью хуже чувствовали прикосновения.

Хотя в этой теме остается еще много неизученных вопросов, уже сейчас можно с уверенностью предполагать, что и слух, и осязание базируются на одинаковых мозговых механизмах, поэтому глубинные проблемы, которые влияют на одно, в конечном счете затрагивают и другое. Возможно, это и не самое логичное сочетание, но оно определенно идет в одном ряду с взаимодействием с обонянием и вкусом, о котором мы говорили в предыдущем разделе. Судя по всему, мозг склонен группировать наши ощущения чаще, чем это нужно. Однако, с другой стороны, выражение «чувствовать ритм» можно понимать гораздо буквальнее, чем принято думать.