Spis treści

Karta redakcyjna

Dedykacja

Motto

Przedmowa

Wprowadzenie. Nosem do przodu

1. Historia nosa

2. Współczesna osmologia. Na rozstaju dróg

3. Pilnuj swego nosa. Poznawanie przez zapachy

4. Jak zachowanie czuje chemię. Afektywna natura zapachu

5. W powietrzu. Od nosa do mózgu

6. Od cząsteczek do postrzegania

7. Prześwietlanie opuszki węchowej

8. Od map do pomiaru zapachów

9. Postrzeganie jako umiejętność

10. Destylat. Nos jako brama do umysłu i mózgu

Apendyks. Lista rozmówców

Podziękowania

Przypisy

© Copyright by Copernicus Center Press, 2022
Copyright © 2020 by the President and Fellows of Harvard College
All rights reserved

Tytuł oryginalny
Smellosophy. What the Nose Tells the Mind

Redakcja
Agnieszka Pawlikowska

Projekt okładki i stron tytułowych
Michał Duława

Grafika na okładce
© kolesnikovserg / Adobe Stock, © Freedom Life / Adobe Stock,
© Valentina R. / Adobe Stock, © Jacek Fulawka / Adobe Stock,
© ipuwadol / Adobe Stock, © mesamong / Adobe Stock,
© Africa Studio / Adobe Stock, © Tania Zbrodko / Adobe Stock

Skład
MELES-DESIGN

ISBN 978-83-7886-661-9

Wydanie I

Kraków 2022

Copernicus Center Press Sp. z o.o.
pl. Szczepański 8, 31-011 Kraków
tel. (+48) 12 448 14 12, 500 839 467
e-mail: marketing@ccpress.pl
Księgarnia internetowa: http://ccpress.pl

Konwersja: eLitera s.c.

Mojej mamie,

która gdy byłam mała, nie czytała mi bajek,

lecz Goethego

Węch

jest to jedyny zmysł,

dla którego możemy tworzyć

nowe bodźce,

nieobecne jeszcze nigdy na świecie,

i je odczuwać.

– Linda Bartoshuk

Przedmowa

Węch jest Kopciuszkiem wśród naszych zmysłów. Na przestrzeni dziejów otoczony był zaskakująco złą sławą. Lekceważony z tej racji, że przekazuje subiektywne jedynie wrażenia i zwierzęce doznania, nigdy nie skupił na sobie krytycznej uwagi w filozofii lub nauce. W 1754 roku francuski filozof oświeceniowy Étienne Bonnot de Condillac zauważył: „Ze wszystkich zmysłów ten przyczynia się najmniej do poznawania ludzkiego umysłu”[1]. Natomiast Immanuel Kant, filozoficzny filar pruskiej precyzji, wydał następujący werdykt:

Który ze zmysłów jest najbardziej niewdzięczny, a zarazem, jak się zdaje, najmniej nieodzowny? Będzie to zmysł powonienia. Nie opłaca się go pielęgnować, a już na pewno nie ma co go uszlachetniać, by móc za jego sprawą doznawać przyjemności. Spośród tego, czego nam dostarcza, więcej jest bowiem rzeczy budzących wstręt (zwłaszcza w ludnych miejscach) niż wywołujących miłe wrażenia, doznania zaś wiążące się z tym zmysłem będą zawsze tylko przelotne i chwilowe, nawet gdyby miały dać zadowolenie[2].

Nie mam pewności, co dało Kantowi prawo do przemawiania o przyjemności tonem eksperta. Poza filozofami również jednak naukowcy okazywali zmysłowi węchu mało uznania. W 1874 roku Karol Darwin napisał, że „węch nie oddaje wielkiej korzyści” ludzkości[3]. Światowi zapachów brakowało dobrej sławy, aby mógł się stać przedmiotem dociekań naukowych.

Zmieniło się to w połowie XX wieku, gdy coraz większa liczba badaczy zaczęła rozumieć potencjał świata zapachów jako nowego modelu dla dociekań nad zmysłami. Rewolucyjne postępy neurobiologii rzuciły światło na nowe możliwości co do metod i dalszych perspektyw badań zmysłów, szczególnie w ostatnich dekadach. Odczucie zapachów i jego neurologiczne podstawy okazują się kluczem do zrozumienia umysłu za pośrednictwem mózgu. Najwyższy czas, abyśmy dostosowali nieco nasze zastarzałe hipotezy filozoficzne dotyczące umysłu i mózgu do tej nowej rzeczywistości.

Taki stawiam sobie w tej książce cel. Taką książkę chciałabym przeczytać, gdy po raz pierwszy zainteresowałam się nosem i tym, jak on komunikuje się z umysłem. Ostatnie lata były świadkami niezmiernie wielu wyrafinowanych badań nad percepcją zapachów. Czas, aby praca ta została uznana i uczczona. Węch jest bezkompromisowym wyznaniem miłości do świata zapachów. Prezentuje zintegrowaną perspektywę na rozmaite twórcze prądy w badaniach nad tym, co wie nasz nos. Prądy te biegną przez neurobiologię, biologię molekularną, genetykę, chemię, psychologię, kognitywistykę, filozofię, a także perfumiarstwo i produkcję wina. Treść filozoficzna tej książki jednak wykracza poza interdyscyplinarną syntezę. Chodzi o ogólny punkt widzenia, a nie podsumowanie, ale także o ukazanie nowych dróg przez identyfikację zagadnień otwartych w najnowszych badaniach nad węchem. Byłoby to niemożliwe, gdyby wielu ekspertów nie użyczyło mi swego czasu i głosu, by opowiedzieć o tej dziedzinie i jej rozwoju. Rozmowy z nimi uświadomiły mi, jak jest ona rozległa i różnorodna, jeśli chodzi o dyscypliny, osobowości i opinie. Nie sposób było uwzględnić wszystkich głosów (proszę o wybaczenie pominiętych) i niekoniecznie każdy zgodzi się z głównym wywodem tej książki.

Ostatecznie badania nad nosem toczą się nieustannie. Po ukazaniu się tej książki na pewno pojawią się kolejne odkrycia. Być może rzucą one nowe światło na niektóre z jej wątków, wspierając wygłaszane twierdzenia lub rozbrzmiewając nowymi nutami. Książka musi kończyć się przecież tam, gdzie zaczyna się przyszłość osmologii („Uśmiecham się do ciebie!”).

Wprowadzenie

Nosem do przodu

Zacznijmy od eksperymentu. Zaciśnij palce na nosie i włóż do ust owocowy żelek. Poczujesz słodki smak, ale niewiele więcej. A teraz oswobódź nozdrza, przełknij i łagodnie odetchnij. Nagle twoją uwagę zwróci silnie owocowa nuta żelka z zakresie od truskawki po cytrynę. Oto smak jako zjawisko osmologiczne.

Dla wielu może być zaskoczeniem, że ludzie umieją doskonale odróżniać kilkaset tysięcy zapachów, szczególnie tych związanych z różnymi smakami pożywienia i napojów. Nie mamy zadowalającego naukowego wyjaśnienia, jak nasz mózg opracowuje wszystkie te doznania węchowe. Zapachy pociągają nas lub odpychają, powodują, że jesteśmy odprężeni lub spięci; nie mamy jednak pojęcia, jak ludzki mózg tworzy i przypisuje im znaczenia. Być może z tego powodu węch pozostaje głęboko niezrozumiany i często jest błędnie charakteryzowany.

Książka ta rozprawia się z pokutującymi fałszywymi wyobrażeniami o ludzkim zmyśle powonienia i przedstawia przegląd badań, który może odmienić zapatrywania czytelnika na to, co nos przekazuje mózgowi do dalszego przetwarzania, a umysłowi do postrzegania. Analizując wiedzę zebraną przez naukowców o węchu, próbujemy odpowiedzieć na klasyczne pytanie postrzegania zmysłowego: co nos mówi mózgowi i jak ten to rozumie? Choć ostateczna odpowiedź okazuje się nie taka prosta, książka zabiera czytelnika w filozoficzną i historyczną podróż wokół tej wciąż nierozwiązanej zagadki neurobiologii. W przedsięwzięciu tym Węch rozpoznaje niepewności i braki naszych współczesnych teorii postrzegania zapachów, nie wyłączając percepcyjnych wymiarów węchu i ich powiązań z poznaniem. Jest to idealny teren, na którym mogą współzawodniczyć różne interpretacje zmysłów jako bram do rzeczywistości, i wydaje się, że nadszedł czas, by spojrzeć na węch jako nowy model tego, jak mózg reprezentuje informacje zmysłowe, a także nowy model postrzegania w ogóle.

Zapach jest doznaniem bardzo zmiennym i ta zmienność zaznacza się zarówno między jednostkami, jak i w doświadczeniu tej samej jednostki. Różnorodność jakościowego doznawania nadaje doświadczeniom węchowym aurę subiektywności. Z tego powodu niektórzy nie uważają nosa za wiarygodnego świadka obiektywnej rzeczywistości. Pogląd ten jednak obecnie nie daje się utrzymać. Zmysł powonienia jest bardziej wiarygodny, niż sądzimy. Najnowsze badania osmologiczne skłaniają nas do zmiany myślenia o postrzeganiu zmysłowym, a w szczególności o źródłach obiektywności w naszym subiektywnym doświadczeniu. Sztywne rozdzielenie subiektywnego i obiektywnego wymiaru postrzegania zmysłowego wywodzi się z ortodoksyjnych idei filozoficznych, które nie uwzględniają najnowszej wiedzy dotyczącej mózgu. Współczesne teorie umysłu i mózgu podtrzymują tę zawężoną perspektywę, albowiem rzadko sięgają poza to, co najbardziej powierzchowne.

Utrwalonym paradygmatem w badaniach nad zmysłami jest wzrok. Nie ma w tym nic dziwnego. Tradycja filozoficzna koncentruje się na rozumieniu jako „widzeniu zjawisk”. Naukowcy zgromadzili więcej wiedzy o nerwowych szlakach wzrokowych niż w przypadku innych zmysłów. Dokonany na przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych postęp w badaniach nad układem widzenia doprowadził do ukształtowania się podejścia do mózgu opartego na mapowaniu i w dalszym ciągu definiuje ono dyscyplinę neurobiologii, a także trwające interdyscyplinarne dyskusje dotyczące filozoficznych implikacji jej ustaleń. Paradygmat wzrokowy skupia się na topologii przestrzennej i zakłada, że bodźce zewnętrzne są reprezentowane w postaci zlokalizowanych wzorów neuronowych w określonych obszarach funkcjonalnych mózgu. Zgodnie z tym wyspecjalizowane regiony mózgu zajmują się postrzeganiem konkretnych cech, takich jak orientacja, kształt lub barwa obiektu. Taka organizująca zasada została również stwierdzona dla innych układów zmysłowych, na przykład słuchu. A zatem gdybyśmy zajrzeli do czyjegoś mózgu i zaobserwowali aktywność w konkretnej części obszaru słuchowego kory mózgowej, moglibyśmy stwierdzić, czy ta osoba słyszy wysoki, czy niski dźwięk.

Postrzeganie barwy w widzeniu i dźwięku w słyszeniu bazuje na jednym podstawowym parametrze przyczynowym (odpowiednio długości fali elektromagnetycznej światła dla wzroku i fali ciśnienia powietrza dla słuchu), które są odwzorowywane w liniowy sposób na struktury neuronowe. Natomiast bodziec zapachowy jest wielowymiarowy. Jakość doznania węchowego zależy od różnorodnych strukturalnie związków chemicznych posiadających kilka tysięcy właściwości cząsteczkowych. Wciąż nie rozumiemy, jak ludzki mózg wykorzystuje przestrzeń neuronową do kodowania tej szerokiej palety nieprzestrzennej informacji o bodźcach. Jak dotąd nikt nie stworzył mapy zapachowej głównych regionów korowych mózgu węchowego.

Zapachy można pogrupować w ogólne klasy, takie jak korzenne, palone, kwiatowe lub zapachy drewna; liczba zapachów w obrębie danej kategorii jest niemal nieograniczona. W przeciwieństwie do widzenia lub słyszenia fizyczne bodźce zapachowe nie poddają się wyczerpującej klasyfikacji. Trudność polega nie tyle na rzekomo subiektywnej naturze zapachów, ale na cząsteczkowej złożoności bodźców zapachowych. Choć można uznać za sensowne odróżnienie przestrzennych właściwości widzialnych obiektów, takich jak kształt, orientacja i ruch, a następnie odwzorowanie ich na funkcjonalne regiony mózgu, odróżnienie jakościowych właściwości obiektów zapachowych, takich jak jabłko, czosnek lub mocz, i odwzorowanie ich na wyspecjalizowane regiony w mózgu wydaje się już mniej intuicyjne. Szczególnie że ta przestrzeń jakościowa nie posiada nadal wyraźnych związków ze strukturami fizycznymi.

Postrzeganie zapachów stawia nas wobec wielu intrygujących doświadczeń. Na przykład, chociaż wiemy, że postrzeganie smaków odbywa się w nosie, mamy poczucie, że jest ono umiejscowione w jamie ustnej (naukowcy badający działanie zmysłów nazywają to zjawisko „odsyłaniem do jamy ustnej”). Czytelnik być może spotkał się ze zjawiskiem „koniuszka nosa”, w którym nie umiemy nazwać lub opisać zapachu, nawet dobrze nam znanego, choć go właściwie rozpoznajemy („Zaraz, zaraz, mam go na koniuszku języka; to jest znajomy zapach!”). Ponadto postrzeganie zapachów bardzo łatwo zmanipulować za pomocą słów lub innych bodźców. Znawca win może orzec występowanie nuty waniliowej, której wcale nie poczuliśmy, a dopiero pod tym wpływem zaczynamy postrzegać. Co więcej, zależnie od kontekstu, jakość zmysłowa pod wszelkimi innymi względami identycznych kompozycji zapachowych może być odbierana na zupełnie różne sposoby (gdyby ktoś założył nam na oczy przepaskę, czy umielibyśmy odróżnić śmierdzący ser od spoconych stóp?). Będziemy przyglądać się takim zjawiskom, by zrozumieć, czym są zapachy i jakie właściwości lub jakości reprezentują w świecie. Albo w kontekście bardziej naukowym: jakiego rodzaju informację percepcyjną reprezentują zapachy i jak można ją powiązać z korelatami neuronowymi w mózgu?

Nowoczesny model neurobiologii sensorycznej

Naukowa historia węchu jest zaskakująco współczesna. Osmologia znalazła się w centrum neurobiologii niemal z dnia na dzień po odkryciu genów kodujących receptory węchowe przez Lindę Buck i Richarda Axela w 1991 roku. Rzadko się zdarza, by jakieś odkrycie naukowe ukształtowało w tak głębokim stopniu całą dziedzinę badań. Buck i Axel otrzymali za to dokonanie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2004 roku. Okazuje się, że receptory węchowe stanowią największą rodzinę genów kodujących białka w większości genomów ssaków (z wyjątkiem delfinów), wykazując ogromną liczbę właściwości istotnych w analizie struktury i funkcji białek. Receptory węchowe należą do nadrodziny białek zwanej receptorami sprzężonymi z białkiem G, które uczestniczą we wszelkiego rodzaju podstawowych mechanizmach biologicznych, od widzenia po regulację odpowiedzi immunologicznej. W końcu odkrycie genów receptorów dostarczyło precyzyjnego narzędzia do badań sygnalizacji zapachowej w mózgu.

Na wielkie znaczenie odkrycia receptorów węchowych wskazują skutki, jakie te ustalenia genetyczne za sobą pociągnęły. Za jednym zamachem odkrycie to obaliło długą listę nieuzasadnionych, ale sięgających daleko w przeszłość postulatów co do węchu. Należało do nich to, że zapachy nie tworzą zbyt wyrafinowanego układu molekularnego, że zmysł powonienia u ludzi znajduje się w ewolucyjnej fazie schyłkowej i że ścieżki węchowe stanowią nieistotny, osobliwy układ, w którym panują zasady przyczynowe odmienne od tych obowiązujących w innych zmysłach. Krótko mówiąc, według upowszechnionego zdania węch nie może nauczyć nas wiele i nie rzuca światła na to, jak działają inne układy zmysłowe. Nic bardziej błędnego!

Potrzeba stworzenia teorii postrzegania zapachów, która wychodziłaby od szczególnych właściwości węchu, pojawiła się dość niedawno. Współczesna nauka kształtowana jest przez postęp techniki, gdyż w istotny sposób zależy ona od narzędzi wizualizacji tego, czego nie można zaobserwować, i pomiaru tego, co jest niepewne. Główna przyczyna, dlaczego zapach był praktycznie nieobecny w historii nauki, jest właściwie prosta. Przez samą swą naturę zapach trudno poddawał się badaniu. Wyobraźmy sobie, że jesteśmy naukowcem eksperymentatorem w XIX wieku. Jak moglibyśmy badać zapach? Jakie narzędzia mogłyby nam pomóc? Jak uczynilibyśmy widzialną jego ulotną i nieuchwytną naturę, jak materializowali jego fizyczne ścieżki, jak śledzili jego przyczyny i jak przeprowadzali na nim eksperymenty w kontrolowany sposób? W końcu: jak w ogóle określalibyśmy i porównywali postrzeganie poszczególnych zapachów? Istotę zagadnienia wyraził w 1914 roku nie kto inny jak sam Alexander Graham Bell:

Czy próbowałeś kiedyś zmierzyć zapach? Czy umiesz powiedzieć, kiedy jeden zapach jest dokładnie dwa razy silniejszy niż inny? Czy umiesz zmierzyć różnicę między dwoma zapachami? Jest zupełnie oczywiste, że istnieje wiele rodzajów zapachów – od woni fiołków i róży po asafetydę. Dopóki jednak nie umiemy zmierzyć ich podobieństw i różnic, nie może być mowy o nauce zapachów. Jeśli masz ambicję stworzenia nowej nauki, zmierz zapach[1].

Przed rokiem 1991 osmologia nie wydawała się atrakcyjną dziedziną badań eksperymentalnych: nie można było liczyć na okrycie się chwałą w annałach nauki. Naukowcy zajmujący się węchem kierowali się wyłącznie ciekawością i pasją. Po odkryciu genów receptorów dziedzina ta otworzyła się jednak dla głównego nurtu biologii molekularnej i neurobiologii. Nagle pojawiły się fundusze na badania. Zastosowano najnowsze techniki, projektowano zaawansowane eksperymenty, dołączyły nowe siły ludzkie. Dziedzina zaczęła się zmieniać i doszło do istotnych przesunięć perspektyw. Dzisiaj możemy obserwować owoce postępu wtedy zapoczątkowanego.

W ciągu ostatnich dziesięcioleci nauczyliśmy się więcej o ścieżkach węchowych niż przez wszystkie poprzednie wieki. Zamiast jednak dojść do ostatecznych wniosków na temat mechanizmów węchu, napotkaliśmy znacznie głębsze pytania; pytania te skłaniają nas obecnie do rewizji głównych założeń dotyczących postrzegania zapachów. Tak powstało miejsce, gdzie przecinają się i łączą nauka i filozofia.

Filozof przy stole laboratoryjnym

Czy złamanie kodu nosa jest rzeczywiście tak trudne? Wciąż pamiętam ten dzień, gdy zaczęłam zdawać sobie sprawę z prawdziwego znaczenia tego pytania. Było to w styczniu 2014, gdy, czując narastający entuzjazm, zmierzałam z Wiednia do Wielkiej Brytanii na spotkanie z moim pierwszym osmologiem. Z wielu powodów spodziewałam się niezwykłego przeżycia. Po pierwsze, Stuart Firestein jest nietuzinkowym naukowcem. Kiedyś dyrektor teatru w Filadelfii, potem znany neurobiolog, zanim nie zdał sobie sprawy z tego, że pasjonuje go historia nauki. Po drugie, w tamtym czasie nie byłam jeszcze naukowcem. Właśnie skończyłam pisać dysertację doktorską na temat klasyfikacji zapachów, a moją dziedziną była historia i filozofia nauki. Wszystko stało się tak szybko. Parę tygodni wcześniej recenzent mojej rozprawy, Hasok Chang, niespodziewanie się ze mną skontaktował: „Czy zna pani Stuarta Firesteina? Przyjechał do Cambridge prowadzić badania i wydaje mi się, że powinniście porozmawiać”.

Nie miałam pojęcia, że jakieś półtora roku później będę pracować w laboratorium Firesteina na Uniwersytecie Columbia. Nie mogłam lepiej trafić i spędziłam tam następne trzy lata. Nasze pierwsze spotkanie zakończyło się o piątej nad ranem i być może trwałoby znacznie dłużej, gdyby zasoby energii były nieograniczone. Przy kilku szklankach piwa stało się dla mnie jasne, że cała molekularna podbudowa węchu jest nie tylko o wiele bardziej skomplikowana, niż sobie wyobrażałam, ale że może wcale nie przypominać tego, co sądzono o układzie węchowym przez poprzednie dekady! Nauka o węchu przeobrażała się bardzo szybko – tak szybko, że nagle można było zobaczyć, jak kawałek historii nauki przesuwa się na żywo przed naszymi oczami. Byłam zafascynowana.

Miałam niepowtarzalną okazję prowadzenia rozmów z osobami, które tworzyły tę dziedzinę, wykonywania zasadniczych eksperymentów i prowadzenia prac przyczyniających się do nadchodzącego przełomu w naukowym rozumieniu fundamentalnego zagadnienia: jak nos poznaje?

W celu oddania ducha dziedziny w tamtym heroicznym czasie książka ta koncentruje się na wieloletnich nagrywanych rozmowach z byłymi i obecnymi koryfeuszami. Natura tych spotkań, obejmujących niezliczone godziny dyskusji o węchu i jego dawnych i współczesnych wyzwaniach, okazała się za każdym razem inna. Dochodziło do nich przy kawie podczas sympozjów, nad piwem w pubach, przy stole w laboratorium lub przez telefon. Niektóre rozmowy trwały zaledwie godzinę; inne ciągnęły się przez wiele dni, z noclegiem gdzie popadnie lub długą jazdą samochodem. Nagrania te są nieformalnym świadectwem intelektualnej dynamiki i życzliwej atmosfery charakteryzujących tę dziedzinę. Jak skomentował Paul Breslin z Centrum Zmysłów Chemicznych Monell (Monell Chemical Senses Center) w Filadelfii podczas czterdziestego sympozjum Stowarzyszenia Chemorecepcji (AChemS): „Nasza dziedzina nie ma żadnej dyscypliny. Łączy nas tylko wspólne zagadnienie”.

Uwzględnienie w tej książce głosów, które stworzyły przedstawianą w niej opowieść, przełamuje barierę oddzielającą naukę publikowaną od nauki praktykowanej[2]. Książka ta ukazuje naukę w działaniu. Starannie pielęgnowany publiczny obraz metody naukowej jako testowania hipotez nie oddaje ani trochę prób i błędów, ślepych zaułków, kreatywności wywodzącej się z niepowodzeń i rozterek czy dyskusji potrzebnych do zaprojektowania skutecznego eksperymentu[3]. Rosnąca szybkość, z jaką posuwa się naprzód współczesna nauka, wymaga dokładniejszego przyjrzenia się zmiennej naturze hipotez, wyjaśnień, dowodów i naukowej precyzji.

A zatem, poza dociekaniami nad węchem, książka ta dostarcza refleksji nad nauką rzeczywiście uprawianą. Naukę cechuje pluralizm i na ogół jest ona bardziej otwarta na krytykę i dyskusję, niż wydaje się osobom spoza laboratorium. Tradycyjne rozumienie postępu naukowego zostało ukształtowane przez Strukturę rewolucji naukowych, książkę Thomasa Kuhna z 1962 roku. Dzięki niej pokolenia naukowców i filozofów powzięły wyobrażenie, że zwyczajna nauka polega na „wypełnianiu doświadczalnych luk” w obowiązującej teorii danego czasu – do czasu nadejścia kolejnej rewolucji.

A jeśli staniemy w najbardziej wysuniętym naprzód miejscu danej dziedziny naukowej, pośród otwartych pytań i trwających badań? Wchodząc do wnętrza laboratoryjnych okopów, możemy obserwować normalną naukę w inny sposób, z perspektywy uwypuklającej jej znacznie bardziej dynamiczną i interesującą naturę. Jak wygląda postęp naukowy oglądany z samego miejsca, w którym prowadzone są rozstrzygające eksperymenty? To pytanie przyświecało mi, gdy zaczynałam pisać tę książkę. Podobnie jednak jak nauka, której ona dotyczy, pytanie to wkrótce zaczęło ewoluować.

Praca nad Węchem przekonała mnie o słuszności twierdzenia wysuniętego przez Patricię Churchland w jej klasycznej książce Neurofilozofia: „Jeśli chcemy rozumieć umysł, musimy zrozumieć mózg”[4]. Podobne podejście rozwijał Paul Churchland z neuroinformatycznego punktu widzenia, a John Bicke opisywał to pojęcie pod nazwą teorii psychoneuronowych[5]. Dwudziestowieczna neurobiologia dokonała przewrotu w naszym rozumieniu mózgu jako podstawy umysłu. Podważyła wiele tradycyjnych intuicji filozoficznych na temat poznania i jego architektury. Zamiast przystosowywać nowe pojęcia naukowe do zastanych filozoficznych światopoglądów, powinniśmy postąpić właśnie odwrotnie. Jakie (nieznane wcześniej) zagadnienia filozoficzne dotyczące umysłu i mózgu wynikają z imponującego postępu neurobiologii? Zmysł powonienia stanowi znakomity pretekst do poddania takiego filozoficznego programu dalszej próbie.

Od powietrza do mózgu i dalej do umysłu

W swoich dziesięciu rozdziałach książka ta zarysowuje zintegrowaną perspektywę badań osmologicznych, którą można zastosować także do prac teoretycznych nad postrzeganiem zmysłowym w ogóle.

Narracja Węchu obejmuje (z grubsza) cztery obszary tematyczne: historię, filozofię, neurobiologię i psychologię. Każde z tych rzadko łączonych ze sobą podejść wnosi własny wkład do układanki: zjawiska psychologiczne są wyrazem procesów nerwowych, a synteza ich wyjaśnień odnosi korzyść z perspektywy filozoficznej, którą wzbogaca historia dociekań nad tymi zagadnieniami.

Najpierw przedstawiam historyczny zarys badań w dziedzinie węchu. Rozdział 1, zatytułowany „Historia nosa”, mówi o odległej przeszłości – od filozofów starożytnych po wyłonienie się w połowie XX wieku społeczności badaczy zajmujących się osmologią. Te wczesne, niemal zapomniane badania eksperymentalne nad zmysłem powonienia stanowią intrygujące przykłady kreatywności naukowej. Uwypuklają także – choć przez zaniechanie – kluczowy element, na którym musi być oparta teoria węchu: zrozumienie biologii ścieżki zmysłowej. Rozdział 2, „Współczesna osmologia. Na rozstaju dróg”, opisuje, jak badania nad węchem stały się częścią głównego nurtu neurobiologii wraz z odkryciem receptorów węchowych. Sytuuje on współczesne rozumienie zmysłu powonienia i ścieżki węchowej w ogólnym kontekście badań nad mózgiem, których zasadniczym paradygmatem pozostaje widzenie. W tym miejscu pojawia się wątpliwość, która nie zostaje jeszcze rozstrzygnięta: czy ma sens modelowanie węchu przez odwzorowywanie zapachów w strukturach neuronowych?

To wymaga udzielenia odpowiedzi na pytanie, czym właściwie są zapachy, co prowadzi nas do bardziej filozoficznego stanowiska dotyczącego charakterystyki postrzegania węchowego. W kolejnych rozdziałach przekonamy się, że zmysł powonienia cechuje się znacznie wyższym stopniem wyrafinowania poznawczego i istotności dla zachowania, niż się powszechnie uważa. W rozdziale 3, „Pilnuj swego nosa. Poznawanie przez zapachy”, badamy rolę zapachów jako elementów umysłu. Węch leży na granicy postrzegania świadomego i nieświadomego. Jak zatem powinniśmy myśleć o zapachach jako obiektach umysłu? Czy zapachy przekazują jakąś treść pojęciową? A jeśli tak, to jakiego rodzaju rzeczy reprezentują zapachy? Następnie, w rozdziale 4, zatytułowanym „Jak zachowanie czuje chemię. Afektywna natura węchu”, przyglądamy się postrzeganiu zapachów z dopełniającego biologicznego i społecznego punktu widzenia. Węch ma doniosły wymiar afektywny. Zapachy oddziałują na nasz nastrój oraz wywołują reakcje fizjologiczne i emocjonalne; niektóre doświadczenia zapachowe tworzą silne związki z dobrze zachowanymi wspomnieniami. Postrzeganie zapachów pełni wiele różnych funkcji – także w odniesieniu do ludzkiego zachowania. Jak wyjaśnić te oddziaływania? W rozdziale 5, „W powietrzu. Od nosa do mózgu”, analizujemy rozmaite drogi, na których należałoby szukać odpowiedzi na to pytanie. Skupiamy się na orientacji w przestrzeni za pomocą zapachów w celu konkretyzacji wyjaśnień dotyczących bodźców chemicznych, procesów ucieleśnionych (takich jak węszenie/obwąchiwanie), topologii neuronowej i przestrzeni percepcyjnej. Zrozumienie tego, jak zapachy przekształcają się w doznania umysłu, wymaga dokładniejszego przyjrzenia się topologii neuronowej układu węchowego.

W rozdziałach od 6 do 8 omawiamy węch z neurobiologicznego punktu widzenia. Odbywamy podróż po strukturze ścieżki węchowej – od receptorów węchowych poprzez opuszkę węchową aż po korę węchową, której dotyczy zasadnicza część naszej argumentacji, że zmysł powonienia podważa fundamenty pojęciowe współczesnej neurobiologii zakorzenione w paradygmacie wzrokowym. Sygnały zapachowe zostają tak głęboko zatarte, że topologia neuronowa w niczym nie przypomina topologii bodźców chemicznych. W ten sposób upada założenie, że nasze życie umysłowe tak czy inaczej stanowi reprezentacyjny wyraz pewnych struktur fizycznych. Postrzeganie nie odzwierciedla świata; ono go interpretuje. W szczególności w rozdziale 6, zatytułowanym „Od cząsteczek do postrzegania”, wykazujemy, że modele oparte na schemacie bodziec-reakcja i wykluczające mechanizmy receptorowe są skazane na porażkę. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, receptory węchowe nie reagują na właściwości cząsteczkowe opisywane przez chemię organiczną. Po drugie, dwa mechanizmy molekularne na poziomie receptorów modyfikują sygnał, co prowadzi do poważnego niedookreślenia sensorycznego. W rozdziale 7, pod tytułem „Prześwietlanie opuszki węchowej”, rozprawiamy się z pokutującym przekonaniem, że opuszka węchowa odpowiada za mapę chemotopową, co oznaczałoby systematyczną reprezentację właściwości bodźca chemicznego. Popularny pogląd, że funkcja opuszki jest zdeterminowana przestrzennie przez jej genealogię rozwojową, okazuje się nie do utrzymania. W rozdziale 8, „Od map do pomiaru zapachów”, przedstawiamy alternatywny względem tradycyjnego punkt widzenia na pierwszorzędową korę zmysłową, podejmując następujące zagadnienie: jeśli mózg nie przetwarza sygnałów zapachowych jako mapy bodźców, jaki inny model postrzegania węchowego powinniśmy przyjąć? Zważywszy na korę gruszkowatą i jej silne połączenia z sąsiednimi obszarami korowymi, alternatywą mogłoby być przyjrzenie się właściwościom czasowym aktywności neuronowej przy kategoryzowaniu zapachów. Ta część książki kończy się wnioskiem, że mózg węchowy o wiele bardziej przypomina instrument pomiarowy niż mapę.

Rozdział 9, „Postrzeganie jako umiejętność”, ujawnia, że te nowe odkrycia neurobiologiczne mają paralelę w wyjaśnieniach psychologicznych uczenia się przez postrzeganie. Okazuje się, że zmienność jest nieodłączna od postrzegania węchowego. Różnice w tym, jak ludzie postrzegają i opisują zapachy, nie są jedynie kwestią subiektywnego doświadczenia. Subiektywność oznacza brak kryteriów obiektywnych. Różnorodność postrzegania węchowego jednak wynika z konkretnych procesów przyczynowych, obejmujących w szczególności genetykę receptorów i wysoce rozproszoną reprezentację neuronową układu węchowego. Nasz nos ma za zadanie pomiar świata, a jest kalibrowany przez nasze życie umysłowe i warunki fizjologiczne. Procesy te posiadają podstawę obiektywną, którą analizujemy na przykładzie perfumiarzy i winoznawców. Wydaje się, że właściwości osobnicze postrzegania węchowego można łatwo wyjaśnić przez odwołanie do obserwacyjnego doskonalenia i nabywania umiejętności, w czym uczestniczy kilka różnych mechanizmów poznawczych. Ostatni rozdział, 10, „Destylat. Nos jako brama do umysłu i mózgu”, sytuuje zmysł powonienia w szerszym kontekście ogólnej teorii postrzegania i mózgu.

To, jak mózg steruje nosem, by interpretował odbierane informacje i podejmował lepsze wybory, stanowi interesujące i niezwykle złożone zagadnienie. Dlatego choć Węch ukazuje naukę w jej obecnym stanie, jest to również książka o przyszłości. Kończy się tam, gdzie wyłaniają się nowe perspektywy dla nauki i filozofii węchu.

Szybkie podążanie współczesnej nauki o zmyśle powonienia w kierunku przyszłości staje się oczywiste, gdy porównamy ją z tym, jak badano nos w czasach historycznych.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Przypisy

Przedmowa

[1] Abbé de Étienne Bonnot Condillac,Condillac’s Treatise on the Sensations (1754; repr., London: Favil, 1930), xxxi. Wyd. pol.:Traktat o wrażeniach. Tłum. W. Wojciechowska. PWN, 2015. Przekład cytatu T.Ch.

[2] Immanuel Kant,Anthropology from a Pragmatic Point of View, ed. and trans. R.B. Louden (1798; repr., Cambridge: Cambridge University Press, 2006), 50–51. Wyd. pol.:Antropologia w ujęciu pragmatycznym. Tłum. P. Sosnowska, E. Drzazgowska. Wydawnictwo IFiS PAN, 2005, s. 56.

[3] Charles Darwin,The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, Vol. 1 (London: Murray, 1874), 17. Wyd. pol.:O pochodzeniu człowieka. Tłum. M. Ilecki. Biblioteka Analiz, 2009. Przekład cytatu T.Ch.

Wprowadzenie

[1] Alexander Graham Bell, „Discovery and Invention”, Alexander Graham Bell Family Papers, 1834 to 1974: Article and Speech Files, Library of Congress, reprinted fromNational Geographic Magazine, June 1914.

[2] Jutta Schickore, „Doing Science, Writing Science”,Philosophy of Science 75, no. 3 (2008): 323–343.

[3] Stuart Firestein,Failure: Why Science Is So Successful (New York: Oxford University Press, 2015); Stuart Firestein,Ignorance: How It Drives Science (New York: Oxford University Press, 2012).

[4] Patricia Smith Churchland,Neurophilosophy: Toward a Unified Science of the Mind-Brain (Cambridge, MA: MIT Press, 1989); cytat za: tejże, „Of Brains & Minds: An Exchange”,New York Review of Books 61, no. 11, 19 czerwca 2014, dostęp 20 marca 2019, https://www.nybooks.com/articles/2014/06/19/brains-and-minds-exchange/.

[5] Paul M. Churchland,The Engine of Reason, the Seat of the Soul: A Philosophical Journey into the Brain (Cambridge, MA: MIT Press, 1996); John Bickle,Psychoneural Reduction: The New Wave (Cambridge, MA: MIT Press, 1998).