Гордон Шеперд
Нейрогастрономия
Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять
Gordon Shepherd
NEUROGASTRONOMY:
How the Brain Creates Flavor and Why It Matters
© 2012 Columbia University Press.
This Russian language edition is a complete translation of the U.S. edition, specially authorized by the original publisher, Columbia University Press.
Во внутреннем оформлении использованы иллюстрации: Victoria Sergeeva / Shutterstock.com
Используется по лицензии от Shutterstock.com
Серия «рЕволюция в медицине. Самые громкие и удивительные открытия»
© Алиева К. Д., перевод на русский язык, 2019
© Панков А. И., иллюстрации, 2020
© Давлетбаева В. В., художественное оформление, 2020
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2021
* * *
Ссылки на сетевые ресурсы в тексте были актуальны на момент написания книги. Ни автор, ни издательство Колумбийского университета не несут ответственности за изменение ссылок на сетевые ресурсы с момента публикации.
Посвящается Грете
Предисловие
Потребление пищи – необходимое условие для существования каждого из нас. В нормальных обстоятельствах мы едим ежедневно на протяжении всей нашей жизни. За последние 20 лет ученым удалось установить, что наше желание есть обусловлено по большей части гормональными процессами – именно гормоны подают сигнал о том, что тело нуждается в пище, и о том, что мы уже наелись. Вот только это гормональное управление никоим образом не объясняет, почему мы предпочитаем определенные виды продуктов; что заставляет нас объедаться тем, что нам нравится, или есть слишком мало того, что неприятно? Для изучения вопросов, связанных с гастрономическими предпочтениями и вкусом пищи, постепенно сформировалась абсолютно новая научная сфера.
Одно из самых распространенных заблуждений гласит, что у всякой еды есть вкус. В любой еде действительно содержатся молекулы вкуса, вот только сам вкус этих молекул формируется лишь в нашем мозге. Если мы стремимся к здоровому питанию и хотим избежать множества хронических заболеваний, ассоциируемых с неправильным рационом и нехваткой питательных веществ, нам важно понимать, как наш мозг создает те вкусовые ощущения, что мы испытываем, – проще говоря, нам предстоит освоить упомянутую ранее новую науку о вкусовых ощущениях, которую я называю нейрогастрономией.
То, что у любой еды есть вкус, – распространенное заблуждение. В пище содержатся лишь его молекулы, а вот сам он формируется только в мозге.
Я впервые узнал о ней, когда изучал, как наш мозг формирует образы запахов. Новейшие исследования, проводимые во множестве лабораторий по всему миру, коренным образом меняют наши знания об обонянии – если раньше оно считалось наименее развитым из человеческих чувств, то теперь, благодаря своему огромному влиянию на восприятие вкусовых ощущений, рассматривается как один из важнейших компонентов, оказывающих постоянное воздействие на нашу повседневную жизнь. Нейрогастрономия формирует совершенно новую концепцию уникальной системы восприятия вкусовых ощущений человеческим мозгом, которая, возможно, является наиболее сложной и разветвленной из всех наших систем восприятия – на основе молекул вкуса эта система формирует ощущения, эмоции, воспоминания, сознание, речь и мотивирует к принятию решений. Нейрогастрономия совмещает науку о мозге с наукой о еде и учитывает влияние на наше пищевое поведение того обмена мнениями, что сопровождает всякий прием пищи в кругу семьи. Благодаря этой науке мы можем лелеять надежду, что однажды мы сформируем концепцию здорового питания на основе комплексных исследований и прочном научном фундаменте. В этой книге я расскажу вам об исследованиях, которые формируют новую сферу научного знания, и объясню, каким образом это улучшит жизнь каждого из нас.
Благодарности
Я многих хочу поблагодарить за то, что эта книга увидела свет.
Джин Блэк из Йельского университета с самого начала поддерживала мою идею написать книгу о запахе. Когда я отказался от своей затеи, сочтя проект слишком сложным, мой коллега Стюарт Файрстайн вернул к жизни как меня, так и мою рукопись, познакомив с Патриком Фицджеральдом из Columbia University Press – они смогли убедить меня в том, что я справлюсь. Также я благодарен редакторам журнала Nature, которые попросили написать статью о запахах для раздела «Суть природы»[1] и рассказать в ней о новых исследованиях. Кристиан Маргот настоял на том, чтобы в статье я сосредоточился в первую очередь на ретроназальном ощущении запаха и вкуса; благодаря его совету из той статьи со временем возникла эта книга.
Тема запаха объединяет меня со многими коллегами, с кем я на протяжении многих лет исследовал механизмы формирования схем обонятельной активности, которые являются основой восприятия ароматов. Перед Стюартом я в долгу, но я благодарен и Чарльзу Гриру за его поддержку в Йельском университете, и своим бывшим студентам, упоминаемым в этой книге, в числе которых Льюис Хаберли, Джон Кауэр, Том Гетчелл, Уильям Стюарт, Кенсаку Мори, Дорон Ланцет, Патриция Педерсен, Фрэнк Зуфал, Трезе Лейндерс-Зуфал, Вей Чэн, Минхог Ма, Хавьер Гросмэтр, Дэйвид Уилхайт; нашим гостям – Деннису Линкольну, Бёртону Слотнику, Маттиасу Ласка.
Я благодарю Терри Акри за приглашение в ряды научных сотрудников лаборатории запаха, где я познакомился с Гарольдом Макги.
Спасибо моей жене Грете и нашей дочери Лизбет – их любовь к Франции и французской культуре открыла передо мной многие двери. Начиная с 1986 года и академического отпуска, проведенного в Париже, я имел честь неоднократно общаться с Жаном-Дидье Венсаном, одним из ведущих французских ученых и философов в сферах, касающихся вина и культуры. Он и его друзья подарили нам с Гретой поистине незабываемый вечер с ортоланами[2]. Благодаря Жану-Дидье в 2000 году я смог принять участие в радиопередаче о винах, которая транслировалась на французском радио, – это стало еще одним шагом к написанию книги. Участие в этой программе свело меня с Жан-Клодом Бертруэ, главным дегустатором вин дома Петрус, который устроил для меня незабываемую дегустацию 10 различных вин разной выдержки их производства. Именно тогда я смог опробовать свою теорию образов вкусовых ощущений вина на практике. Спасибо и Пьеру-Мари Лледо, который много раз гостеприимно принимал меня у себя и сопровождал во время моих приездов в Париж: мы работали над нашими общими проектами по изучению распространения запаха в лаборатории и экспериментировали с дегустацией вина за ее пределами.
Когда я только начинал познавать нейронауки, что легли в основу этой книги, мне довелось учиться в Оксфордском университете под руководством Чарльза Филлипса и Томаса Пауэлла. Том был сотрудником факультета анатомии, возглавляемого Уилфредом ле Грос Кларком, который по совместительству являлся и ведущим специалистом в антропологии; именно благодаря знакомству с ним я заинтересовался антропологией человеческого обоняния. Недавно я продолжил свои изыскания в данной сфере, и в этом мне очень помогли Ричард Рэнгем и Дэн Либерман из Гарварда, которые позволили мне попасть на семинар факультета антропологии и в деталях обсудить с Дэном эволюцию человеческой головы, в том числе ретроназальный путь, столь важный для моих исследований. После Оксфорда я продолжил изыскания уже в Национальных институтах здравоохранения под чутким руководством моего друга и наставника Уилфрида Ралла и при поддержке моих коллег Томаса Риза и Милтона Брайтмана. Впоследствии труды Фрэнка Шарпа и Эда Эвартса из Национальных институтов здравоохранения позволили нам изолировать схемы мозговой активности и соотнести их с тем, как тело реагирует на те или иные молекулы запаха.
Мое погружение в науки о вкусах и строении мозга прошло бы гораздо сложнее без поддержки коллег, в особенности Линды Бартошук, Валери Даффи, Терри Акри, Кристиана Маргот, Авери Гилберт, Брюса Халперна, Юстуса Верхагена, Даны Смолл, Дэёль Ли и Гэри Бошампа, которые помогали мне, вычитывая главы моей книги и критически оценивая их в рамках своих специальностей. Гарольд Макги и Дональд Уилсон читали и комментировали текст целиком. Тем не менее любые проскользнувшие в текст ошибки остаются всецело на моей совести.
Я благодарю всех, чьи профессиональные консультации позволили моей книге пройти все стадии от рукописи до печати. Спасибо Уэндолин Хилл за преобразование моих научных слайдов в изысканные иллюстрации к этой книге, а Бриджет Флэннери-Коннор за ее профессиональное руководство при работе над текстом. Я благодарю Памелу Нельсон за курирование публикации и моего редактора Патрика Фицджеральда за неустанную поддержку, которую он оказывал мне на протяжении всей работы над книгой. Спасибо и Стюарту Файрстайну за его мудрые и уместные советы. Моей жене Грете и нашей семье, которые терпели меня все это время, я могу сказать лишь: «Так! Манге так!»[3]
Исследования, давшие основу этой книге, проводились при поддержке программы «Химических чувств»[4] Национального института глухоты и других коммуникативных расстройств[5] при Национальных институтах здравоохранения в Бетесде, штат Мэриленд. Мой основной грант непрерывно финансируется уже на протяжении 42 лет. Я также получал поддержку от Национального научного фонда[6], НАСА[7], Национального института по проблемам старения[8], Национального института по проблемам злоупотребления наркотиками[9] и Медицинской научно-исследовательской лаборатории Военно-морских сил[10]. Все исследования получали финансирование на конкурсной основе. Я очень благодарен комиссиям учебного отдела за оценку моей работы и советам институтов за финансирование. Наши проекты были посвящены исследованиям строения и свойств обонятельных путей на животных. То, что благодаря им мы можем по-новому посмотреть на механизмы восприятия вкуса у людей, стало возможно лишь из-за величайшего блага науки – свободы исследований.
Вступление
Ретроназальное обоняние и Новый век вкуса
У истоков этой книги стоят тарелки с горячим домашним ужином и кухонный стол, за которым мы с моей женой Гретой ели каждый вечер в те далекие годы, когда вместе учились в университете.
У моей жены множество увлечений, в том числе еда (она повар-гурман), книги (по профессии она библиограф-консультант и к тому же обожает читать), цветы и садоводство (она занимается нашим садом как в США, так и в Дании), путешествия, друзья, опера, а также поддержание отношений с нашим разрастающимся семейством. Я же привык проводить большую часть времени в лаборатории, изучая часть мозга, ответственную за обоняние. В течение многих лет нашей совместной студенческой, а затем семейной жизни – будь мы в Англии, Вашингтоне, Стокгольме, Нью-Хейвене, Филадельфии, Париже, в нашем доме в Коннектикуте или летнем доме в Дании – домашний ужин неизменно объединял нас, оставаясь неизменным атрибутом нашего быта. Он начинается с глоточка шерри, вина или фруктового сока с кусочком чего-нибудь вкусного для подготовки пищеварительной системы к полноценному приему пищи – традиционному ужину с мясом, овощами и салатом. Затем можно выпить бокал вина и приступить к сладкому – десерту или фруктам; и наконец завершить ужин чашечкой чая (кофе мы пьем по утрам). Каждый день на ужин было что-то новое. Грета как никто другой умеет добавить блюдам элегантности кухни своей родной Дании и тех мест, где мы бывали и жили; у нее всегда полно идей и есть огромная коллекция вырезок с рецептами из газет и журналов, собранных по всему миру. Мы очень ценим возможность насладиться вкусом пищи и одновременно обдумать события прошедшего дня.
Наш повседневный ритуал так и остался бы элементом нашего семейного быта, если бы в 1986 году журнал National Geographic не опубликовал статью «Интимное чувство обоняния», которая стала первым из доступных широкой аудитории комплексных исследований, посвященных столь недооцененному чувству. Так как я уже изучал запахи, автор статьи взял у меня интервью. Вы, возможно, видели фотографии из этой статьи – наиболее известная из них показывает ряд обнаженных по пояс молодых мужчин с поднятыми руками и приятных женщин средних лет в лабораторных халатах, уткнувшихся носом мужчинам в подмышки; таким образом проверялась эффективность последнего разработанного дезодоранта.
Кажется, что главный канал восприятия человека – зрение. Но чем ближе время ужина, тем яснее видно, что истинное удовольствие мы получаем благодаря обонянию.
Статья начинается с идеи, что запах стал менее значим для человека с тех пор, как наши предки перешли на прямохождение и стали больше полагаться на зрение: «…но Гордон Шеперд, нейрофизиолог из Йельского университета, считает, что люди сильно недооценивают свое обоняние. Он говорит: “Нам кажется, что мы ориентируемся с помощью зрения, но чем ближе время ужина, тем лучше мы понимаем, что истинное удовольствие получаем именно благодаря обонянию. Запахи влияют на все наши эмоции. Именно запахи формируют наши модели поведения и делают нашу жизнь приятной или отвратительной, а заодно и более питательной”».
Когда автор зачитал мне эту цитату и сказал, что собирается использовать ее в статье, я запротестовал – мне хотелось перефразировать свое высказывание, чтобы оно звучало изящнее. В результате он настоял на том, чтобы оставить все как есть, аргументировав решение тем, что именно это я и говорил. Своим рассказом о том, как много для меня значат воспоминания об аромате и вкусе семейных ужинов, я хотел донести мысль о несостоятельности популярного мнения об обонянии как незначительном и почти не влияющем на жизнь человека виде восприятия (разумеется, речь не о парфюмерах).
После этой беседы я осознал, что упустил кое-что очень важное – посвятив свою жизнь исследованиям физиологии обоняния, я еще ни разу не пытался проанализировать, как ароматы влияют на удовольствие, которое я получаю от своих вечерних приемов пищи. Я почувствовал, что пришло время подойти к вопросу с точки зрения нейронаук и узнать, как именно запах еды, находящейся у меня во рту, добирается до чувствительных клеток в моем носу и как эти запахи объединяются с другими ощущениями, создавая вкусовые ощущения.
В поисках ответа на эти вопросы я ступил на путь своей личной одиссеи, каждый новый шаг которой был потрясающе увлекательным. Я познакомился со многими исследователями самых разных профилей, чьи сферы интересов ранее не пересекались; повстречался со специалистами нейронауки и со множеством людей, никак не связанных с научными изысканиями. Я узнал о существовании физиологов питания – ученых, исследующих процесс разжевывания и проглатывания еды. Они изучают то, как запахи достигают рецепторов в носу при вдохе, например, когда мы вдыхаем аромат горячего кофе, или при выдохе, когда жуем и проглатываем пищу. Психологи изучают, как запах вместе с импульсами от иных чувств формирует то, что мы знаем как вкус, хотя на самом деле это вкусовое ощущение – совокупность вкуса, запаха и текстуры пищи, одно из наиболее сложных ощущений, испытываемых человеком. Когнитивные нейробиологи используют визуализацию мозга, чтобы показать, как возникает аромат в результате активности на самых высоких когнитивных уровнях нашего мозга. Нейрофармакологи изучают, как области мозга, которые активируются пристрастием к еде, включают те же области, которые активируются пристрастием к табаку, алкоголю и наркотикам. Биохимики определяют, какие гормоны наше тело выбрасывает в кровь, когда подает сигналы о голоде и требует пищи, а какие использует, чтобы сообщить о насыщении. Антропологи предполагают, что, научившись готовить пищу, человечество совершило настоящий эволюционный прорыв. Молекулярные биологи заявляют, что обонятельные рецепторы кодируются самым обширным семейством генов в нашем геноме; они изучают то, как молекулы позволяют нам ощущать те или иные запахи. У нас отличное обоняние – специалисты по поведенческой психологии установили, что обезьяны, как и люди, куда более чувствительны к запахам, чем предполагалось ранее.