влияние запахов на мозг
ВОСПРИЯТИЕ ЗАПАХОВ
Доктор технических наук В. МАЙОРОВ.
Чуть более четверти века назад в журнале «Наука и жизнь» (№ 1, 1978 г.) была опубликована статья «Загадка запаха». Ее автор, кандидат химических наук Г. Шульпин, справедливо отмечал, что современное ему состояние науки о запахах примерно такое же, как состояние органической химии в 1835 году. Тогда один из зачинателей этой науки, Ф. Велер, писал, что органическая химия представляется ему дремучим лесом, из которого невозможно выбраться. Но уже через четверть века А. М. Бутлеров, создав теорию химического строения вещества, сумел «выбраться из чащи». Шульпин выражал уверенность, что загадка запаха будет решена едва ли не быстрее, чем в случае органической химии.
И он оказался прав на все 100%! В последнее время произошел настоящий прорыв в понимании молекулярных основ обоняния. Разберем основные стадии восприятия запахов в свете современных представлений.
КАК ВОСПРИНИМАЕТСЯ ЗАПАХ
При вдохе через нос воздух вместе с молекулами пахучего вещества (называемого обонятельным стимулом или одорантом) проходит в каждой из двух носовых полостей по щелевидному каналу сложной конфигурации, который образован продольной носовой перегородкой и тремя носовыми раковинами. Здесь воздух очищается от пыли, увлажняется и нагревается. Затем часть воздуха поступает в расположенную в верхней задней зоне канала обонятельную область, имеющую вид щели, покрытой обонятельным эпителием.
Как известно, нейрон состоит из тела и отростков: аксонов и дендритов. Нервный импульс с одной нервной клетки на другую передается с аксона на дендрит. Диаметр утолщенной центральной части обонятельного нейрона (сомы) 5-10 мкм. Дендритная часть в виде волокнистых отростков диаметром 1-2 мкм выходит к внешней поверхности эпителия. Здесь дендриты заканчиваются утолщением, от которого отходит пучок из 6-12 ресничек (цилий) диаметром 0,2-0,3 мкм и длиной до 200 мкм, погруженный внутрь слоя слизи (у кролика число ресничек в одном рецепторном нейроне составляет 30-60, а у собак достигает 100-150). Отходящее от сомы нервное волокно (аксон) имеет диаметр около 0,2 мкм и выходит к внутренней поверхности эпителия. Здесь аксоны от соседних нейронов объединяются в жгуты (филы), доходящие до обонятельной луковицы.
Каким образом рецепторы распределяются по нейронам: имеются ли отдельные представители этого семейства во всех обонятельных нейронах или каждый нейрон несет на своей мембране только один вид рецепторного белка? Как может мозг определить, какой из 1000 типов рецепторов подал сигнал? Имеющиеся данные позволяют сделать заключение о том, что на одном нейроне присутствует только обонятельный рецепторный белок одного вида. Нейроны с разными рецепторами обладают различной функциональностью, то есть в эпителии имеются тысячи различных типов нейронов. В этом случае проблема идентификации активированного запахом отдельного рецептора сводится к задаче выявления подавшего сигнал нейрона.
Принимая во внимание, что общее число обонятельных нейронов у человека около 10 млн, число обонятельных рецепторов одного типа исчисляется в среднем десятками тысяч.
Обонятельная система использует комбинаторную схему для идентификации одорантов и кодирования сигнала. Согласно ей один тип обонятельных рецепторов активируется множеством одорантов и один одорант активирует множество типов рецепторов. Различные одоранты кодируются различными комбинациями обонятельных рецепторов, причем увеличение концентрации стимула приводит к возрастанию числа активируемых рецепторов и к усложнению его рецепторного кода. В этой схеме каждый рецептор выступает в качестве одного из компонентов комбинаторного рецепторного кода для многих одорантов и как бы выполняет роль буквы своеобразного алфавита, из совокупности которых составляются соответствующие слова-запахи.
Минимальные структурные отличия молекул одорантов, например, по функциональной группе, по длине углеродной цепи, по пространственной структуре приводят к различному рецепторному коду. Для отличительного признака молекулы одоранта, способного изменить кодировку запаха, был предложен термин «одотоп» ( odotope ), или детерминант запаха. Различные обонятельные рецепторы, которые распознают один и тот же одорант, могут идентифицировать различные его признаки-одотопы. Одиночный обонятельный рецептор способен «различать» молекулы, отличающиеся длиной углеродной цепочки всего лишь на один атом углерода, или молекулы, имеющие одинаковую длину углеродной цепочки, но отличающиеся функциональной группой. Учитывая, что в эпителии млекопитающих имеется приблизительно 1000 видов обонятельных рецепторов, можно полагать, что такая комбинаторная схема позволяет различить громадное число одорантов (даже человек различает до 10 000 запахов).
Полученные в последнее время результаты экспериментальных исследований свойств обонятельных рецепторных белков позволили создать на молекулярном уровне структурную модель спиральной молекулы обонятельного белка. Обонятельные рецепторные белки принадлежат к суперсемейству мембранносвязанных рецепторов. Они пересекают двухслойную липидную мембрану реснички семь раз. У содержащей 300-350 аминокислот молекулы рецепторного белка три наружные петли соединяются с тремя внутриклеточными петлями семью пересекающими мембрану трансмембранными участками.
Находящиеся в потоке воздуха молекулы одоранта, перед тем как достичь обонятельных рецепторных нейронов, должны пересечь обволакива ющий поверхность обонятельного эпителия слой слизи. Физиологические функции слоя слизи полностью до сих пор не выяснены. Не вызывает сомнения, что она создает гидрофильную оболочку для чувствительных и хрупких обонятельных рецепторов, выполняя защитную функцию. Ведь систему восприятия сигнала нужно защитить от воздействия внешней среды, то есть от молекул одорантов, среди которых могут быть достаточно опасные и химически активные вещества.
Слой слизи содержит разнообразные растворимые в воде белки, значительную часть которых составляют так называемые гликопротеины. Благодаря разветвленной молекулярной структуре эти белки способны связывать и удерживать молекулы воды, образуя гель.
ОВР относятся к семейству белков, имеющих складчатую бочкообразную структуру с внутренней глубокой полостью, в которую попадают маленькие молекулы гидрофильных (жирорастворимых) одорантов. Разные подвиды этих белков отличаются высокой избирательностью взаимодействия с одорантами различных химических классов.
Полагают, что OBP способствуют растворению одоранта и транспортируют его молекулы сквозь слой слизи, действуют как фильтр для разделения одорантов, могут облегчать связывание одоранта с рецепторным белком и даже очищать околорецепторное пространство от ненужных компонентов.
Кроме одорант-связующих белков в слизи обонятельного эпителия вблизи рецепторных нейронов обнаружены несколько видов одорант-разрушающих ферментов. Все эти ферменты запускают реакции превращения молекул одорантов в другие соединения. Образующиеся в результате этих реакций продукты также вносят свой вклад в восприятие запаха. В конечном итоге все поступающие в слой слизи молекулы одорантов быстро, практически одновременно с завершением вдоха, теряют свою «запаховую» активность. Так что обонятельная система при каждом вдохе получает новую информацию от свежих порций одоранта.
ОБОНЯНИЕ НА УРОВНЕ МОЛЕКУЛ
Многие свойства системы восприятия запахов можно объяснить на молекулярном уровне. Молекула одоранта встречает на поверхности слизи, покрывающей обонятельный эпителий, молекулу одорант-связующего белка, которая связывает и переносит молекулу одоранта через слой слизи к поверхности реснички обонятельного нейрона. В ресничках осуществляется основной процесс передачи обонятельного сигнала. Его механизм достаточно типичен для многих видов взаимодействий физиологически активных веществ с рецепторами нервных клеток.
Несколько молекулярных стадий передачи внутриклеточного сигнала обеспечивают его усиление, в результате чего небольшого числа молекул одоранта становится достаточно для генерирования нейроном электрического импульса. Такие усилительные каскады обеспечивают большую чувствительность системы восприятия запахов.
Итак, активация рецепторного белка молекулой одоранта в конечном счете приводит к генерированию электрического тока в обонятельном рецепторном нейроне. Ток распространяется по дендриту нейрона в его соматическую часть, где возбуждает выходной электрический импульс. Этот импульс передается по нейрональному аксону в обонятельную луковицу.
Одиночный электрический сигнал-импульс на выходе имеет длительность не более 5 мс и пиковую амплитуду около 100 мкВ. Почти все нейроны генерируют импульсы и при отсутствии воздействия одоранта, то есть обладают спонтанной активностью, называемой биологическим шумом. Частота этих импульсов меняется в диапазоне от 0,07 до 1,8 импульса в секунду.
Обонятельные рецепторные нейроны распознают громадное число разнообразных молекул пахучих веществ и посылают информацию о них через аксоны в обонятельную луковицу, служащую первым центром обработки обонятельной информации в головном мозге. Парные обонятельные луковицы представляют собой продолговатые образования «на ножках». Отсюда начинается путь обонятельного сигнала к полушариям мозга. Аксоны обонятельных нейронов оканчиваются в обонятельной луковице разветвлениями в сферических концентраторах (диаметром 100-200 мкм), называемых гломерулами. В гломерулах осуществляется контакт между окончаниями аксонов обонятельных нейронов и дендритами нейронов второго порядка, которыми являются митральные и пучковые клетки.
Все аксоны одной популяции обонятельных нейронов сходятся на две гломерулы, зеркально расположенные по разные стороны двумерного поверхностного слоя обонятельной луковицы. В зависимости от содержания передаваемого сигнала гломерулы активируются различным образом. Совокупность активированных гломерул называется картой запаха и представляет своего рода «слепок» запаха, то есть она показывает, из каких пахучих веществ состоит воспринимаемый обонятельный объект.
От обонятельной луковицы аксоны митральных и пучковых клеток передают информацию в первичные обонятельные участки коры головного мозга, а затем в высшие ее участки, где формируется осознанное ощущение запаха, и в лимбическую систему, которая порождает эмоциональную и мотивационную реакцию на обонятельный сигнал.
Свойства обонятельных зон коры головного мозга позволяют формировать ассоциативную память, которая устанавливает связь нового аромата с отпечатками воспринятых ранее обонятельных стимулов. Полагают, что процесс идентификации одоранта включает сравнение получающегося отображения с его описанием в семантической памяти. В случае совпадения отпечатка и памяти о запахе происходит какой-либо ответ (эмоциональный, двигательный) организма. Процесс этот осуществляется очень быстро, в течение секунды, и информация о совпадении после ответа сразу сбрасывается, поскольку мозг готовит себя к решению следующей задачи восприятия запаха.
С молекулярной точки зрения пока непонятно, в каких единицах измерять интенсивность запаха и от чего она зависит, что такое качество запаха, его «букет», чем отличается один запах от другого и как охарактеризовать это отличие, что происходит с запахом при смешивании различных одорантов. Оказывается, что независимо от вида одорантов и уровня подготовленности даже опытный эксперт не может определить все составляющие смесь компоненты, если их больше трех. Если же смесь содержит более десяти одорантов, то человек не в состоянии идентифицировать ни одного из них.
Остается еще множество вопросов, касающихся механизмов и видов воздействия запахов на эмоциональное, психическое и физическое состояния человека. В последнее время на эту тему появилось немало спекуляций, чему поспособствовал вышедший в 1985 году роман П. Зюскинда «Парфюмер», более восьми лет прочно занимавший место в первой десятке бестселлеров на западном книжном рынке. Фантазии на тему чрезвычайной силы подсознательного воздействия ароматов на эмоциональное состояние человека обеспечили этому произведению огромный успех.
Лозовская Е., канд. физ.-мат. наук. Штрих-код запаха // Наука и жизнь, 2004, № 12.
Марголина А., канд. биол. наук. Сладкая власть феромонов // Наука и жизнь, 2005, № 7.
Шульпин Г., канд. хим. наук. Загадка запаха // Наука и жизнь, 1978, № 1.
Как запахи влияют на наши эмоции
Случалось ли вам, почувствовав запах пирога с яблоками от ароматической свечи, мысленно перенестись в детство и вспомнить, как бабушка колдовала на кухне у плиты, а вы с нетерпением ожидали вкусностей? Подобные воспоминания погружают в ощущения радости и умиротворения, не так ли?
Обоняние – одно из самых сильных чувств у живых существ. Это заложено генетически. Не смотря на то, что в ходе эволюции человек стал больше опираться на зрение, осязание, вкус и слух, информация, получаемая через нюх, влияет на его состояние и поведение гораздо сильнее. Это происходит неосознанно. Некоторые запахи могут пробудить чувство голода, снизить тревожность, помочь сконцентрироваться и даже увеличить продажи. Но почему?
Правильно подобранные ароматы влияют на восприятие помещения клиентами
Немного научных фактов
Дело в том, что запахи напрямую воздействуют на гипоталамус, который отвечает за множество функций, в том числе за память, поведение и эмоции. Тогда как другие органы чувств связаны с другим отделом мозга — таламусом — обрабатывающим информацию до того, как она будет связываться с отделом памяти.
В 2004 г. двое ученых — нобелевских лауреатов в медицине и физиологии — Ричард Аксель и Линда Бак выяснили, что для распознавания запахов в человеческом организме задействуется более 3 % генов. Каждый ген хранит информацию об одном определенном белке, который реагирует на конкретные молекулы пахнущих веществ. Полученная информация поступает в кору головного мозга, где затем комбинируется как мозаика в уникальный узор, присваивающийся запаху. Эти узоры, или карты запахов, хранятся в памяти и составляют основу нашей способности определять и распознавать их.
Ученые Брауновского университета в ходе исследований доказали, что люди, вдыхающие запах, который связан у них с положительной памятью, испытывают гораздо большую мозговую активность в сравнении с сенсорными сигналами.
Клиенты задерживаются дольше в помещениях с приятным запахом. Это положительно сказывается на продажах
Запах непосредственно воздействует на эмоциональный фон человека. Он изменяет его и вызывает определенные ассоциации, с помощью которых можно воздействовать на поведение. Мы можем неосознанно определять по запаху страх, напряжение, радость, возбуждение и т. д.
Сила ароматов
Влияние обоняния на психику человека используется с древних времен в ароматерапии. А с недавних пор ароматы стали активно и успешно применяться в маркетинге. Ароматические композиции используются для привлечения клиентов и увеличения продаж в бутиках, отелях, банках, торговых центрах, автосалонах, ресторанах и даже супермаркетах. Правильно подобранные аромавещества помогают увеличить производительность сотрудников в офисах, снижая количество возможных ошибок.
Американская Ассоциация Маркетологов провела исследование, в ходе которого было определено, что привлекательные ароматы побуждают посетителей провести в помещении на 44 % времени дольше.
Доказано, что неприятные запахи отвлекают от работы наравне с шумом и плохим освещением
Магазины с грамотной ароматизацией выделяются среди других. Клиенты ощущают комфортную располагающую к приятному препровождению времени атмосферу, что несомненно сказывается на среднем чеке. В супермаркетах эффективна ароматизация каждого отдела своим индивидуальным запахом. В кондитерском дразнить покупателей будут композиции с шоколадом, ванилью и кофе, в хлебном — ароматы свежеиспеченного хлеба и корицы.
Хорошо сказываются на посещаемости сезонные ароматы. К примеру, в сырую или холодную погоду располагающую атмосферу обеспечат следующие композиции:
В праздничные дни и во время акций большую эффективность проявляют актуальные ароматы, которые обеспечивают покупателям хорошее настроение и стимулируют к покупкам. Например, новогодние ароматы, такие как: ель, сосна, мандарин, глинтвейн, апельсин в шоколаде и др.
Компания «Арома Профи» поможет вам в развитии бизнеса. Наши сотрудники подберут эффективные ароматические композиции, которые будут соответствовать направлению вашей деятельности, а также предложат оборудование, подходящее для площади помещения. Мы знаем, как создать правильную и комфортную атмосферу.
Влияние запахов на мозг
Актуальность нашего исследования заключается в том, что на данный момент существует очень мало достоверной и проверенной информации о такой науке, как аромокология. В настоящее время проводится большое количество экспериментов в области запахов, но сейчас отрасль науки, исследующая запахи и эфирные масла, находится на стадии становления. Однако ученые все с большим интересом изучают связи между воздействием ароматов и активностью в лимбических отделах головного мозга, в том числе и процессов памяти. Они уже пришли к выводу, что запахи могут храниться в памяти человека всю его жизнь. Это открытие можно с успехом использовать на практике. Например, при обучении детей в школах, где приходится запоминать огромное количество разнообразной информации ежедневно.
Несмотря на многочисленные утверждения в литературе о том, что различные запахи оказывают влияние на процессы памяти, мы не обнаружили работ, где это было бы показано на определенной группе людей, с воздействием конкретными одорантами, на известные показатели каких-либо видов памяти.
Поэтому целью нашей работы было исследование объема кратковременной памяти у школьников при воздействии одорантами, характеризующимися противоположным действием на центральную нервную систему.
Наша рабочая гипотеза заключалась в том, что запахи влияют на объем кратковременной памяти человека, это влияние может быть противоположным и зависит от действия запаха на центральную нервную систему в целом.
Структуру, состоящую из воспринимающей части (рецептора), проводниковой части (нерва) и анализирующей части (КБП) И.П. Павлов назвал анализатором (7). Анализатор – это функциональная единица, отвечающая за восприятие и анализ сенсорной информации одного вида.
Каждая сенсорная система обладает специфичностью: она реагирует только на свои раздражители. Сенсорные системы дополняют друг друга, и все вместе дают полные сведения о предмете.
Сенсорные системы состоят из трёх отделов:
1. Периферический отдел воспринимает раздражение, представлен рецептором.
2. Проводящий, средний, отдел, по которому движется нервный импульс, представлен нервами и проводящими путями центральной нервной системы.
3. Анализирующий (центральный) отдел осуществляет анализ и синтез воспринятого ощущения и представлен участком коры полушарий большого мозга (корковый отдел).
Органы обоняния и вкуса – это органы, отвечающие за химическое чувство, т.е. это органы, которые воспринимают молекулы вещества. Орган вкуса и орган обоняния сильно взаимосвязаны (6).
Химические вещества, распространяемые в виде пара, газа, пыли и пр. попадают в полость носа, где взаимодействуют с соответствующими рецепторами (5). У человека обоняние развито относительно плохо по сравнению с другими млекопитающими. Но у животных обонятельный анализатор играет значительную роль в восприятии внешнего мира, в отличие от человека (16).
Обонятельный анализатор представлен обонятельными рецепторами, находящимися в слизистой оболочке носа. По обонятельному нерву сигнал от рецепторов поступает в обонятельную зону коры головного мозга (17). Обонятельный импульс доходит до мозга намного быстрее, чем болевой (18).
Площадь обонятельного анализатора у человека равна четырем-пяти квадратным сантиметрам, это сто миллионов обонятельных клеток (19).
Первым центром восприятия запахов в головном мозге является обонятельная луковица, нервные клетки которой способны регенерировать на протяжении всей жизни. Период жизни одного обонятельного нейрона – 60 дней (26).
Память – это способность к воспроизведению прошлого индивидуального опыта; одно из основных свойств нервной системы, выражающееся в способности длительно хранить информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма и многократно вводить её в сферу сознания и поведения (1). «Человек без памяти остался бы вечно в положении новорожденного», считал физиолог И.М. Сеченов.
Существует огромное количество различных видов и типов памяти. Основные виды можно классифицировать по нескольким основаниям:
1. По характеру психической активности
2. По характеру целей деятельности
3. По продолжительности сохранения материала.
Классификация видов памяти по характеру психической активности была впервые предложена П.П. Блонским (24). Двигательная (моторная) память проявляется в запоминании и воспроизведении движений. Она лежит в основе выработки и формирования двигательных навыков. Люди с развитой двигательной памятью лучше усваивают материал не на слух или при чтении, а при переписывании текста. Это один из способов выработки грамотности.
Установлено, что мысленное представление какого-либо движения всегда сопровождается едва заметными, (идиомоторными) движениями соответствующих мышц (4). Эмоциональная (аффективная) память – это память на чувства. Главная задача: запоминание и воспроизведение чувств совместно с вызывающими их объектами. Эмоциональная память играет чрезвычайно важную роль в обучении (4).
Образная память – это процесс запоминания образов, которые были сформированы на основании материала сенсорных систем. Зависимости от типа анализатора, воспринимающего информацию, образная память делится на зрительную, слуховую, вкусовую, обонятельную, тактильную. Зрительная и слуховая память наиболее отчетливо проявляется у всех людей, а развитие осязательной, обонятельной и вкусовой памяти связано преимущественно с различными видами профессиональной деятельности (например, у дегустаторов пищевой промышленности, специалистов парфюмерного производства) или наблюдается у людей, лишённых зрения и слуха.
Словесно-логическая (семантическая) память выражается в запоминании и воспроизведении наших мыслей. Мы запоминаем и воспроизводим мысли, возникшие у нас в процессе обдумывания, размышления. Особенностью данного вида памяти является то, что мысли не существуют без языка, поэтому память на них и называется не просто логической, а словесно-логической.
Если материал вообще не подвергается смысловой обработке, то буквальное заучивание его оказывается уже не логическим, а механическим запоминанием. Словесно-логическая память – свойственная только человеку форма памяти. Этот вид памяти непосредственно связан с обучением (4). При классификации по характеру целей деятельности память делится на произвольную и непроизвольную.
Произвольная (преднамеренная) память характеризуется конкретной целью и задачей усвоить и воспроизвести материал, используя те или иные приёмы. Непроизвольная память характеризуется тем, что запоминание и воспроизведение происходит автоматически и без особых усилий со стороны человека, без постановки им перед собой специальной мнемической задачи (на запоминание, узнавание, сохранение или воспроизведение) (9).
Существует также деление памяти на кратковременную, долговременную и оперативную (классификация по продолжительности сохранения материала).
Кратковременная память – это память, рассчитанная на хранение информации в течение небольшого промежутка времени, от нескольких секунд, до тех пор, пока содержащаяся в ней информация не будет использована или переведена в долговременную память (8). Объем кратковременной памяти у взрослого человека составляет 7 ± 2 единицы информации.
Оперативная память – это память, рассчитанная на хранение информации в течение определенного, заранее заданного срока, в диапазоне от нескольких секунд до нескольких дней. Этот вид памяти по длительности хранения информации и своим свойствам занимает промежуточное положение между кратковременной и долговременной (11).
Из всех систем памяти наиболее важной и наиболее сложной является долговременная память. Долговременная память – это память, рассчитанная на длительное хранение и многократное воспроизведение информации при условии ее сохранения. Вся информация в значительной степени находится за пределами нашего сознания, но в случае необходимости может быть извлечена для использования и помещена в рабочую память.
Группе ученых удалось выяснить, каким образом у людей образуется ассоциативная память на запахи. Во время исследований, учеными была обнаружена группа нейронов, которая связывают одну из областей человеческого мозга, ответственную за обоняние, с областями, в которых осуществляется процесс формирования памяти. А также с областями, которые контролируют процессы сознания и мышления. Подобная взаимосвязь между различными зонами головного мозга способствует запоминанию обонятельной информации, что в дальнейшем позволяет узнать запах и вспомнить событие или человека, непосредственно связанное с ним.
В таком процессе основную роль играют гранулярные клетки коры головного мозга. Они обеспечивают процесс синтеза обонятельной и прочей сенсорной информации в единый образ, представляющий собой полноценное воспоминание в мозге человека. При этом гранулярные клетки отфильтровывают жизненно важную информацию от второстепенной (10).
Влияние обонятельных стимулов на память и эмоции, жизнь человека
Запах проявляется способностью раздражать рецепторы обонятельного анализатора. Он состоит из молекул, состоящих из различных химических веществ. Молекулы запаха проникают в слизистую оболочку носа при вдыхании через нос или рот. Обонятельный эпителий покрыт слоем слизи толщиной около 20 микрон. В верхней части обонятельной клетки находятся аксоны, которые передают информацию дальше в головной мозг. Раздражение от обонятельного анализатора напрямую поступает в кору больших полушарий головного мозга, где формируется осознанное ощущение запаха. На нижнем конце нервной клетки располагаются белки-рецепторы. За первичную переработку электрического сигнала отвечает обонятельная луковица. Из нее информация поступает в лимбическую систему, где рождается эмоциональная и мотивационная реакция на полученный обонятельный сигнал. Эти участки отвечают за сложные процессы мышления (13).
Запах является самым сильным чувством, привязанным к памяти. Компания «Cosmetic Executive Women» (Париж) совместно с международной компанией «International Flavours and Fragrances» провели эксперимент. Они создали более полутораста различных ароматов (шоколада, мокрого асфальта, леса и др.), а затем подключили к сотрудничеству медперсонал клиники, в которой находились пациенты с поражением головного мозга (амнезия, кома).
У окружения пациентов команда узнавала, какие предпочтения были у этих людей до несчастного случая.
Получив ответы на многочисленные вопросы, исследователи давали пациентам ощутить тот или иной аромат. В конце эксперимента больные начинали вспоминать картины из жизни до попадания в больницу. Ученые доказали, что ничего так не связано с памятью, как запах. «Память воскрешает все, кроме запахов, но зато ничто так полно не воскрешает прошлого, как запах, когда-то связанный с ним», – писал Набоков.
Некоторые пахучие вещества (ванилин, валерьяновая кислота) вызывают чисто обонятельные ощущения. Другие пахучие вещества вызывают наряду с обонятельными ощущениями также и температурные, тактильные, болевые и вкусовые ощущения (напр., хлороформ – сладкий вкус, ментол и камфора – холод и др.).
«Запахи управляют ассоциативным мышлением у людей с чувствительной сигнальной нервной системой», писал известный физиолог И.П. Павлов.
Каждый из нас по-своему реагирует на разные ароматы. Запахи, эмоции, настроения, кратковременная и долговременная память – все это хранится в лимбическом отделе нашего головного мозга, известном также как «мозг внутри мозга». Лимбическая система представляет собой функциональное объединение структур мозга, участвующих в организации эмоционально-мотивационного поведения (20).
Доказано, что ароматические вещества – компоненты эфирных масел воздействуют именно на лимбическую систему как структуру, напрямую связанную с обонятельной системой.
Лимбическая же система в ответ на воздействие запахов обеспечивает правильную саморегуляцию на всех уровнях и во всех системах организма.
В 2004 году американские ученые Линда Бак и Ричард Аксель получили Нобелевскую премию за исследования «Обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния» (21).
Главным источником правдоподобной информации в наши дни в изучении ароматов считается нейровизуализация, позволяющая увидеть с помощью томографии на экране компьютера «карту активности» различных участков мозга.
Например, благодаря томографии ученые узнали, что лаванда вызывает значительную активность в нескольких частях головного мозга, например гиппокампе (отвечает за формирование эмоций), таламусе (получение информации от органов чувств) и гипоталамусе (он регулирует нейроэндокринную деятельность мозга и гомеостаз – саморегуляцию организма). При этом в постцентральной извилине, которая отвечает за осязательную чувствительность и управление движением конечностей, наблюдалось снижение активности – что позволяет утверждать, что лаванду можно использовать в борьбе с эпилептическими припадками, которые могут быть следствием нарушения функционирования этой самой извилины.
Благодаря той же томографии исследователи также выяснили, почему лаванда оказывает успокоительное действие. Это происходит из-за того, что вещества, входящие в состав ее эфирного масла, понижают активность симпатической нервной системы, которая активизируется в стрессовых ситуациях.
Безусловно, роль запахов в жизни человека необыкновенно огромна. Исследования в области ароматерапии активно продолжаются. В XXI веке уже известны такие науки как ольфактоника, аромакология, ароматерапия, которые изучают свойства запахов и их влияние на человека.
Ольфактоника – наука о влиянии запахов на мозг.
Аромакология – наука, изучающая влияние запахов на психофизическое состояние человека.
Ароматерапия – одна из наиболее древних отраслей медицины, которая предусматривает лечение натуральными, природными эфирными маслами. Основы ароматотерапии были заложены в Древних цивилизациях Индии, Китая и странах средиземноморья около пятисот лет назад. На протяжении многих веков натуральные эфирные масла использовались не только как препараты, повышающие эстетические чувства и настроение, но и как средства, оказывающие лечебное действие. Термин «ароматерапия», или «ароматотерапия» появился в 1904 году во Франции в лаборатории химика Рене Мариса Гатнинфоса после успешного лечения ожога при помощи эфирного масла лаванды (12).
Эфирные масла – летучие жидкости сложного состава, вырабатываемые растениями и обусловливающие их запах. Главные компоненты эфирных масел – терпены (15). Терпены – это класс углеводородов, стимулирующий выработку нейромедиатора ацетилхолина. Ацетилхолин – это основной медиатор парасимпатической нервной системы, осуществляющий нервно-мышечную передачу. Его можно считать самым важным нейромедиатором, участвующим в процессе запоминания информации.
В настоящее время известно более двух тысяч эфиромасличных растений (эфироносы). Содержание эфирных масел в них зависит от ряда причин и колеблется от 0,1 до 4 %.
Все эфирные масла по воздействию на нервную систему можно разделить на стимуляторы, адаптогены и седативные масла.
Адаптогены повышают способность организма приспосабливаться к внешним условиям. Стимуляторы возбуждают нервную систему, стимулируя активность головного мозга. Седативные масла – действуют успокаивающе и расслабляюще. Например, в состав эфирных масел бергамота, лимона и пихты сибирской входят определенные терпены – пинен, линолилацетат и камфен.
Эссенция – концентрированный раствор какого-нибудь вещества (от лат. essentia – сущность), который при употреблении разбавляется (3).
Экспериментальная работа проводилась с учащимися 9 класса, в количестве 25 человек: 5 мальчиков и 20 девочек, возрастом 14-15 лет.
Для определения объема кратковременной память использовалась методика «Память на числа» (23). Оценка кратковременной памяти производится по количеству правильно воспроизведенных чисел. Норма для учащихся старших классов – 7 и выше. Задание заключалось в том, что испытуемым демонстрировалась в течение 20 секунд таблица с двенадцатью двухзначными числами, которые нужно было запомнить и после того, как таблица убрана, записать на бланке. Все тестирования проводились в первой половине учебного дня, в маленьких группах по 5 человек. Всего было проведено по шесть тестирований с каждым из участников эксперимента. Каждый из участников тестировался раз в неделю. Для оценки стабильности объемов кратковременной памяти четыре из шести измерений были фоновыми, т.е. проводились без предъявления одорантов. Три из них проводились вначале эксперимента, затем была проведена проба с предъявлением запаха розмарина, через неделю – опять без запаха, и последней пробой было определение кратковременной памяти на фоне действия запаха ромашки.
Запахи розмарина и ромашки были выбраны нами, поскольку, по литературным данным, они обладают противоположным действием. Запах розмарина представляется в литературе как обладающий возбуждающим действием (2), а ромашки – успокаивающим (14). Эти запахи предъявлялись испытуемым в небольшом помещении в виде эфирных масел, помещенных в арома-лампу. При определении объема кратковременной памяти на фоне действия одорантов испытуемые располагались на одинаковом расстоянии от нее, само тестирование начиналось не менее чем через минуту после появления их в помещении с запахом, само тестирование длилось около трех минут.
Оценка достоверности отличий проводилась по t-критерию Стьюдента для зависимых (в случае сравнения показателей одной группы испытуемых) или независимых переменных (в случае сравнения показателей двух групп испытуемых между собой).
Исходные показатели значений объема кратковременной памяти по группе испытуемых колебались от 4 до 9, со средним по всей группе для всех четырех проб 5,9. У каждого из испытуемых в фоновых пробах объем кратковременной памяти мог быть или стабильным, или изменялся в пределах двух единиц. Из чего мы можем сделать заключение, что объем кратковременной памяти каждого человека можно характеризовать определенным диапазоном, значение одного измерения, по-видимому лабильно и зависит от многих причин. Поэтому мы усредняли для каждого человека объем кратковременной памяти по четырем фоновым пробам и полученное значение сравнивали со значениями при воздействии одорантов.
Анализ результатов по всей группе показал, что среднее значение объема кратковременной памяти увеличивается на фоне действия одорантов. При воздействии запахом розмарина среднее значение по группе возрастало до 7,2. Это возрастание статистически достоверно (p = 0,00047). При воздействии запахом ромашки среднее значение по группе составляло 7, с уровнем достоверности 0,01 (рис. 1).
Хотелось бы отметить отсутствие заметных отличий между влиянием двух разных одорантов на объем кратковременной памяти по всей группе испытуемых. Для того, чтобы выяснить, существуют ли различия в действии одорантов в отдельных случаях, мы качественно проанализировали изменения объема кратковременной памяти у каждого человека индивидуально. Испытуемых, демонстрирующих сходную динамику реакции, мы объединили в четыре неравные по количеству участников группы.
Рис. 1. Средние значения объема кратковременной памяти по всей группе (25 человек) в фоне и при воздействии одорантов. Звездочками отмечены значения, достоверно отличающиеся от фоновых
Рис. 2. Средние значения объемов кратковременной памяти в фоне и при воздействии одорантов в разных группах испытуемых. Красными звездочками помечены достоверные отличия от своего фона, синими – друг от друга. Прозрачным отмечены группы, которые не подвергались статистическому анализу
В первую группу вошло девять испытуемых. Эта группа характеризуется значимым возрастанием среднего объема кратковременной памяти при действии запаха розмарина (с 5,6 в фоне до 7,6), с уровнем достоверности 0,001. При этом изменения объема кратковременной памяти на фоне воздействия запаха ромашки не происходит, у этих испытуемых он остается неизменным – 5,6 (рис. 2).
Во вторую группу мы объединили 10 испытуемых, которые демонстрируют повышение среднего объема памяти при действии запаха розмарина (с 5,9 до 6,9), не достигающего уровня достоверности. Эта группа испытуемых показывает значимое увеличение объема кратковременной памяти при воздействии запаха ромашки (с5,9 до 8,6), с уровнем достоверности 0,00037 (рис. 2). Эта реакция так же статистически значимо отличается от реакции на запах ромашки в первой группе (рис. 2).
В третью группу попали четверо испытуемых, которые одинаково значительно увеличивали средний объем кратковременной памяти при действии обоих одорантов (с 7 до 8,5) (рис. 2). Данные этой группы отдельно статистическому анализу не подвергались, из-за малочисленности выборки.
И, наконец, в четвертой группе оказались двое испытуемых, у которых наблюдалось снижение объема кратковременной памяти при действии одорантов. В фоне среднее у них было – 5,4, при действии розмарина – 4,5 и при действии ромашки 2,5. (рис. 2). Данные этой группы так же не подвергались статистическому анализу.
Таким образом, исходя из наших результатов можно заключить, что объем кратковременной памяти человека изменяется в запаховой среде. В большинстве случаев воздействие одорантов приводит к увеличению объема кратковременной памяти. Предполагаемое противоположное действие на центральную нервную систему применяемых нами запахов в виде возбуждающего (розмарин) или тормозящего (ромашка) действия, не оказывает влияния на этот эффект. Однако работа механизмов кратковременной памяти у различных испытуемых избирательно чувствительна к запахам. Среди наших испытуемых есть люди, больше реагирующие на запах розмарина, или ромашки, есть люди одинаково чувствительные к обоим запахам, и есть такие люди, которые снижают объем кратковременной памяти на фоне действия запахов.
Рис. 3. Усредненная субъективная оценка интенсивности запахов по группам испытуемых
Одной из возможных причин индивидуальных особенностей реагирования на запах может быть различная чувствительность людей к запахам. Мы предъявляли заведомо надпороговый обонятельный стимул (он должен был явственно ощущаться нашими испытуемыми). Для представления о том насколько индивидуально интенсивным является обонятельный стимул, мы предлагали испытуемым оценить силу запаха по трехступенчатой шкале: слабый-средний-сильный. Затем мы перевели их оценки в баллы и вычислили средние по группам испытуемых. На рис. 3 представлена диаграмма оценки интенсивности запахов вышеописанными группами испытуемых.
Из рис. 3 видно, что практически все группы испытуемых оценивали интенсивность запахов между «слабой» и «средней». Интенсивность запаха ромашки воспринималась как более сильная. Оценки испытуемых группы 1 и группы 2 не отличаются друг от друга и от обще групповой оценки.
Следовательно, разница во влиянии двух запахов на объем кратковременной памяти в этих двух группах испытуемых не может определятся разницей в интенсивности их действия как сенсорного стимула. Качественно это заключение подтверждается и оценкой интенсивности запаховых стимулов испытуемыми третьей группы, которые имеют значимую разность в ощущениях силы запахов, но одинаковое действие одорантов на объем кратковременной памяти.
Таким образом, из наших результатов можно заключить, что предъявление запахов в большинстве случаев увеличивает объем кратковременной памяти человека. В гораздо меньшем количестве случаев объем может уменьшаться в этих условиях. И тот и другой эффект не зависят от общепризнанного возбуждающего или тормозного воздействия конкретного одоранта на центральную нервную систему.
Индивидуальность действия применяемых нами одорантов проявлялась в количественной разнице влияния на объем кратковременной памяти у разных испытуемых. При этом различий в восприятии испытуемыми интенсивности воздействия двух одорантов не наблюдалось, что свидетельствует об отсутствии влияния на наблюдаемые нами явления разной чувствительности обонятельной сенсорной системы испытуемых.
В дальнейшем мы планируем изучать возможную функциональную структуру воздействия запахов на память человека с целью совершенствования направленности методов арома-коррекции.
В заключении автор благодарит классного руководителя Шетухину Ольгу Геннадиевну за поддержку в организации исследования. И выражает признательность всем одноклассникам, участвующим в исследованиях.