Страница:
Если определять пол, то для этого нужно всего одно вещество, например мужское или женское. Его отсутствие будет говорить об обратном. То есть это разбиение всех образцов, которые пронюхивают, на классы, где классов мало. И самый трудный вариант, это индивидуальный запах. Известно, что каждая особь имеет свой неповторимый индивидуальный запах, который позволяет с помощью органа обоняния отличать её от любой другой. У людей это не так хорошо развито, а у собак это применяется в криминалистике. И очень легко дрессируют собак, например, дрессирует известный в нашей стране, в Москве, исследователь Клим Тимофеевич Сулимов, который около 30 лет готовил группу собак для распознавания индивидуума во ВНИИ МВД СССР, потом России, и сейчас в Шереметьево эти собаки работают. Было непонятно, как же можно классифицировать индивидуумов, когда число образцов, которые надо понюхать и число классов одно и то же. То есть каждый индивидуум свой. Это сложная проблема, когда по ДНК отличают индивидуума, и там есть свои математические методы. А химиков больше всего интересовало вот что: человек выделяет огромное количество веществ на любой своей поверхности, тысячи, десятки тысяч веществ. Какие-то из них, наверное, несут информации об индивидууме, его поле и прочее, но какого типа эти вещества, как их определять? Когда делается обычный газохроматографический анализ, то проводится анализ кислот, к которым мы пришли экспериментально следующим образом. Собаки, когда различают запах, то приблизительно на таком круге раскладываются 10 образцов индивидуального запаха – это матерчатая полосочка, которую нужно подержать под часами или на теле 20 минут. И достаточно их разложить и дать собаке понюхать, чтобы впоследствии она нашла этот образец.
Очень интересно, что при такой тренировке собак подкармливают. То есть её научают, исходя из любого участка вашего тела, находить вас по любому другому, то есть, понюхав ладонь, она может найти остатки волос, или отпечатки пальцев, или ещё что-нибудь. И вот когда вы знаете решение задачи и подкармливаете собаку за правильное решение, это один вариант. А когда вы сами не знаете решения, она проводит исследование, а вы должны её подкормить, и если она неправильно определила, а вы её подкормили, то вы собьёте её настрой. Так вот, Клим Тимофеевич Сулимов со своими коллегами придумал следующее – для меня это просто уникальный вариант. В этом круге, по которому собака ходит и где неизвестно, где что расположено, последний образец будет обязательно тот, который она запомнила. Если ничего она не нашла, она всё равно получит подкрепление на последнем образце. Это замечательное решение, потому что многие исследователи не верили собаке. Потому что чисто теоретически, когда она решает неизвестную задачу, а вы её подкармливаете, вы её можете сбить, и так действительно происходит. А система, которая разработана у нас с собаками, оказалась хорошей. И вот с этими людьми мне пришлось немножко поработать. Оказалось, что есть разные классы веществ, которые выделяет человек, и среди них есть кислоты. Не те легколетучие, вроде изовалериановой (это запах пота), а как раз кислоты, которые тяжёлые и мало летучие. Эта изовалериановая кислота, если использовать аналогию с животными, улетает в воздух, как птица, а вот тяжёлые, скорее, расползаются, как змеи, не улетают, их нужно собирать с поверхности.
Мы обнаружили, что, если я ваш источник запаха обработаю какими-то химикатами, которые кислоты блокируют, они перестают летучими быть, то есть собака вас не может найти. Я восстанавливаю она находит. Но это определённые типы собак.
А оказывается, что при условии, когда она не может по кислотам определять, её можно доучить, и она будет это делать по другим веществам. Это уже не то.
Вот про индивидуальный запах я, пожалуй, на этом закончу. Единственное добавлю, что задача, которая стоит сейчас перед технарями, это создать некое электронное устройство, некоторую искусственную систему, которая была бы аналогом носа.
А.Г. Причём не нашего, а собачьего, наверное.
Э.З. Лучше, конечно, собачьего, потому что мы проигрываем уже просто по внешним данным, я уже не говорю по внутренним. Но все попытки создания таких искусственных носов, которые были до сих пор… Это пишется по аналогии с электронной почтой: e-mail – «e-nose», то есть электронный нос. Так вот, это были скорее физико-химические попытки создать новый детектор. А собака реагирует на многие вещества одновременно, иначе говоря, это мгновенный анализ по многим веществам. А химический анализ проходит по одному веществу. Это совсем не то. И оказывается, что есть металлические поверхности, которые при присутствии в воздухе определённых веществ, меняют электрические свойства, и это можно фиксировать. Есть много вариантов, но они не соответствуют всё-таки носу. И у нас была попытка (статья опубликована) построить некие элементы обоняния, то есть построить систему, которая использовала бы элементы обоняния. Но это оказалась сложная система с некой плёнкой, которая пропускает некоторые вещества. Но главное в ней было то, что летучие и пахучие вещества переводили в кванты света, то есть мы занимались визуализацией запаха. Вот если я вам дам что-нибудь понюхать, вы не сможете по телевизору этот запах передать. Хотя были какие-то разговоры о том, что это можно сделать, но уверяю вас, это сделать нельзя.
А увидеть, оказывается, некоторые вещества можно. Главным разработчиком был не я, а мой коллега. Так вот, в темновой адаптации, когда пахучее вещество пролетает в системе, которую мы создали, оно вызывает кванты света, и некоторые вещества вы видите, а другие вы не видите. И оно может в виде букв, цифр фиксироваться. Это «odour visualisation», как мы назвали, «визуализация запаха». Это, действительно, увлекательная область.
Но наиболее интересны варианты с молекулой андростенона. Химикам это было бы очень понятно, это стероидная структура. Впервые это вещество было опубликовано в 42-м году уже лауреатом Нобелевской премии Прелогом. Он из семенников хряка, самца свиньи, выделил некое вонючее вещество, которое он описал таким образом: оно имеет запах, как будто в сосуде долго стояла моча. Так это было описано на немецком языке. Но потом статья была забыта. И в 50-е годы Паттерсон в Англии переоткрыл это вещество. Задача у него была такая: запах самцов свиньи имеет неприятный оттенок, из-за которого мясо приобретают нетоварный вид и не нравится женщинам. И нельзя ли узнать, что это такое, и что-то придумать. И обнаружилось, что этим запахом обладает подчелюстная железа, то есть не та слюна, которая течёт в рот, а некое густое, имеющее очень неприятный запах вещество. Он заново открыл это вещество, которое имеет сложное химическое название, но его просто называют «андростенон». Структурно он очень похож на мужской половой гармон, хотя отличается немножко. Но особенность заключается в том, что это вещество не имеет никаких гормональных свойств. А оказалось, что запах хряка, если дать его свинье в определённом состоянии, когда она готова к спариванию, у неё вызывает позу неподвижности. И вот тут было замечено, и был взят патент, что это вещество можно использовать для животноводства, при искусственном осеменении, чтобы выявлять тех свиней, которым можно делать искусственное осеменение.
Я впервые встретился с этим веществом на «круглом столе» в Швеции; один немец, Гюнтер Олоф, привёз аэрозоль с этим веществом. Он уже кое-что знал, и поэтому, когда остались одни мужчины, он им брызнул, говоря, что это вещество мужчины не чувствуют. Я в этот момент прекрасно своим носом пользовался. И когда он сказал «мужчины не чувствуют», я про себя ухмыльнулся, но действительно, мы ничего не чувствовали. В этот момент зашла женщина, она схватилась за нос, закрыла его, и у неё были просто испуганные глаза. Меня жутко заинтересовало вещество. Я выклянчил немножко у Олофа, и когда приехал к себе, мы тут же его синтезировали. И действительно, удивительно, это вещество мужчины на 80% не воспринимали, то есть они его просто не чувствовали.
Ответ одного моего коллеги был следующий. Я держал два пузырька, один из которых был пустой, а другой с этим веществом; потом дал ему понюхать пустой, спросил, чем пахнет, на что он ответил: «Ничем не пахнет». Когда я спросил, чем пахнет пузырёк с веществом, он ответил: «Ещё более ничем не пахнет». Такой вот замечательный ответ.
А женщины отпадали. Парфюмерша, которую я долго уговаривал, Алла Григорьевна Дельфер, интуитивно очень не хотела нюхать это вещество. Чтобы она не узнала этот запах, пузырёк был закрыт пробкой, я держал его в фольге, чтобы она не чувствовала. И когда я всё-таки настоял – мы в хороших отношениях были – она, даже не открывая, вот так поднесла его к себе. У неё навернулись слёзы на глазах и сел голос. «Ты что наделал?» – спросила она. То есть у неё сел голос.
Моя сотрудница начала стучать кулаками, когда понюхала. У неё была агрессивная реакция: «Надо предупреждать!» Но я предупредил, что вещество плохо пахнет. Это странное вещество, которое приписывается грязному телу, я дал понюхать барану. Вот это моя рука, и вот посмотрите, его реакция будет на следующем рисунке. Вот он понюхал, и вот, это «флемен» называется, то есть у него открывается пасть, он загибает губу и стоит с таким дурным видом, то есть чувствует это вещество. Это вещество хряка, которое, как оказалось, мы, люди, то есть, извиняюсь, мужчины выделяем тоже. И женщины знают, что мы его выделяем, потому что они нас отличают по нему.
Но странность заключалась в том, что женщинам это вещество не нравится, хотя они осознают, что это запах мужчины. Чисто биологически этого быть не должно же?
А.Г. Наоборот должно быть.
Э.З. Да, наоборот. И одна из наших коллег очень хорошо мне это объяснила. Один на один, но я поделился и делюсь теперь со всеми мужчинам или женщинами, чтобы понять, почему это такие разные ощущения. Она сказала, что это выглядит так, будто вас хватают сильной рукой за волосы, суют в таз с говном, простите, оно лезет вам в глаза, в рот и в нос и оказывается сладким. То есть это вот двойное такое восприятие.
А.Г. Кошмар.
Э.З. Когда мы это услышали, я сказал моей лучшей коллеге Варваре Сергеевне Васильевой, которая безукоризненно нюхает и у которой суровым лицо становилось при этом веществе: «Может быть, это сознательно так, а бессознательно ты будешь чувствовать его как хорошее вещество? Вот хорошо бы тебя в гипнозе или во сне об этом спросить».
Пока мы это обсуждали, американцы провели красивый эксперимент, я порадовался за них. Они взяли студенток психологического факультета, объявив им, что они должны будут нюхать вещества и что для этого нужно проверить, здоровы они все или нет. Всё это было подстроено: отобрали тех женщин, которые чувствовали этот запах крайне неприятным, их посадили к стоматологу, сказав, что при проверке оказалось, что у них у всех больные зубы, им придётся сверлить зубы. И вот эксперимент заключался в том, что когда они заходили в зубной кабинет, там стояло два кресла: одно было с этим отвратительным запахом мужчины, а второе либо чистое, либо там варьировался запах. И оказалось, что студентки, которые сосредоточены были на том, что сейчас будет больно, бессознательно садились всё-таки в то кресло, где был запах мужчины, как бы бессознательно ожидая подстраховки, защиты от мужчины. Вот такой эксперимент, который показал, что всё-таки, действительно, двойное такое восприятия этого запаха у женщин.
Мужчины иногда тоже чувствуют этот запах, но это никак не сказывается ни на чём. Но одна моя коллега, которая понюхала этот запах в присутствии женщин, которые отпадали от него, отмахивались, сжав зубы, сказала мне: «Мне стыдно, но мне этот запах нравится». Она честно призналась. То есть существует разное восприятие, и непонятно, как оно воспитывается. Обоняние в отличие от зрения и слуха имеет, в общем, очень большую разницу. Она заключается в том, что обонятельные клетки нам даны не на всю жизнь; это не судьба, а нервные клетки, которые не восстанавливаются, как мы знаем. Так вот, обонятельные клетки, как подтверждено уже лет 20, живут всего 40 дней, подобно тому, как мы отмечаем 40 дней смерти кого-то. И оказывается, что эти клетки не рождаются уже настроенными на какие-то вещества, не все, по крайней мере, клетки. Наверное, какие-то клетки могут настраиваться.
И вот я был, наверное, первый в мире, который, сначала не чувствовал запаха андростенона, а потом начал воспринимать его, хотя я его, по данным моих сотрудниц, не выделял. Некоторые мужчины, с их точки зрения, весной начинают пахнуть этим веществом, а некоторые всегда им пахнут. И работая больше месяца с этим веществом, я вдруг прозрел, я стал его воспринимать. Статью писать, основываясь на одном этом факте, на собственном опыте, нельзя, но это было очень интересно, и мой коллега доложил об этом во Франции, где просто не поверили этому. Ведь мы тогда знали, что клетки даются раз на всю жизнь, и ты умираешь с ними. Но американец Чак Вайсоки сделал независимое исследование и тоже обнаружил, работая с этим же веществом, что да, действительно, можно научить людей его воспринимать, и опубликовал статью, где статистически было подтверждено, что можно, что это не судьба, это я интерпретирую, говоря «это не судьба», если вы не чувствуете некоторые запахи, их можно научиться распознавать.
Очень интересно оказалось действие этого вещества на женщин. Оказалось, что часть женщин всё-таки не чувствует вещество, а часть чувствует. Теперь, если тем, которые его чувствуют, дать хотя бы один раз понюхать это вещество, то это влияет на их половую цикличность. И если пахнет этим веществом в определённую фазу, до овуляции, то цикл уменьшается. Если после овуляции – удлиняется. И мне захотелось поиграть в следующее. Вот те женщины, которые не чувствуют это вещество, а может быть, я смогу влиять на их цикличность? Тогда я бог для них, они не воспринимают это вещество, а я смогу влиять на их физиологию. Но вот оказалось – нет, природа сделала таким образом, что те, которые воспринимают это вещество, на их цикличность оно влияет, а на остальных нет. То есть это такая защитная реакция.
А вот что стало со мной, когда я стал ощущать это вещество я не скажу, что оно неприятное. Ну, оно тяжёлый какой-то запах имеет. Но когда я перестал работать с веществом, я перестал его чувствовать. А моя чувствительность возросла не просто там на 10%, а на три порядка, это по другим веществам.
Это вещество имеет уникальным запахом. Писали, что это особое вещество, и мы стали решать классическую задачу химии запахов. Зависимость запаха от строения. Эта проблема не решена просто никак, потому что в носу есть тысяча рецепторов, они воспринимают разные вещества с разной чувствительностью, и, какое вещество ни возьми, люди по-разному его воспринимают, то есть это бесконечная, нерешаемая задача. Так оно и получилось.
Но химически многие вещества имеют свободное вращение. Если я разорву эту цепь, как в природе и происходит, то вещество получается нефиксированым. А судьба подкидывает химикам вот такую жёсткую структуру, которая не имеет никаких изомеров, конформеров, ничего такого, вот только оно одно. И мне показалось, что здесь, наверное, можно попробовать решить эту сложную задачу: как зависит запах от строения. И мой вопрос как химика был такой: «Ну что, все 42 атома нужны для того, чтобы у меня возникло ощущение запаха? Или не все?»
И мы делали следующим образом. Какие-то должны быть лишние атомы. Вот мы оборвали эту часть. И создали несколько молекул, где главными оказались 2 цикла, первый и второй, а этот цикл не существовал. И оказалось, что да, всё равно, если оставить остальные участки, то эти молекулы имеют такой запах. В конце концов, мы дошли до самого минимума. Впервые было сделано следующее: мы взяли два отдельных вещества, которые отражали нужные молекулярные участки узнавания, и сделали два разных вещества, которые ничего похожего не имели с этим мужским запахом, будем так говорить, пота. И тогда я дал одной из лучших моих нюхательниц на фильтровальной бумажечке одно вещество и спросил: «Пахнет?» Она говорит: «Нет, вам не повезло, сегодня вы не синтезировали такое вещество». – «А вот это?» «Тоже нет». И я на её глазах вот так две фильтровальные бумажечки сложил, она понюхала, и у неё округлились глаза. Она говорит: «Моча, как это может быть?»
Мы проникаем в следующее: пахучее вещество, если оно имеет жёсткую структуру, содержит определённые атомы; и их немного – из 42, оказалось, нужно, чтобы в трехмерном пространстве отдельные атомы стояли в нужном месте. И когда на молекулярный рецептор это белок, который предназначен именно для этой молекулы попадает молекула нужным участком, тогда возникает этот запах. И в результате происходит прорыв, я бы сказал, в этом узком месте, потому что большинство молекул нежесткие, они все болтаются. И поэтому невыразительные такие запахи, и поэтому у нас нет чёткой классификации запахов. Потому что одна и та же молекула возбуждает не одну клетку, не один рецептор, она имеет множественное возбуждение.
И поэтому с трудом может решаться эта проблема. Я знаю, что при моей жизни она не будет решена. Я обонянием занимаюсь с 55-го года, скоро уже будет много лет. И надеюсь, что мне ещё останется много чего узнать в этой части.
Хочется сказать следующее. Когда классическими химическими подходами, которые исповедую и я, пытаются найти биологически активное вещество в какой-то смеси, то поступают так. Вот, например, лекарственное растение, имеет свойство лечить такую-то болезнь, но там тысячи веществ. И чтобы найти вот то основное вещество, остальные надо убирать методом вычитания, и в конце концов мы его находим. Но мы отбрасываем все остальные части.
Но вот мы исследовали половую реакцию хомяка на самку. Мой коллега Алексей Васильевич Суров положил много лет на эти исследования. Самка выделяет некие вещества, которые привлекают самцов и заставляют, вынуждают его заниматься половым поведением.
Американцы попытались установить, что это такое. И нашли одно большое вещество, это демитилдисульфид, тухлые яйца приблизительно так и пахнут. И оказалось, что самцы интересуются этим веществом, но полового поведения не проявляют, когда этим веществом помазать там самку или модель какую-нибудь. И мы, занимаясь этим, ждали, когда же американцы закончат работу, но они как-то приостановились. А мы, используя человеческий нос, на хромотографе делили всю эту смесь, которую выделяет самка, и, по нашему ощущению, там было много этих веществ, противно пахнущих тухлыми яйцами.
В конце концов, американцы эту проблему не решили. Потому что этих веществ очень мало, а прибор с его физико-химическими методами не фиксировал эти вещества, потому что чувствительность прибора где-то нанограммы. А нос – это чувствительность 10 в минус 15-й, то есть на 6 порядков выше. То есть носом мы сумели почувствовать, что есть эти вещества, серосодержащие, и доказали, что это поведение, действительно, определяется серосодержащими веществами.
И после этого мы сделали следующее: был набор серосодержащих веществ, где-то 20 штук, и мы так, на удачу, на счастье, решили, а что если помазать самку вот таким веществом, будет ли самец чувствовать его? И оказалось – да. Вот эта искусственная смесь из 20 веществ вызывает настоящее половое поведение на механическую модель.
Был ещё более трудный вариант: если помазать усыплённого самца, то начинается агрессивная реакция сходу на самца, и самка переходит в некие попытки полового поведения.
И вот тогда мы стали эти вещества делить: какая десятка будет действовать? В конце концов, очень быстро мы пришли к следующему удивительному выводу: ни одного вещество порознь не будет действовать, то есть нужно, как минимум, три вещества. Комбинация из трех веществ. Это говорит о том, что этот образ обонятельный Это совсем не то, что необходимо одно вещество, которое будет действовать безукоризненно. И мы нашли вот эти три разветвлённых вещества. Причём крайнее правое, если вы посмотрите, это вещество, к которому люди наиболее чувствительны. Это рекордсмен, который мы, люди, чувствуем приблизительно в концентрации 10 в минус 15 так, как и собаки с теми веществами, по которым они нас различают. То есть мы не проигрываем по чувствительности к этому веществу таким знаменитым нюхателям, как собаки.
Но понятно когда узнаётся самка по этим веществам: определяется её репродуктивное состояние, что можно с ней спариваться. А есть ещё дополнительный вомероназальный орган, о котором я пока не говорил, потому что тут однозначных ответов нет. Есть релизор-феромоны. Это те, которые сразу вызывают изменение поведения; и праймер-феромоны, которые долго меняют физиологическое состояние.
Андростенон оказался и тем, и другим. Он вызывает позу неподвижности у свиньи, и в то же время он синхронизует половые циклы, то есть он даёт и внутреннее изменение. Непонятно, как это происходит. Ясно, что через мозг может быть такой подход, когда пахучее вещество попадает на обонятельную клетку; электрические ответы идут от разных клеток, и мозг принимает решение и управляет. Но известен и такой фактор, как гематогенное обоняние. Если вам колют в вену какое-то пахучее вещество очень быстро, то через несколько секунд вы начинаете чувствовать его запах. Несколько попыток объяснения заключаются в том, что здесь вещество либо идёт через лёгкие и мы сразу нюхаем либо попадает прямо в кровь. И вот это ужасный вариант, потому что здесь же мы имеем дело с клетками мозга. Значит некоторые вещества, которые очень опасны, например диоксин, могут попадать через органы обоняния в кровь? И подтверждено некоторыми экспериментами следующее: если крысы, которые находятся в атмосфере диоксина (это вещество, которое не выводится, организм его не узнает, оно только накапливается и портит нашу иммунную систему), то оказалось, когда их забивают (в острых опытах) и смотрят, где накапливается это вещество, то оказалось, что, главным образом, в печени, которая у нас всегда нейтрализует всякие ядохимикаты, а второе, оказалось, – в обонятельном мозге.
Это означает, что есть прямой вход: то ли это транспорт через обонятельные клетки, или между клетками проходит, или прямо в кровь. Кровеносная система очень здорово распространена в носовой области, поэтому многие вещества могут непосредственно влиять на физиологическое состояние. И, действительно, нужно об этом думать.
А.Г. У меня, простите, вопрос вот какой. А женщины, или самки хомо сапиенс, они выделяют нечто, похожее на то вещество, которое вы назвали «мужским потом» или этими выделениями хряка?
Э.З. У животных – да, у женщин – мы ищем и пока не нашли. Я верю в симметрию, не может быть такого, чтобы не было. Одно время писали, что нашли у обезьян. Этим занимался Майкл, такой известный исследователь, очень много сделавший в области полового поведения. И вот писали, что будто бы выделили у обезьян из соответствующих органов низкомолекулярные кислоты, которым приписали качества женского феромона, который привлекает мужчин. Мы в своём коллективе, когда статью посмотрели, просто пожали плечами, потому что контроля не было. Я говорю: «Да возьмите любую другую кислоту! Обезьяны находятся в замкнутом пространстве, у них так мало разнообразия, что, если вы добавите любое что-то новое, будет, в том числе, и половая реакция».
Ну, вот мы так поговорили, а потом выходит статья Голдфуда, в которой пишется, что это плохая постановка подобного рода экспериментов, но не ссылаясь на статью Майкла. И когда я своих знакомых спрашиваю, в чём же дело, мне отвечают: «Ну, не может же он ссылаться, он ученик Майкла»… То есть в настоящее время мы не знаем тех веществ, которые могут влиять аналогично на мужчин, как андростенон влияет на женщин. Но что он привлекает другой пол, этот андростенон, и то, что его добавляют уже в духи и рекламируют как…
Теория резонансного пения
Участник:
Морозов Владимир Петрович – доктор биологических наук, профессор Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского
Александр Гордон: Стоит начать, наверное, собственно с теории резонансного пения и с того, как у вас она возникла. 50 лет назад, вы говорите, вы начали исследования. Что же это всё-таки за теория такая?
Владимир Морозов: Резонансная теория пения действительно возникла неслучайно. Идея резонансной теории пения возникла в 50-х годах, и она разрабатывалась и продолжает разрабатываться до настоящего времени вашим покорным слугой.
Я на лекциях когда говорю, сколько времени я занимаюсь этой проблемой, ограничиваюсь 40 годами, потому что 50 лет это вообще, конечно, срок очень исторический, древний. Тем не менее, проблема очень важная. Что такое резонансная теория пения? Вообще, теория это весьма важная путеводная звезда любой практики; она, как правило, возникает из практики, хорошая теория, и она и нацелена на совершенствование практики, решение каких-то практических вопросов. По-моему, Больцману, физику, принадлежит высказывание о том, что нет ничего практичнее хорошей теории.
Вокалистам с теорией не повезло. Представителям речевых профессий в этом плане больше повезло: там сотни теорий образования и восприятия речи. Что касается вокалистов, то там их две. Это так называемая миоэластическая теория колебания голосовых связок, которая объясняет характер этих колебаний, механизм. А она пошла от Иоганна Мюллера ещё в середине 19 века. Вторая теория это юссоновская теория французского исследователя Юссона касается тоже механизмов работы голосового аппарата певца, возникла в 50-х годах. И она как раз объясняет колебания голосовых связок как результат нервных импульсов центральной нервной системы. Миоэластическая теория говорит о том, что воздух колеблет голосовые связки певца, а юссоновская теория говорит, что голосовые связки, колеблясь под действием нервных импульсов, сами модулируют этот воздух и это активная деятельность голосовых связок. Но, к сожалению, эта теория не была учёным миром принята, её практически отвергнули. Так что вокалисты имеют одну теорию о работе голосового аппарата. Но и то эта теория касается только одной части голосового аппарата. Голосовые связки и гортань это часть голосового аппарата. А он состоит из дыхательного аппарата, из гортани с голосовыми связками, из системы резонатора. О дыхании говорилось, что есть концепция работ на парадоксальном певческом дыхании. Но это тоже часть. Резонаторы остались за кадром научных интересов. И вот резонансная теория как раз и имеет целью восполнить дефицит знаний о певческом голосе в плане научного изучения роли резонансной системы.
Очень интересно, что при такой тренировке собак подкармливают. То есть её научают, исходя из любого участка вашего тела, находить вас по любому другому, то есть, понюхав ладонь, она может найти остатки волос, или отпечатки пальцев, или ещё что-нибудь. И вот когда вы знаете решение задачи и подкармливаете собаку за правильное решение, это один вариант. А когда вы сами не знаете решения, она проводит исследование, а вы должны её подкормить, и если она неправильно определила, а вы её подкормили, то вы собьёте её настрой. Так вот, Клим Тимофеевич Сулимов со своими коллегами придумал следующее – для меня это просто уникальный вариант. В этом круге, по которому собака ходит и где неизвестно, где что расположено, последний образец будет обязательно тот, который она запомнила. Если ничего она не нашла, она всё равно получит подкрепление на последнем образце. Это замечательное решение, потому что многие исследователи не верили собаке. Потому что чисто теоретически, когда она решает неизвестную задачу, а вы её подкармливаете, вы её можете сбить, и так действительно происходит. А система, которая разработана у нас с собаками, оказалась хорошей. И вот с этими людьми мне пришлось немножко поработать. Оказалось, что есть разные классы веществ, которые выделяет человек, и среди них есть кислоты. Не те легколетучие, вроде изовалериановой (это запах пота), а как раз кислоты, которые тяжёлые и мало летучие. Эта изовалериановая кислота, если использовать аналогию с животными, улетает в воздух, как птица, а вот тяжёлые, скорее, расползаются, как змеи, не улетают, их нужно собирать с поверхности.
Мы обнаружили, что, если я ваш источник запаха обработаю какими-то химикатами, которые кислоты блокируют, они перестают летучими быть, то есть собака вас не может найти. Я восстанавливаю она находит. Но это определённые типы собак.
А оказывается, что при условии, когда она не может по кислотам определять, её можно доучить, и она будет это делать по другим веществам. Это уже не то.
Вот про индивидуальный запах я, пожалуй, на этом закончу. Единственное добавлю, что задача, которая стоит сейчас перед технарями, это создать некое электронное устройство, некоторую искусственную систему, которая была бы аналогом носа.
А.Г. Причём не нашего, а собачьего, наверное.
Э.З. Лучше, конечно, собачьего, потому что мы проигрываем уже просто по внешним данным, я уже не говорю по внутренним. Но все попытки создания таких искусственных носов, которые были до сих пор… Это пишется по аналогии с электронной почтой: e-mail – «e-nose», то есть электронный нос. Так вот, это были скорее физико-химические попытки создать новый детектор. А собака реагирует на многие вещества одновременно, иначе говоря, это мгновенный анализ по многим веществам. А химический анализ проходит по одному веществу. Это совсем не то. И оказывается, что есть металлические поверхности, которые при присутствии в воздухе определённых веществ, меняют электрические свойства, и это можно фиксировать. Есть много вариантов, но они не соответствуют всё-таки носу. И у нас была попытка (статья опубликована) построить некие элементы обоняния, то есть построить систему, которая использовала бы элементы обоняния. Но это оказалась сложная система с некой плёнкой, которая пропускает некоторые вещества. Но главное в ней было то, что летучие и пахучие вещества переводили в кванты света, то есть мы занимались визуализацией запаха. Вот если я вам дам что-нибудь понюхать, вы не сможете по телевизору этот запах передать. Хотя были какие-то разговоры о том, что это можно сделать, но уверяю вас, это сделать нельзя.
А увидеть, оказывается, некоторые вещества можно. Главным разработчиком был не я, а мой коллега. Так вот, в темновой адаптации, когда пахучее вещество пролетает в системе, которую мы создали, оно вызывает кванты света, и некоторые вещества вы видите, а другие вы не видите. И оно может в виде букв, цифр фиксироваться. Это «odour visualisation», как мы назвали, «визуализация запаха». Это, действительно, увлекательная область.
Но наиболее интересны варианты с молекулой андростенона. Химикам это было бы очень понятно, это стероидная структура. Впервые это вещество было опубликовано в 42-м году уже лауреатом Нобелевской премии Прелогом. Он из семенников хряка, самца свиньи, выделил некое вонючее вещество, которое он описал таким образом: оно имеет запах, как будто в сосуде долго стояла моча. Так это было описано на немецком языке. Но потом статья была забыта. И в 50-е годы Паттерсон в Англии переоткрыл это вещество. Задача у него была такая: запах самцов свиньи имеет неприятный оттенок, из-за которого мясо приобретают нетоварный вид и не нравится женщинам. И нельзя ли узнать, что это такое, и что-то придумать. И обнаружилось, что этим запахом обладает подчелюстная железа, то есть не та слюна, которая течёт в рот, а некое густое, имеющее очень неприятный запах вещество. Он заново открыл это вещество, которое имеет сложное химическое название, но его просто называют «андростенон». Структурно он очень похож на мужской половой гармон, хотя отличается немножко. Но особенность заключается в том, что это вещество не имеет никаких гормональных свойств. А оказалось, что запах хряка, если дать его свинье в определённом состоянии, когда она готова к спариванию, у неё вызывает позу неподвижности. И вот тут было замечено, и был взят патент, что это вещество можно использовать для животноводства, при искусственном осеменении, чтобы выявлять тех свиней, которым можно делать искусственное осеменение.
Я впервые встретился с этим веществом на «круглом столе» в Швеции; один немец, Гюнтер Олоф, привёз аэрозоль с этим веществом. Он уже кое-что знал, и поэтому, когда остались одни мужчины, он им брызнул, говоря, что это вещество мужчины не чувствуют. Я в этот момент прекрасно своим носом пользовался. И когда он сказал «мужчины не чувствуют», я про себя ухмыльнулся, но действительно, мы ничего не чувствовали. В этот момент зашла женщина, она схватилась за нос, закрыла его, и у неё были просто испуганные глаза. Меня жутко заинтересовало вещество. Я выклянчил немножко у Олофа, и когда приехал к себе, мы тут же его синтезировали. И действительно, удивительно, это вещество мужчины на 80% не воспринимали, то есть они его просто не чувствовали.
Ответ одного моего коллеги был следующий. Я держал два пузырька, один из которых был пустой, а другой с этим веществом; потом дал ему понюхать пустой, спросил, чем пахнет, на что он ответил: «Ничем не пахнет». Когда я спросил, чем пахнет пузырёк с веществом, он ответил: «Ещё более ничем не пахнет». Такой вот замечательный ответ.
А женщины отпадали. Парфюмерша, которую я долго уговаривал, Алла Григорьевна Дельфер, интуитивно очень не хотела нюхать это вещество. Чтобы она не узнала этот запах, пузырёк был закрыт пробкой, я держал его в фольге, чтобы она не чувствовала. И когда я всё-таки настоял – мы в хороших отношениях были – она, даже не открывая, вот так поднесла его к себе. У неё навернулись слёзы на глазах и сел голос. «Ты что наделал?» – спросила она. То есть у неё сел голос.
Моя сотрудница начала стучать кулаками, когда понюхала. У неё была агрессивная реакция: «Надо предупреждать!» Но я предупредил, что вещество плохо пахнет. Это странное вещество, которое приписывается грязному телу, я дал понюхать барану. Вот это моя рука, и вот посмотрите, его реакция будет на следующем рисунке. Вот он понюхал, и вот, это «флемен» называется, то есть у него открывается пасть, он загибает губу и стоит с таким дурным видом, то есть чувствует это вещество. Это вещество хряка, которое, как оказалось, мы, люди, то есть, извиняюсь, мужчины выделяем тоже. И женщины знают, что мы его выделяем, потому что они нас отличают по нему.
Но странность заключалась в том, что женщинам это вещество не нравится, хотя они осознают, что это запах мужчины. Чисто биологически этого быть не должно же?
А.Г. Наоборот должно быть.
Э.З. Да, наоборот. И одна из наших коллег очень хорошо мне это объяснила. Один на один, но я поделился и делюсь теперь со всеми мужчинам или женщинами, чтобы понять, почему это такие разные ощущения. Она сказала, что это выглядит так, будто вас хватают сильной рукой за волосы, суют в таз с говном, простите, оно лезет вам в глаза, в рот и в нос и оказывается сладким. То есть это вот двойное такое восприятие.
А.Г. Кошмар.
Э.З. Когда мы это услышали, я сказал моей лучшей коллеге Варваре Сергеевне Васильевой, которая безукоризненно нюхает и у которой суровым лицо становилось при этом веществе: «Может быть, это сознательно так, а бессознательно ты будешь чувствовать его как хорошее вещество? Вот хорошо бы тебя в гипнозе или во сне об этом спросить».
Пока мы это обсуждали, американцы провели красивый эксперимент, я порадовался за них. Они взяли студенток психологического факультета, объявив им, что они должны будут нюхать вещества и что для этого нужно проверить, здоровы они все или нет. Всё это было подстроено: отобрали тех женщин, которые чувствовали этот запах крайне неприятным, их посадили к стоматологу, сказав, что при проверке оказалось, что у них у всех больные зубы, им придётся сверлить зубы. И вот эксперимент заключался в том, что когда они заходили в зубной кабинет, там стояло два кресла: одно было с этим отвратительным запахом мужчины, а второе либо чистое, либо там варьировался запах. И оказалось, что студентки, которые сосредоточены были на том, что сейчас будет больно, бессознательно садились всё-таки в то кресло, где был запах мужчины, как бы бессознательно ожидая подстраховки, защиты от мужчины. Вот такой эксперимент, который показал, что всё-таки, действительно, двойное такое восприятия этого запаха у женщин.
Мужчины иногда тоже чувствуют этот запах, но это никак не сказывается ни на чём. Но одна моя коллега, которая понюхала этот запах в присутствии женщин, которые отпадали от него, отмахивались, сжав зубы, сказала мне: «Мне стыдно, но мне этот запах нравится». Она честно призналась. То есть существует разное восприятие, и непонятно, как оно воспитывается. Обоняние в отличие от зрения и слуха имеет, в общем, очень большую разницу. Она заключается в том, что обонятельные клетки нам даны не на всю жизнь; это не судьба, а нервные клетки, которые не восстанавливаются, как мы знаем. Так вот, обонятельные клетки, как подтверждено уже лет 20, живут всего 40 дней, подобно тому, как мы отмечаем 40 дней смерти кого-то. И оказывается, что эти клетки не рождаются уже настроенными на какие-то вещества, не все, по крайней мере, клетки. Наверное, какие-то клетки могут настраиваться.
И вот я был, наверное, первый в мире, который, сначала не чувствовал запаха андростенона, а потом начал воспринимать его, хотя я его, по данным моих сотрудниц, не выделял. Некоторые мужчины, с их точки зрения, весной начинают пахнуть этим веществом, а некоторые всегда им пахнут. И работая больше месяца с этим веществом, я вдруг прозрел, я стал его воспринимать. Статью писать, основываясь на одном этом факте, на собственном опыте, нельзя, но это было очень интересно, и мой коллега доложил об этом во Франции, где просто не поверили этому. Ведь мы тогда знали, что клетки даются раз на всю жизнь, и ты умираешь с ними. Но американец Чак Вайсоки сделал независимое исследование и тоже обнаружил, работая с этим же веществом, что да, действительно, можно научить людей его воспринимать, и опубликовал статью, где статистически было подтверждено, что можно, что это не судьба, это я интерпретирую, говоря «это не судьба», если вы не чувствуете некоторые запахи, их можно научиться распознавать.
Очень интересно оказалось действие этого вещества на женщин. Оказалось, что часть женщин всё-таки не чувствует вещество, а часть чувствует. Теперь, если тем, которые его чувствуют, дать хотя бы один раз понюхать это вещество, то это влияет на их половую цикличность. И если пахнет этим веществом в определённую фазу, до овуляции, то цикл уменьшается. Если после овуляции – удлиняется. И мне захотелось поиграть в следующее. Вот те женщины, которые не чувствуют это вещество, а может быть, я смогу влиять на их цикличность? Тогда я бог для них, они не воспринимают это вещество, а я смогу влиять на их физиологию. Но вот оказалось – нет, природа сделала таким образом, что те, которые воспринимают это вещество, на их цикличность оно влияет, а на остальных нет. То есть это такая защитная реакция.
А вот что стало со мной, когда я стал ощущать это вещество я не скажу, что оно неприятное. Ну, оно тяжёлый какой-то запах имеет. Но когда я перестал работать с веществом, я перестал его чувствовать. А моя чувствительность возросла не просто там на 10%, а на три порядка, это по другим веществам.
Это вещество имеет уникальным запахом. Писали, что это особое вещество, и мы стали решать классическую задачу химии запахов. Зависимость запаха от строения. Эта проблема не решена просто никак, потому что в носу есть тысяча рецепторов, они воспринимают разные вещества с разной чувствительностью, и, какое вещество ни возьми, люди по-разному его воспринимают, то есть это бесконечная, нерешаемая задача. Так оно и получилось.
Но химически многие вещества имеют свободное вращение. Если я разорву эту цепь, как в природе и происходит, то вещество получается нефиксированым. А судьба подкидывает химикам вот такую жёсткую структуру, которая не имеет никаких изомеров, конформеров, ничего такого, вот только оно одно. И мне показалось, что здесь, наверное, можно попробовать решить эту сложную задачу: как зависит запах от строения. И мой вопрос как химика был такой: «Ну что, все 42 атома нужны для того, чтобы у меня возникло ощущение запаха? Или не все?»
И мы делали следующим образом. Какие-то должны быть лишние атомы. Вот мы оборвали эту часть. И создали несколько молекул, где главными оказались 2 цикла, первый и второй, а этот цикл не существовал. И оказалось, что да, всё равно, если оставить остальные участки, то эти молекулы имеют такой запах. В конце концов, мы дошли до самого минимума. Впервые было сделано следующее: мы взяли два отдельных вещества, которые отражали нужные молекулярные участки узнавания, и сделали два разных вещества, которые ничего похожего не имели с этим мужским запахом, будем так говорить, пота. И тогда я дал одной из лучших моих нюхательниц на фильтровальной бумажечке одно вещество и спросил: «Пахнет?» Она говорит: «Нет, вам не повезло, сегодня вы не синтезировали такое вещество». – «А вот это?» «Тоже нет». И я на её глазах вот так две фильтровальные бумажечки сложил, она понюхала, и у неё округлились глаза. Она говорит: «Моча, как это может быть?»
Мы проникаем в следующее: пахучее вещество, если оно имеет жёсткую структуру, содержит определённые атомы; и их немного – из 42, оказалось, нужно, чтобы в трехмерном пространстве отдельные атомы стояли в нужном месте. И когда на молекулярный рецептор это белок, который предназначен именно для этой молекулы попадает молекула нужным участком, тогда возникает этот запах. И в результате происходит прорыв, я бы сказал, в этом узком месте, потому что большинство молекул нежесткие, они все болтаются. И поэтому невыразительные такие запахи, и поэтому у нас нет чёткой классификации запахов. Потому что одна и та же молекула возбуждает не одну клетку, не один рецептор, она имеет множественное возбуждение.
И поэтому с трудом может решаться эта проблема. Я знаю, что при моей жизни она не будет решена. Я обонянием занимаюсь с 55-го года, скоро уже будет много лет. И надеюсь, что мне ещё останется много чего узнать в этой части.
Хочется сказать следующее. Когда классическими химическими подходами, которые исповедую и я, пытаются найти биологически активное вещество в какой-то смеси, то поступают так. Вот, например, лекарственное растение, имеет свойство лечить такую-то болезнь, но там тысячи веществ. И чтобы найти вот то основное вещество, остальные надо убирать методом вычитания, и в конце концов мы его находим. Но мы отбрасываем все остальные части.
Но вот мы исследовали половую реакцию хомяка на самку. Мой коллега Алексей Васильевич Суров положил много лет на эти исследования. Самка выделяет некие вещества, которые привлекают самцов и заставляют, вынуждают его заниматься половым поведением.
Американцы попытались установить, что это такое. И нашли одно большое вещество, это демитилдисульфид, тухлые яйца приблизительно так и пахнут. И оказалось, что самцы интересуются этим веществом, но полового поведения не проявляют, когда этим веществом помазать там самку или модель какую-нибудь. И мы, занимаясь этим, ждали, когда же американцы закончат работу, но они как-то приостановились. А мы, используя человеческий нос, на хромотографе делили всю эту смесь, которую выделяет самка, и, по нашему ощущению, там было много этих веществ, противно пахнущих тухлыми яйцами.
В конце концов, американцы эту проблему не решили. Потому что этих веществ очень мало, а прибор с его физико-химическими методами не фиксировал эти вещества, потому что чувствительность прибора где-то нанограммы. А нос – это чувствительность 10 в минус 15-й, то есть на 6 порядков выше. То есть носом мы сумели почувствовать, что есть эти вещества, серосодержащие, и доказали, что это поведение, действительно, определяется серосодержащими веществами.
И после этого мы сделали следующее: был набор серосодержащих веществ, где-то 20 штук, и мы так, на удачу, на счастье, решили, а что если помазать самку вот таким веществом, будет ли самец чувствовать его? И оказалось – да. Вот эта искусственная смесь из 20 веществ вызывает настоящее половое поведение на механическую модель.
Был ещё более трудный вариант: если помазать усыплённого самца, то начинается агрессивная реакция сходу на самца, и самка переходит в некие попытки полового поведения.
И вот тогда мы стали эти вещества делить: какая десятка будет действовать? В конце концов, очень быстро мы пришли к следующему удивительному выводу: ни одного вещество порознь не будет действовать, то есть нужно, как минимум, три вещества. Комбинация из трех веществ. Это говорит о том, что этот образ обонятельный Это совсем не то, что необходимо одно вещество, которое будет действовать безукоризненно. И мы нашли вот эти три разветвлённых вещества. Причём крайнее правое, если вы посмотрите, это вещество, к которому люди наиболее чувствительны. Это рекордсмен, который мы, люди, чувствуем приблизительно в концентрации 10 в минус 15 так, как и собаки с теми веществами, по которым они нас различают. То есть мы не проигрываем по чувствительности к этому веществу таким знаменитым нюхателям, как собаки.
Но понятно когда узнаётся самка по этим веществам: определяется её репродуктивное состояние, что можно с ней спариваться. А есть ещё дополнительный вомероназальный орган, о котором я пока не говорил, потому что тут однозначных ответов нет. Есть релизор-феромоны. Это те, которые сразу вызывают изменение поведения; и праймер-феромоны, которые долго меняют физиологическое состояние.
Андростенон оказался и тем, и другим. Он вызывает позу неподвижности у свиньи, и в то же время он синхронизует половые циклы, то есть он даёт и внутреннее изменение. Непонятно, как это происходит. Ясно, что через мозг может быть такой подход, когда пахучее вещество попадает на обонятельную клетку; электрические ответы идут от разных клеток, и мозг принимает решение и управляет. Но известен и такой фактор, как гематогенное обоняние. Если вам колют в вену какое-то пахучее вещество очень быстро, то через несколько секунд вы начинаете чувствовать его запах. Несколько попыток объяснения заключаются в том, что здесь вещество либо идёт через лёгкие и мы сразу нюхаем либо попадает прямо в кровь. И вот это ужасный вариант, потому что здесь же мы имеем дело с клетками мозга. Значит некоторые вещества, которые очень опасны, например диоксин, могут попадать через органы обоняния в кровь? И подтверждено некоторыми экспериментами следующее: если крысы, которые находятся в атмосфере диоксина (это вещество, которое не выводится, организм его не узнает, оно только накапливается и портит нашу иммунную систему), то оказалось, когда их забивают (в острых опытах) и смотрят, где накапливается это вещество, то оказалось, что, главным образом, в печени, которая у нас всегда нейтрализует всякие ядохимикаты, а второе, оказалось, – в обонятельном мозге.
Это означает, что есть прямой вход: то ли это транспорт через обонятельные клетки, или между клетками проходит, или прямо в кровь. Кровеносная система очень здорово распространена в носовой области, поэтому многие вещества могут непосредственно влиять на физиологическое состояние. И, действительно, нужно об этом думать.
А.Г. У меня, простите, вопрос вот какой. А женщины, или самки хомо сапиенс, они выделяют нечто, похожее на то вещество, которое вы назвали «мужским потом» или этими выделениями хряка?
Э.З. У животных – да, у женщин – мы ищем и пока не нашли. Я верю в симметрию, не может быть такого, чтобы не было. Одно время писали, что нашли у обезьян. Этим занимался Майкл, такой известный исследователь, очень много сделавший в области полового поведения. И вот писали, что будто бы выделили у обезьян из соответствующих органов низкомолекулярные кислоты, которым приписали качества женского феромона, который привлекает мужчин. Мы в своём коллективе, когда статью посмотрели, просто пожали плечами, потому что контроля не было. Я говорю: «Да возьмите любую другую кислоту! Обезьяны находятся в замкнутом пространстве, у них так мало разнообразия, что, если вы добавите любое что-то новое, будет, в том числе, и половая реакция».
Ну, вот мы так поговорили, а потом выходит статья Голдфуда, в которой пишется, что это плохая постановка подобного рода экспериментов, но не ссылаясь на статью Майкла. И когда я своих знакомых спрашиваю, в чём же дело, мне отвечают: «Ну, не может же он ссылаться, он ученик Майкла»… То есть в настоящее время мы не знаем тех веществ, которые могут влиять аналогично на мужчин, как андростенон влияет на женщин. Но что он привлекает другой пол, этот андростенон, и то, что его добавляют уже в духи и рекламируют как…
Теория резонансного пения
27.03.03
(хр. 00:48:21)
Участник:
Морозов Владимир Петрович – доктор биологических наук, профессор Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского
Александр Гордон: Стоит начать, наверное, собственно с теории резонансного пения и с того, как у вас она возникла. 50 лет назад, вы говорите, вы начали исследования. Что же это всё-таки за теория такая?
Владимир Морозов: Резонансная теория пения действительно возникла неслучайно. Идея резонансной теории пения возникла в 50-х годах, и она разрабатывалась и продолжает разрабатываться до настоящего времени вашим покорным слугой.
Я на лекциях когда говорю, сколько времени я занимаюсь этой проблемой, ограничиваюсь 40 годами, потому что 50 лет это вообще, конечно, срок очень исторический, древний. Тем не менее, проблема очень важная. Что такое резонансная теория пения? Вообще, теория это весьма важная путеводная звезда любой практики; она, как правило, возникает из практики, хорошая теория, и она и нацелена на совершенствование практики, решение каких-то практических вопросов. По-моему, Больцману, физику, принадлежит высказывание о том, что нет ничего практичнее хорошей теории.
Вокалистам с теорией не повезло. Представителям речевых профессий в этом плане больше повезло: там сотни теорий образования и восприятия речи. Что касается вокалистов, то там их две. Это так называемая миоэластическая теория колебания голосовых связок, которая объясняет характер этих колебаний, механизм. А она пошла от Иоганна Мюллера ещё в середине 19 века. Вторая теория это юссоновская теория французского исследователя Юссона касается тоже механизмов работы голосового аппарата певца, возникла в 50-х годах. И она как раз объясняет колебания голосовых связок как результат нервных импульсов центральной нервной системы. Миоэластическая теория говорит о том, что воздух колеблет голосовые связки певца, а юссоновская теория говорит, что голосовые связки, колеблясь под действием нервных импульсов, сами модулируют этот воздух и это активная деятельность голосовых связок. Но, к сожалению, эта теория не была учёным миром принята, её практически отвергнули. Так что вокалисты имеют одну теорию о работе голосового аппарата. Но и то эта теория касается только одной части голосового аппарата. Голосовые связки и гортань это часть голосового аппарата. А он состоит из дыхательного аппарата, из гортани с голосовыми связками, из системы резонатора. О дыхании говорилось, что есть концепция работ на парадоксальном певческом дыхании. Но это тоже часть. Резонаторы остались за кадром научных интересов. И вот резонансная теория как раз и имеет целью восполнить дефицит знаний о певческом голосе в плане научного изучения роли резонансной системы.