Жужжащий перец, кишечник-наркодилер и леденец со вкусом увертюры Чайковского: что изучает нейрогастрономия

В онлайн-опросе для этой статьи я спросила участников: что самое вкусное они пробовали, от какой еды им не оторваться и, наконец, о самой необычной еде. В категории вкусного лидировало мясо различных модальностей: шашлык, свиные ребрышки, стейк, немецкая колбаса-фарш метвурст и бургеры. В категории «еда-наркотик» победили чипсы и жареная картошка, которую мы тоже засчитаем за чипсы. А вот меню необычной еды оказалось крайне разнообразным. Участники пробовали змею, бургер из крокодила, морские огурцы — трепанги и консервированную карамболу. Змея, оказывается, на вкус «как свиные ребрышки с примесью лягушачьих лапок и земли», а карамбола в консервированном виде — «смесь тухлого мяса и ананаса». Было и национальное блюдо, называть которое я не стану, но на вкус оно как «овощи, приправленные корицей с изюмом и пропитанные дедушкиным одеколоном». В общем, зря я спросила.

Но как мы чувствуем все эти вкусы?

Соленый, сладкий, горячий, жужжащий

Высуньте язык перед зеркалом и присмотритесь: на его поверхности множество бугорков — это вкусовые сосочки, в каждом из них спрятаны рецепторные клетки. С точки зрения биологии вкус, даже если это овощи с одеколоном, — ощущение, возникающее, когда пища выделяет в слюну химические вещества, которые воздействуют на рецепторы вкусовых сосочков.

Из школы мы вынесли миф, что кончик языка чувствует сладкое, края воспринимают кислое и соленое, а его основание отвечает за горькое. Но это дважды неправда. Во-первых, все части языка чувствительны ко всем вкусам. Во-вторых, самих вкусов мы различаем как минимум на 1–2 больше перечисленных. Мы чувствуем: сладкое, соленое, кислое, горькое и умами — то есть «приятненький» вкус глутамата натрия, который на упаковках продуктов ругательно называют «усилитель вкуса». Недавно ученые согласились, что можно добавить еще один базовый вкус — жирный.

Читайте также

Интуитивные закуски итальянского футуризма. Как художники авангарда изобрели современную высокую кухню

Вы спросите, а как же острый, например? Перец, горчица — какие они на вкус? Острые? Неправильно. Они горячие. Капсаицин перца, например, активирует рецепторы температуры, терморецепторы, а также болевые рецепторы. Мята тоже действует на терморецепторы — и потому создает ощущение прохлады. А вяжущий вкус крепкого чая или хурмы обусловлен тем, что вещества, содержащиеся в этих продуктах, связывают белки слюны друг с другом и она становится более густой. Язык, чрезвычайно тактильный орган, осязает эту вязкость. Поэтому острое, освежающее, вяжущее — не вкусы в строгом физиологическом понимании: они не активируют вкусовые рецепторы.

Самый необычный такой вкус-не-вкус принадлежит сычуаньскому перцу. Он, верите ли, вибрирующий.

Ученые недавно развлекались: перемалывали сычуаньский перец и сыпали его добровольцам на внутреннюю поверхность нижней губы. Добровольцы сообщили, что перец жужжит. Ученые решили измерить жужжание: прикрепили на пальцы испытуемым аппарат, который вибрировал с заданной частотой, и попросили людей сообщить, когда жужжание на губе совпадает по частоте с жужжанием на пальце. Получилось 50 Герц. Сычуаньский перец я купила и попробовала.

Правда — жужжит.

На вид, на хруст и запах

На 5–6 базовых вкусах с дополнениями из вибраций, осязания и терморецепции далеко не уедешь, поэтому мозг подключает к созданию вкуса нос, уши и глаза.

Восприятие пищи очень сильно зависит от ее вида. Например, ученые выяснили, что тарелка влияет на вкус подаваемой на ней вафли. Вафля на вычурной черной тарелке, словно бы позаимствованной у дорогого ресторана, — самая красивая, ароматная и вызывает самые положительные эмоции. И пусть она по составу и способу приготовления такая же, как вафли на обычной белой и бумажной тарелках. А если положить мороженое на белую круглую тарелку, то его вкус покажется на 10% слаще и на 15% насыщеннее, чем у того же десерта, поданного на черной квадратной тарелке.

Подайте людям еду или напитки в красной посуде — и количество потребленных калорий упадет на 40%, даже если на тарелке шоколад.

Попробуйте еду с ножа — и она покажется чуть более соленой, чем та же еда, наколотая на вилку или зубочистку.

Мы воспринимаем еду и на звук. Скажем, важной составляющей вкуса хрустящих продуктов вроде чипсов или морковки является «музыка жевания» — хруст. В 2003 году исследователи проанализировали звуковую привлекательность чипсов. Чтобы создать контролируемые условия, ученые выбрали чипсы Pringles, которые не отличаются друг от друга по форме, толщине или хрусту. Затем каждого из 20 испытуемых посадили в звуконепроницаемую кабину с микрофоном и попросили съесть около двух банок Pringles (вам тоже захотелось поучаствовать?). Хруст съедаемых добровольцем чипсов транслировался в наушники у него на голове. У испытуемых спрашивали: есть ли какая-то разница между чипсами? Чего добровольцы не знали, так этого того, что звук хруста в наушниках то повышали, то понижали. При увеличенной громкости чипсы казались свежее, а при низкой — отсыревшими. Получается, простое изменение звука привело к различию во вкусе одинаковых чипсов. Фоновый шум портит вкус еды: делает ее недостаточно соленой и сладкой. В какой-то степени это объясняет, почему еда в самолете печально известна своим резиновым безвкусием — двигатели и вентиляция работают слишком громко.

Но главную роль в восприятии вкуса играет обоняние.

Ведь по сравнению с жалкими 5–6 рецепторами вкуса на восприятие запахов приходится примерно 400 рецепторов. Из них триста будут примерно одинаковыми у всех, а оставшиеся 100–150 окажутся разными у разных людей.

Поэтому то, как мы воспринимаем запахи, и то, как они меняют вкус еды, зависит от индивидуального набора рецепторов: не просто на уровне «нравится не нравится», а на уровне «чувствую не чувствую».

Запах мы чувствуем двумя способами. Первый хорошо знаком — это обоняние на вдохе, ортоназальное, например, когда вы жадно втягиваете аромат свежей выпечки. Однако есть и обоняние «обратного направления» — на выдохе, ретроназальное. Дело в том, что у человека относительно короткое нёбо, и из-за этого задняя часть ротовой полости, та, где из еды выделяются пахучие вещества, одоранты, находится близко к носовой полости. Именно ретроназальное обоняние играет существенную роль в восприятии вкуса пищи. Просто наш мозг обманывает нас — создает иллюзию, что обонятельная часть вкусового образа исходит изо рта, запах как бы является частью вкуса.

Это легко проверить: попробуйте зажать нос, а затем положить в рот фруктовый леденец. Скорее всего, вы почувствуете сладость конфеты, но не ее фруктовый вкус.

Нейроэнология

Представить, как все органы чувств сообща создают симфонию вкуса, можно на примере вина. Вино — это мультисенсорный опыт. Французский шеф-повар Поль Бокюз писал: «Идеальное вино <…> прекрасно удовлетворяет все пять чувств: своим цветом — зрение, букетом ароматов — обоняние, своей прохладой — осязание, ароматикой — вкус, а звуком переливания из бутылки „глу-глуп“ ласкает слух».

Представьте — перед вами бокал. В нем пурпуром манит вино. Это первый этап вкусового восприятия — цефалическая фаза, которая происходит полностью в голове. Она состоит из вашего прошлого опыта, ожиданий от вина и его предвкушения. Часто «необычность» вкуса — это ошибка его предсказания, дефолт цефалической фазы: от консервированного фрукта карамбола можно ждать чего угодно, но никак не комбинации ананаса с тухлятиной, да и от национального десерта тоже не ждешь привкуса одеколона…

Может быть интересно

От языка до мозга: что такое вкус и почему не стоит ему верить

После цефалической фазы наступает стадия предварительного анализа: вы «едите вино глазами», рассматриваете его в бокале. Сигнал от сетчатки глаза бежит по зрительному нерву в зрительную кору. Ортоназальное обоняние улавливает букет вина. Обонятельный эпителий в этот момент отправляет сигналы в обонятельную луковицу, а ее нейроны — в обонятельную кору. Как только вы пригубляете вино, включаются другие органы чувств: губы ощущают прохладу и шелк вина, рецепторы языка вцепляются в его вкус, ретроназальное обоняние ловит ароматические молекулы. Каждое чувство формирует свой собственный образ вина: в коре мозга первичные области вкуса обрабатывают информацию отдельно, первичные области осязания — отдельно, ароматы кодируются отдельно. Затем эта активация растекается до ассоциативных областей коры мозга, которые соткут из разрозненных впечатлений комбинированный образ вина. Тут мозг и выдумает иллюзию, что ретроназальное обоняние — это вкус, а не запах.

К органам чувств подключаются движения мышц челюсти, щек и языка, а в голове при этом активируются нейроны двигательной коры. Информация о меняющемся положении мышц фиксируется ее соседкой — соматосенсорной корой, а тактильные ощущения — сенсорной.

Активны и центральные поведенческие системы мозга. Гиппокамп — главный «жесткий диск» нашего мозга — запоминает новый опыт и вспоминает о прошлых. Эмоциональные системы — миндалина, таламус, островковая зона — выдают чувства: «Господи, как вкусно! Как хорошо!» Система подкрепления выдаст дофамин, aka молекулу счастья. Хотя на самом деле дофамин — скорее молекула мотивации, которая говорит: «Ух ты! А неплохо вышло! Надо повторить!» Языковые системы мозга стараются вкус вина как-то описать: фруктовый? терпкий? с нотками вишни? В какой-то момент главнокомандующий мозга — префронтальная кора — решает, что лавочку пора прикрывать и проглотить вино. После глотания вино, покрывающее стенки глотки, всё еще отправляет к обонятельным рецепторам одоранты, и так ретроназальное обоняние обеспечивает longueur on bouche — послевкусие.

Итого человек просто попробовал вино, а в его мозге активизировались представительства всех органов чувств; зоны анализа и обработки; двигательная кора; системы памяти, эмоций и мотивации; языковые зоны и самая новая, самая «человеческая» часть мозга — префронтальная кора.

Неплохо? Поэтому Гордон Шепард, нейробиолог, почетный профессор неврологии Йельской медицинской школы и автор книг «Нейрогастрономия» и «Нейроэнология», считает, что распознавание вкуса — один из самых сложных процессов, происходящих в темноте нашего черепа. Зачем природа так заморочилась?

Жрать — это у нас в генах

«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции», — сказал генетик Феодосий Добжанский, один из основателей современной теории эволюции.

Вкусовая система решает очень простой вопрос: съедобное — несъедобное, полезное — вредное. С эволюционной точки зрения нашим предкам было очень важно есть пищу, богатую энергией. Потому что времена были голодные — и попадалась такая еда нечасто. Когда сутулым и низкорослым долюдям, жующим в основном какие-нибудь волокнистые коренья, вдруг попадалась еда с большим количеством углеводов, жиров или белков, мозг тут же должен был среагировать: «Эй! А вот этого мы хотим побольше!»

Пища должна быть богата белками — строительным материалом нашего организма. О том, что в еде много белков, сообщают рецепторы умами, вкуса «усилителя вкуса» глутамата — производного глутаминовой кислоты, которая часто встречается в белках. Поэтому неудивительно, что в категории «вкусное» в моем опросе лидировали бургеры и стейки с ударной дозой умами.

Пища должна быть источником энергии, а энергия — это углеводы вроде глюкозы и подобных ей молекул. Поэтому у нас есть рецепторы сладкого вкуса. Второй высокоэнергетический продукт — жиры, и у нас на языке есть рецепторы жирности пищи. Забавно, что когда сигнал о жирности пищи отправляется в мозг, тот созванивается по блуждающему нерву с кишечником: «Выделяй эндоканнабиноиды». Созвучие названия этих веществ с каннабисом неслучайно: эндоканнабиноиды и каннабиноид из травки структурно схожи и действуют на одни и те же рецепторы. Эндоканнабиноиды плывут к мозгу, и, во-первых, вам становится хорошо, а во-вторых, разжигается гедонистический голод — голод ради удовольствия, а не насыщения: хочется еще и еще, хотя вы уже наелись. Жор, который появляется при употреблении марихуаны, имеет ту же природу. Так что каждый раз, когда вы едите жирную пищу, ваш кишечник-дилер пичкает вас дурью. Помните, что лидировало в категории «пища-наркотик»? Жирные-жирные чипсы.

Читайте также

Губа не дура, язык не лопата: как работают наши вкусовые рецепторы

У других базовых вкусов свои функции. Например, горький — это сигнал, что еда может быть ядовита.

Отравиться опасно и крайне неприятно, а способов отравиться у нас много, поэтому у человека примерно 25 вариантов рецепторов горького — намного больше, чем рецепторов сладкого, соленого или кислого.

У разных людей представлены разные варианты, поэтому вкусы у нас могут отличаться. Если вам повезло заполучить один из вариантов гена рецептора горького, чувствительного к пропилтиоурацилу, то вкус брокколи и алкоголя вам кажется неприятнее, чем всем остальным.

У вкусной еды есть еще одна эволюционная роль. Британский приматолог Ричард Рэнгем выдвинул гипотезу: контроль над огнем позволил древним людям готовить пищу, что увеличило ее энергетическую ценность и привело к росту мозга, социальной и сексуальной активности.

Как стейк сделал из обезьяны человека

Человеческий организм не приспособлен к тому, чтобы получать энергию из сырых продуктов: у нас короткий кишечник, маленький рот, слабые челюсти и невразумительных размеров зубы-моляры. Но когда мы стали готовить? По Рэнгему, история кулинарии началась 1,8 млн лет назад, с человека прямоходящего — Homo erectus. Самый энергетически прожорливый орган — мозг — у эректуса увеличился, а тип передвижения сменился на затратные прямохождение и бег. При этом у него уменьшились зубы и челюсти, то есть он тоже был плохо приспособлен есть сырую пищу. Как бы они жевали волокнистые растения своими жалкими молярчиками?

Обычно палеонтологи связывают эти изменения с возросшим потреблением продуктов животного происхождения. Но Рэнгем считает, что виновата готовка на костре: калорийность и усвояемость еды благодаря ей растут, энергетические затраты на пищеварение падают, уменьшаются и инвестиции в иммунную защиту от патогенов. Поэтому без готовки Homo erectus было бы невыгодно содержать большой мозг. Ему было бы невыгодно и охотиться: в случае отсутствия добычи древнему охотнику пришлось бы покрывать энергозатраты, часами (по 8 часов!) пережевывая сырую пищу. Без готовки сложно объяснить, почему человек прямоходящий сбросил шерсть. Ведь по ночам в саванне без шерсти холодно. Разумным кажется предположение, что эректусы согревались ночами у костра. Так что им мешало приготовить на нем что-нибудь?

Критики теории отвечают, что древние люди могли бы выжить и без готовки, на богатой жирами сырой пище. Но это весьма неаппетитное меню: маслянистые семена, костный и головной мозг, кишечник.

Коренной народ Танзании хадза, например, успешно употребляет в сыром виде внутренние органы копытных. Но главная проблема теории готовки — несостыковка во времени. Археологических доказательств использования огня Homo erectus нет. Автор теории пишет, что «отсутствие доказательств — еще не доказательство отсутствия»: может, они как-то иначе костер разводили и использовали, может, они в других местах его разводили, может, костер у них был маленький…

Если идея Рэнгема всё-таки окажется правдой, мы можем поблагодарить древнего гоминида — шеф-повара, который вытащил обугленный клубень из костра и проглотил его. Мы можем поблагодарить ретроназальное обоняние и вкусовые рецепторы за то, что древнему человеку эта печеная картошка понравилась. Без этого дочеловека и без влечения к еде из-за вкусовой системы мы, возможно, никогда бы не набрались энергии, чтобы стать sapience. А еще — не смогли бы насладиться хорошим стейком.

Перепрограммировать вкус

Зачем нам нейрогастрономия? Зачем ученые пристально изучают, как цвет наших тарелок и столовые приборы влияют на то, сколько мы потребляем еды и насколько она нам нравится? Зачем исследуют, как влияют музыка, шум и хруст? Что ищут в голове, когда прослеживают диалоги нейронов во время трапезы?

С одной стороны, нейрогастрономия — это новое прочтение кулинарии. Она уже просочилась в мишленовские рестораны в виде мультисенсорных блюд. Шеф-повар Хестон Блюменталь в 2007 году придумал блюдо «Звуки моря»: дары моря — мидии, угри и водоросли — подавались в виде берега со съедобными морской пеной и песком. К еде также прилагались наушники, в которых звучали крики чаек и шум прибоя. Шум моря, по задумке повара, должен был усилить соленый вкус продуктов. В 2020-м Блюменталь предложил попробовать на вкус историю.

Его «Последний ужин Помпеи» — курс блюд, который начинается с хлеба из древнего подвида пшеницы (спельты) и «лавового камня» из взбитого с жидким азотом сливочного масла с чернилами кальмара, а заканчивается античным прадедом чизкейка — десертом Libum, который в Помпеях подавали во время жертвоприношений.

А в 2016 году на съезде Международного общества нейрогастрономии был представлен леденец со вкусом увертюры Чайковского «1812 год».

Может быть интересно

Как запахи вызывают воспоминания и связывают людей друг с другом

Но нейрогастрономия — не только баловство гурманов. Новая наука о еде может перепрограммировать наш мозг так, что брокколи покажется вкуснее, чем шоколадный торт, что подтолкнет людей к более здоровому питанию. Нейрогастрономия способна помочь пациентам, которые потеряли чувство вкуса или запаха из-за травмы, нейродегенеративного заболевания или химиотерапии. Когда нарушается вкусовое восприятие, чизбургер на вкус становится как алюминиевая фольга, а апельсиновый лимонад — как шипучий бензин. Проблемы искажения вкуса стали глобальными в свете эпидемии COVID-19. «Шоколад отдает мертвечиной, а цветы тухлятиной», — сетовал переболевший коронавирусом. Так что после нынешней пандемии безвкусия мы можем увидеть, как нейрогастрономия переживает расцвет. Тем более что ее можно привлечь и к другой глобальной проблеме — к изменению климата. Вдруг она окажется способной сформировать у нас влечение к продуктам с наименьшим углеродным следом? В общем, представьте себе мир, в котором люди жаждут продуктов, наполненных пользой, а не пустыми калориями. Представьте себе пациента, проходящего химиотерапию, но способного наслаждаться едой с близкими. Подумайте о будущем, в котором наши самые любимые продукты еще и самые безвредные для экологии.

А пока мы ждем этот дивный новый мир, нельзя не задаться вопросом: что нейрогастрономы сделают с леденцом в следующий раз?