Чувства животных и человека

Глава 1 «Пять чувств» и еще несколько

Мы познаем мир с помощью многих чувств, а не только слуха, зрения, обоняния и — при непосредственном контакте — осязания и вкуса. Аристотель выделил эти пять чувств и дал схему, которой следовали более двух тысяч лет. Как и другие ученые до него, Аристотель питал пристрастие к маленьким числам. Пять чувств вписывались в этот магический ряд: одна истина, два пола, три грации, четыре темперамента. Сегодня эта цепочка продолжается. Каждый ирландец назовет вам шесть графств; мы говорим о семи чудесах света, восьми нотах в октаве, девяти жизнях у кошки. Такие числа очень удобны, даже если они слишком упрощают дело.

Осязание кажется нам простым чувством. Оно рассказывает в темноте о наличии камня и об его форме, но не о том, что он холодный. Наша кожа содержит особые нервные окончания, которые информируют мозг о том, получает наше тело тепло или теряет его. Ночью мы отдаем тепло камню, но если перед этим подержать пальцы в ледяной воде, то камень будет теплее пальцев и тепло сообщится коже, которая передаст нам, что камень, к которому мы прикоснулись, — «теплый». Однако мозг приходит в замешательство, когда кожа теплой руки сообщает ему о том, что камень на ощупь холодный, а кожа другой, охлажденной — что тот же камень теплый. Какой же руке верить?

Кожа извещает нас о том, сух или влажен воздух, просто ли сырая поверхность или она к тому же липкая и скользкая. Так как вода оказывает на палец легкое давление, можно почувствовать, насколько глубоко мы опустили палец в воду, нагретую до температуры нашего тела, независимо от того, надета ли на руку резиновая перчатка, хотя в этом случае вода непосредственно не соприкасается с кожей. Многие животные, кожа которых обладает высокой чувствительностью, по-видимому, способны таким путем узнать еще больше об окружающем их мире. Часто они познают его, даже не прибегая к пяти чувствам, о которых знал еще Аристотель.

Первое чувство, которое было измерено учеными количественно, не входило в знаменитую пятерку. Сто лет назад Эрнст Вебер проверил на себе, а потом на других испытуемых способность человека определить более тяжелый из двух предметов, которые он держит в правой и левой руке. Он установил, что эта чувствительность относительна, а не абсолютна.

Большинство людей могло определить, что предмет весом в 82 грамма тяжелее предмета весом в 80 граммов, что 4,1 фунта больше четырех фунтов или что 41 фунт больше сорока. Любую меньшую разницу в весе ощутить было невозможно. Для всех органов чувств, исследованных со времен Вебера, эта едва различимая разница выражается в таких же соотношениях. Разница приблизительно в 2 % — наименьшее, что может воспринять наша нервная система. Это мера нашего чувства контраста.

Иногда, говоря о своем настроении, мы употребляем выражение «to be under the weather»^[2], и не сознавая, что это может быть так на самом деле. В Европе недавно обнаружили, что при перемене погоды, когда барометр падал и показывал приближение грозы, снижался тонус умственной активности рабочих и увеличивалось количество ошибок и число несчастных случаев. До сих пор еще никто не установил, где именно в человеческом организме «обитает» это чувство погоды. Может быть, и прав человек, который утверждает, что умеет предсказывать дождливую погоду по боли в ампутированной ноге.

Во внутреннем ухе находятся органы равновесия, которые не имеют никакого отношения к слуху и никак не связаны с обонянием, зрением, осязанием и вкусом. Однако когда наше тело находится в необычном положении или совершает непривычные движения, эти органы возбуждаются, и таким образом возникает ощущение тошноты и головокружения в самолете, морская болезнь, плохое самочувствие в машине; причем все эти неприятности усиливаются зрительными и обонятельными раздражителями. И даже самый тренированный и волевой человек не может переносить длительного возбуждения органов равновесия. Никто не способен проявлять иммунитет к «транспортной» болезни, если подвергнуть раздражению механизмы внутреннего уха. Поэтому-то будущие космонавты и должны ежедневно тренироваться, чтобы научиться управлять положением своего тела в состоянии невесомости во время космических полетов.

По-видимому, некоторые люди и почти все животные обладают чувством направления, никак не связанным с обычными ощущениями. Женщины часто относят это к проявлению своей исключительной женской интуиции. А может быть, и каждый обладает такими способностями. Однако большинство из нас приходит в полнейшее замешательство при любой попытке получить компасную информацию из неосознанного источника. Мало кто может управлять мышцами, которые двигают нашими ушами, хотя это вовсе не значит, что не существует соответствующих мышц или нервных связей с ними. Только тогда, когда животное не может при ориентировке использовать привычные сигналы, его мозг прибегает к помощи этих таинственных чувств, которые все-таки лучше, чем ничего.

Много лет назад ученые нашли очень простой способ продемонстрировать одно из таких таинственных чувств на обычной лягушке. Если поместить здоровую лягушку в наблюдательную камеру длиной и шириной примерно 60 сантиметров и пропускать свет только с одной стороны, лягушка повернет голову к окошку, а возможно, и прыгнет к нему. Если это окошко закрыть, а на противоположной стороне открыть, лягушка повернется и снова может прыгнуть к источнику лучистой энергии. «Еще бы, — скажем мы, — лягушка видит свет. Ведь у нее же большие глаза».

Чтобы реагировать таким образом, лягушке вовсе не нужны ни глаза, ни большая часть мозга. Любой может сделать легкую хирургическую операцию — удалить ей эти органы. В отличие от человека лягушка проживет несколько недель после операции, хотя есть не сможет, а дышать будет только через влажную кожу. Когда такую лягушку помещают в экспериментальную камеру, в которую свет проникает только с одной стороны, животное поворачивает голову к открытому окошечку, даже если стеклянный экран будет препятствовать потоку воздуха, входящему в камеру вместе со светом. Лягушка снова может прыгнуть или поползти по направлению к этому раздражителю. Если окошечко закрыть, а открыть другое, расположенное на противоположной стенке, лягушка уловит эту перемену и повернется кругом. Вся ее кожа чувствительна к свету. А может ли слепой человек подобным же образом использовать свою кожу? По-видимому, может, и это оказалось бы намного полезнее, чем научиться двигать ушами.

Сейчас, как никогда раньше, зоолог и инженер работают плечом к плечу; они вместе исследуют животный мир, чтобы использовать полученные данные для нужд человека. Можно сказать, что в своих исследованиях они как бы спускаются на несколько ступеней вниз по эволюционной лестнице животного царства, пытаясь извлечь пользу из опыта, накопленного всеми другими представителями животного мира. Фактически все современные животные имеют примерно такую же длинную родословную, как и человек. Вероятно, в течение миллиарда лет эти многочисленные родословные линии расходились. Естественный отбор постоянно направлял наследственную изменчивость каждого вида по пути адаптации. Именно поэтому многие исходные типы животных избежали вымирания, несмотря на изменения в окружающей среде. Наблюдаемые нами сегодня приспособления, накопленные тысячами поколений, отражают, как в зеркале, длинную историю успешной борьбы за существование животных каждой отдельной родословной линии.

Новые исследования помогают ответить и на другой вопрос, по поводу которого в течение многих лет ученые не могли прийти к единому мнению. Имеют ли животные чувства, которых нет у человека, или чувства животных отличаются от наших только степенью своего развития? Если существуют такие чувства, которые есть у животных, но которых нет у людей, то человек сможет путем технических имитаций расширить свой сенсорный мир и в этих направлениях. Все, что мы выиграем от подобных имитационных устройств, можно будет считать успехом, который поможет расширить сферу наших основных внешних чувств и еще больше увеличить поток информации, направляющейся в мозг человека.

Наши знаменитые пять чувств так поглощают нас, что мы невольно не замечаем других путей, передающих информацию мозгу. Работа нашей центральной нервной системы исключительно эффективна. Головной и спинной мозг четко и слаженно управляют бесчисленными органами чувств, регулирующими внутренние процессы организма, «прислушиваясь» почти к каждому органу, причем все это происходит без участия нашего сознания. Находящиеся в самом мозгу чувствительные центры реагируют на малейшие изменения температуры крови, превращая организм в настоящий термостат, который поддерживает температуру на одном и том же уровне. Эти рецепторы посылают центральной нервной системе кодированные сигналы, которые обеспечивают автоматические изменения скорости теплопродукции и теплоотдачи. Другие центры мозга следят за содержанием углекислого газа в крови и соответственно регулируют наши дыхательные движения. Чувствительные нервные окончания, расположенные в стенках пищеварительного тракта, в сердце и кровеносных сосудах, представляют собой механизмы, без участия сознания контролирующие передвижение пищи в процессе пищеварения, а также движение крови, переносящей свой удивительный груз: продукты питания, продукты распада, гормоны, участвующие в дыхании газы и агенты, защищающие нас от болезней.

То, что мы ощущаем себя постоянными обладателями пяти чувств, само по себе замечательно. Деятельность огромного большинства животных почти полностью основывается на автоматических реакциях: на рефлексах и инстинктах. Они в свою очередь зависят от нервных путей, связывающих мышцы и железы с глазами и ушами, органами вкуса и обоняния, а также с поверхностями, чувствительными к прикосновению. Стоит кошке услышать собачий лай, даже записанный на пленку, как она обязательно прореагирует на него. Если собаки не видно, кошка может не сдвинуться с места. Однако подушечки ее лап становятся потными и достаточно влажными, чтобы замкнуть электрическую цепь, когда кошку ставят на площадку в специальном станке, предназначенном для психологических тестов, — и тут звенит звонок! Для кошки этот звонок ничего не означает, экспериментатору же он показывает, что на лай невидимой собаки кошка отвечает автоматической реакцией.

Почешите бок собаки, и вы увидите, что она поднимет заднюю лапу, как бы помогая вам. Потрите затылок попугая в том месте, где прикрепляется нижняя челюсть, и птица начнет непроизвольно зевать. Если бы человек был первым существом, которое увидел вылупившийся из яйца утенок, то у этого птенца навсегда «запечатлелся» бы его образ, и он был бы убежден, что является не утенком, а человеком.

Один из наших попугаев budgerigars оставался совершенно равнодушным к своим собратьям. Он не хотел ни летать с ними, ни вообще находиться поблизости от них. Но с любым другом-человеком он охотно чесался носами; при этом у попугая на головке распушались перья, подобно зеленым сережкам, и от волнения сужались зрачки. Ему гораздо больше нравилось слизывать с ложки молоко, чем клевать зерно. И мы не могли съесть в его присутствии яблока, не дав и ему кусочка, иначе он начинал выделывать в клетке свои акробатические номера и обрушивал на нас целый каскад болтовни, стараясь привлечь внимание. А если попугая выпускали из клетки, он целый день просиживал у нас на плечах!

Некоторые из наших собственных реакций не всегда являются необходимыми. Как часто мы сдерживаем себя, чтобы не пригнуться, когда тоненькие кончики нижних веток готовы ударить по ветровому стеклу автомобиля, проезжающего под деревом. Мы можем заставить себя сидеть прямо, но не можем не моргнуть в момент прикосновения ветки к стеклу. Или, например, в больнице мы сидим на столе, свесив ноги, и видим, что врач собирается слегка ударить по коленной чашечке резиновым молоточком. Наша нога непроизвольно подпрыгивает. Мы знаем, что сейчас последует удар, и рефлекс ни для кого, кроме врача, не имеет смысла. Нервная система обеспечивает пути, благодаря которым этот раздражитель приводит к быстрой реакции.

Внешними проявлениями мы отвечаем также на внутренние сигналы гормонов и позывы голода. Чем голодней крыса, тем быстрее бегает она в барабане; точно так же слушающая лекцию аудитория начинает непроизвольно шаркать ногами и ерзать, по мере того как приближается время еды.

Все животные обычно окружены морем стимулов, к которым они чувствительны. Однако большинство живых организмов реагирует только на те из них, которые непосредственно связаны с ощущениями, одновременно возникающими в организме. Голод, жажда, готовность к спариванию или какое-либо другое внутреннее влечение могут побудить животное к передвижениям. Эти движения будут бессмысленными, пока какой-нибудь внешний стимул не задаст им направления. Такими стимулами могут быть и сочная зелень травы для голодного скитальца, и блестящая поверхность пруда, и сверкающая капля росы, и появление самки. Все они активизируют и вводят в действие определенные силы организма, при помощи которых реализуются внутренние влечения; эти силы указывают направление действия и приносят желаемые результаты.

Слишком редко, однако, хватает у нас терпения проследить до конца, до полного завершения, за всеми ухищрениями птицы или насекомого при ухаживании в брачный период. Мы прекращаем наши наблюдения, тогда как полный энтузиазма самец трудится вовсю, потому что самка, за которой он ухаживает, продолжает спокойно есть или охорашиваться, не обращая на него никакого внимания. Ухаживания самца ничего не значат для нее до тех пор, пока в ней не созреют силы, направленные на воспроизведение потомства. И только тогда, но не раньше призывные сигналы самца достигнут цели.

Искусные ухищрения самца могут и не вызвать никаких внешних проявлений чувств со стороны самки, свидетельствующих о том, что она их заметила. Однако ее нервная система может прореагировать; железы начнут выделять в кровь гормоны, и тем самым косвенно ускорится созревание яиц. Самка голубя отложит яйца, только если услышит воркование своего супруга. Взрослая самка крысы становится готовой к спариванию вскоре после того, как ее поместят в клетку, от стен и потолка которой исходит возбуждающий запах самцов, ранее находившихся в клетке.

Когда яйца самки созрели, мозг ее получает новые сигналы от органов размножения. До тех пор пока этого не случится, самка вряд ли ответит самцу. Она может даже оттолкнуть его, как бы раздраженная настойчивыми ухаживаниями. Именно это парадоксальное поведение вызвало к жизни такое определение женского рода, как «противоречивый» пол!

Время года также служит стимулом, на который невозможно получить немедленный внешний ответ. Мы говорим, что весна — это такое время, когда «мечты молодого человека легко (и почти непроизвольно) устремляются к противоположному полу». Специалисты по питанию приписывают частые июньские свадьбы витаминной недостаточности, которая развивается в зимние месяцы, когда свежие фрукты и овощи встречаются гораздо реже, чем летом и осенью. Однако теперь такая гипотеза подвергается сомнению. Ведь при этом остается непонятным, почему существуют сезонные различия на пастбище, где бок о бок пасутся дорсетские и шропшайрские овцы. Дорсетские овцы «выбрали» для спаривания весну, летом же они совершенно утрачивают свои любовные интересы. Шропшайрские овцы спариваются осенью, тогда же, когда олени и лоси. Пастухи полагаются на это различие во времени спаривания и, не опасаясь гибридизации, пасут оба стада вместе на одном пастбище, где овцы питаются одной и той же пищей.

Всякий раз, когда лето оказывается необычайно холодным и дождливым, дорсетские овцы, кажется, и не замечают, что весна уже прошла. С другой стороны, шропшайрских овец вводят в заблуждение ранние сумерки, серые утра и холодные ночи. Они начинают спариваться преждевременно, в июле вместо сентября. Так появляются гибриды; причем обе породы приносят потомство зимой и путают все расчеты овцеводов.

Дорсетские овцы готовят себя к материнству, когда дни стоят длинные, а ночи короткие, то есть весной. Шропшайрские реагируют на другое соотношение — укороченные дни и удлиненные ночи в период холодной осенней погоды. В обычные годы овцы настолько точно придерживаются расписания спаривания, что это нельзя считать просто плодом фантазии. Реакцию человека на весну сегодня можно гораздо более убедительно объяснить соотношением длительности дня и ночи, чем изменениями в пище. Нет оснований отрицать, что человек тоже чувствует постепенное изменение длительности ночи, столь характерное для разных времен года в средних широтах.

Наблюдая за другими представителями животного царства, мы начинаем понимать, что у человека есть огромный запас неиспользованных возможностей. Сосредоточивая свое внимание лишь на самой «выразительной» пятерке чувств, мы совершенно забываем о многих других. В то же время сравнение человека и животных неизбежно приводит к мысли об ограниченности каждого из этих чувств. Часть спектра, которую различающий цвета человек опознает как красную, не существует для сов и пчел. Однако пчела или бабочка могут увидеть на многих распустившихся цветах гораздо больше нас, потому что ультрафиолетовые лучи, которых мы не видим, представляют собой часть спектра, стимулирующую насекомых; по крайней мере пчела воспринимает их как отдельный цвет.

Значимость того или иного чувства для разных видов животных должна влиять на восприятие ими окружающей действительности. Так, мир собаки полон волнующих запахов, летучей мыши — значимых эхосигналов, ястреба — мозаики тонких, едва заметных деталей, по которым он способен различить движения мыши или кузнечика. Понять наших соседей — животных — почти невозможно, пока мы не познакомимся со всеми этими различиями.

Не все чувства помогают нам в равной степени. Несмотря на то что прикосновение любимого приносит настоящую радость, а приятный запах и вкус вызывают наслаждение, мы редко полагаемся на эти каналы контактной и химической чувствительности. Особенно значительны два чувства, что хорошо видно на знаменитом трио маленьких обезьянок, высеченных из слоновой кости и установленных на гробнице в Никко. Они совершенно невосприимчивы к прикосновениям, вкусовым раздражителям или запахам. Их настороженные позы вызваны только светом и звуками, действующими на те органы чувств, которые мы считаем самыми необходимыми для общения, навигации и дистанционного распознавания различных предметов.

Мы можем до некоторой степени воспитывать наши чувства, заставляя мозг напрягаться и сосредоточиваться, так как сигналы, которые он получает от органов чувств, сами по себе еще не приводят к пониманию мира. Лишь когда мозг сравнивает полученный сенсорный сигнал с прошлым опытом, наследованным или приобретенным, возникает что-то значимое. Именно так мы можем обострить наше восприятие жизни и умножить наслаждение ею.

Однако жизненный опыт не расширяет границы ощущений. Наши органы чувств всегда остаются лишь узкими оконцами, через которые мозг смотрит на мир. Чтобы выйти за эти пределы, нужно вооружить органы чувств специальными устройствами, с помощью которых мы сможем использовать свои врожденные способности при исследовании окружающего мира. Изобретение таких приборов стало важной задачей. С их помощью мы стремимся открыть явления окружающего мира, которые нам еще нужно познать, измерить и использовать.

За сотни лет до нас были изобретены бинокль и телескоп, с помощью которых мы сумели увидеть далекие предметы и обнаружить массу мельчайших деталей, ранее недоступных человеческому глазу. С изобретением микроскопы мы сначала проникли в миниатюрный мир, населенный невообразимыми живыми существами и бактериями, а затем — в царство гигантских молекул. За последние десятилетия границы зрения и слуха необычайно расширились благодаря применению радио, волны которого, подобно световым, свободно путешествуют за пределами земной атмосферы по необозримым просторам Вселенной. Сегодня мы уже не чувствуем себя так крепко привязанными к нашим врожденным чувствам, поскольку огромные достижения науки за последние пять поколений расширили наши горизонты. Чем лучше мы используем данные нам природой чувства, тем яснее видим, что для человека не существует никаких пределов.