1. Введение
Нейроанатомические и
нейрофизиологические связи обонятельного
анализатора с лимбической системой и другими
структурами мозга, ответственными за эмоции (Рис.
1) указывают на принципиальное взаимовлияние
обоняния и эмоционального поведения (Lorig et al., 1988,
Макарчук, Калуев, 2000). Важную роль здесь играют
обонятельные луковицы и миндалина, сопрягающие
обонятельный анализатор и эмоциогенные
структуры мозга в единую древнюю систему,
называемую обонятельным мозгом Rhinencephalon.
Cуществование такой системы эволюционно
необходимо для обеспечения оперативного
реагирования организма на биологически значимые
запаховые стимулы (Anderson et al., 2003) и не характерно
для других сенсорных систем организма (Savic, 2002).
Именно поэтому нарушения обоняния различного
генеза – аносмии, гипосмии, фантосмии и паросмии
– тесно связаны с эмоциональной сферой и
способны приводить к появлению стойких
негативных эмоций, повышенной тревожности и
депрессии (Diego et al., 1998). Однако не менее интересен
вопрос о том, как эмоции могут влиять на работу
обонятельного анализатора. Эта проблема гораздо
менее изучена, хотя имеются интересные данные о
том, что люди с различным уровнем arousal ЦНС
по-разному воспринимают обонятельную информацию
(Lawless, 1991). В нашей работе исследуется данный
вопрос, рассматривая клинический случай
специфических эмоционально-селективных
ощущений восприятия запахов при аносмии, и
делаются попытки проанализировать его с точки
зрения наших знаний о нейробиологии сенсорных
систем.
2.
Клинический случай.
П.Р., девушка 23 лет,
родилась в Москве, наблюдалась по поводу аносмии,
существовавшей с самого раннего детства. Роды
затяжные, с угрожающей асфиксией плода. До 2
недель - гипертонус. В возрасте 1 года 4 месяцев -
ушиб затылочной части головы. В 2 года -
логоневроз с последующим излечением через 2
месяца, спустя 5 месяцев - пневмония, в период
болезни возобновление клиники логоневроза от
испуга. В школьный период - частые ОРВИ. Инфекции
детского возраста не переносила. В 7 лет -
вегето-сосудистая дистония по гипотоническому
типу, в 10 лет - аденоидные вегетации (инволюция в
пубертатном периоде). В 19 лет - хронический
односторонний катаральный гайморит, исход -
выздоровление. Половое развитие без
особенностей, гинекологический анамнез без
особенностей. Нервно-психическое развитие -
декомпенсированный логоневроз. Особенности
аносмии: до 12 лет аносмия не осознавалась и
присутствовало ощущение полноценности в
восприятии сенсорной информации. О собственной
аносмии узнала из разговора с матерью.
Обследования, проводимые ЛОР-врачами, не выявили
существенных нарушений в состоянии слизистого
эпителия. П.Р. хорошо различаются некоторые
сильные “тригеминальные” запахи: этанол,
нашатырный спирт, ацетон. Эти запахи легко
узнаются с закрытыми глазами. Субъективно
воспринимается негативно нашатырный запах,
остальные запахи эмоционально нейтральны. Запах
озона, который также способен воздействовать на
тригеминальную систему (Sagar et al., 1991),
воспринимается как приятный (свежий). При этом
некоторые тригеминальные запахи не
воспринимаются (хлорка, формалин, ментол), однако
ассоциации с ментолом возникают через мятные
конфеты. Чувство вкуса не нарушено, ощущаются все
тонкие вкусовые нюансы. Неприятные запахи не
воспринимаются и при виде неприятных предметов
негативные запаховые образы не возникают.
Приятные запаховые образы часто возникают,
однако только в тех случаях, тогда когда пациент
смотрит на объект, реже – когда говорят о
приятном запахе. Например, при виде цветка
ощущается приятный аромат (даже в тех случаях,
когда цветок не имеет запаха). Когда говорят, что
пахнет арбузом или свежестью, возникает ощущение
запаха свежести. Аромат духов воспринимается как
приятный, но только при виде флакона. Духи,
нанесенные на тело, запаховых образов не
вызывают. Отличить запах одного вида духов от
другого возможно, если флаконы разные по форме и
цвету: строгая классическая форма, красный цвет
флакона – пряный сладкий запах; светлый флакон
современной формы – лёгкий холодный запах;
флакон жёлтого цвета – лимонный запах. В
отношении этих запаховых образов понятия
“сильный” или “слабый” не существует и без
реального зрительного образа ощущения запаха не
возникает.
3. Нейробиологические
аспекты наблюдаемой аносмии.
Как
представляется, областью
эмоционально-селективной интеграции зрительных
и обонятельных образов в мозге может быть
стриатум. Стриатум не только представляет собой
ведущий компонент мозговых систем подкрепления
(Калуев, 2003), но и тесно связан с различными
областями миндалины. Базолатеральная часть
миндалины, ответственная за вкусовую и
зрительную информацию, связана проекциями с
центральной частью вентромедиального стриатума,
тогда как кортикомедиальные и периамигдалярные
ядра – “обонятельный” отдел миндалины –
посылают проекции в периферические отделы
стриатума (Fudge et al., 2002). Индуцируемое возбуждение
центрального стриатума при действии
определенных зрительных стимулов может вызывать
“гедоническую” активацию всего стриатума,
включая его “обонятельные” области с
последующим распространением приятных
“запаховых” ощущений в вышележащие отделы
обонятельного анализатора и возникновением
приятных запаховых ощущений у аносмического
пациента. В таком случае неприятные запахи (запах
мочи, фекалий, пота, газа, уксусной кислоты, дыма,
гари, испорченных продуктов, бензина, краски) не
ощущаются по причине аносмии. Неприятные образы
не активируют стриатум и не вызывают ассоциации
зрительной информации с запаховыми образами.
Важно, что ощущение запаха можно вызвать
искусственно, представив тот или иной объект,
сформировав зрительный образ в сознании. Однако
это можно отнести только к приятным запахам,
поскольку пациентка была не в состоянии вызвать
у себя образ какого-либо неприятного запаха.
Последнее обстоятельство еще раз указывает на
возможность протекания процессов именно по тем
механизмам, которые нами были предложены в
качестве возможного обоснования указанного
клинического случая.
Известно, что
активация тройничного нерва тригеминальными
запахами вызывает в разной степени выраженную
деактивацию в мозге, включая зрительную,
соматосенсорную и часть обонятельной зоны коры
(Savic, 2002). Этот процесс может объяснить, например,
тот факт, что почти все тригеминальные запахи
воспринимаются П.Р. нейтрально (кроме нашатыря),
тогда как большинство нормосмических испытуемых
описывают их как неприятные. Наряду с аносмией, у
П.Р. вероятно нарушена вомероназальная
чувствительность, так как запахи (феромоны)
человека и животных не воспринимаются и
эмоционально оцениваются абсолютно нейтрально.
Важной в данном случае
представляется возможная роль миндалины.
Известно, что миндалина по-разному активируется
в ответ на предъявление приятных или неприятных
запахов или зрительных стимулов (Zald, Prado, 1997; Savic,
2002) и является той структурой, где происходит
передача сенсорной информации, ее первичная
сортировка и эмоциональная оценка (Anderson et al., 2003).
Базолатеральная миндалина, как показывают
недавние данные, активно участвует в процессах
запоминания и консолидации запаховых образов
(Kilpatrick, Cahill, 2003). Подчеркнем, что именно с ней
нейроанатомически связан гиппокамп – ключевая
мозговая структура эмоциональной памяти.
Кортикомедиальная часть миндалины связана с
гипоталамусом, еще одной ключевой структурой,
участвующей в регуляции эмоционального
поведения. Проекции от этих отделов миндалины к
центральному ядру миндалины – основному
“интегратору” информации и первичному
анализатору ее ценности в пределах миндалины,
вероятно, могут обеспечить уже на уровне
миндалины сопряжение зрительной информации, ее
первичную эмоциональную оценку и оценку ее
значимости, а также задействовать механизмы
памяти, с последующей генерацией
ассоциированных с ними “запаховых” образов в
вышележащие отделы обонятельного анализатора.
Указанные процессы, как представляется, также
могут служить нейробиологической основой
описанного нами клинического случая.
При анализе обоняния
всегда важны процессы, происходящие в
грушевидной коре. Ее роль при ассоциативном
восприятии и запоминании запахов очень
существенна (Brennan, Keverne, 1997). Однако активация
грушевидной коры при вдыхании беззапахового
воздуха или при принюхивании (Savic, 2002) может
означать преимущественную роль данной структуры
в качестве регулятора поведения принюхивания, а
не восприятия запахов как таковых. Поэтому
данный фактор можно исключить из рассмотрения,
поскольку роль принюхивания у П.Р. существенно
снижена в силу осознания пациенткой собственной
врожденной аносмии.
Отдельно следует
затронуть процессы, могущие при аносмии
протекать на уровне обонятельных луковиц.
Вопреки классической точке зрения о луковицах
как о простом “передаточном звене” от
обонятельного эпителия в мозг, существующие
сегодня данные позволяют говорить о важной роли
луковиц в процессах первичной обработки,
запоминания и эмоциональной оценки
хемосенсорной информации (Макарчук, 1999, Макарчук,
Калуев, 2000). Повреждение обонятельных луковиц не
только блокирует обонятельный анализатор, но и
приводит к серьезным нарушениям поведения и всей
эмоциональной сферы человека или животного. Тот
факт, что у животных повреждение миндалины,
орбитофронтальной коры, таламуса и проекций
энторхинальной коры в гиппокамп не вызывает
нарушений в способности различать запаховые
стимулы (Brennan, Keverne, 1997), свидетельствует о том, что
такая способность заложена в нижележащих
структурах обонятельного анализатора, то есть в
обонятельных луковицах. Нейроанатомия
обонятельных луковиц свидетельствует о
существовании разветвленных нейронных сетей,
связывающих между собой в единый ансамбль целые
группы клеток на значительных участках луковиц,
которые и являются нейрональным субстратом для
указанных процессов. В литературе обсуждается
достаточная автономность обонятельных луковиц и
их пейсмейкеро-подобная активность, не зависящая
от уровня сенсорного притока. Поэтому не
исключено, что нарушения баланса тормозных и
возбуждающих процессов на уровне обонятельных
луковиц каким-то образом может привести к
индукции эмоционально-селективных “запаховых”
образов. Кроме того, существуют
нейроанатомические проекции от обонятельных
луковиц в гипоталамус (Savic, 2002), обеспечивающий
нейрогуморальный аппарат реагирования
организма на эмоционально значимые сенсорные
стимулы.
Рассматривая данный
клинический случай, нельзя не затронуть вопрос о
возможном участии коры мозга. В частности,
орбитофронтальная кора считается областью
сенсорно-гедонической интеграции и формирования
ассоциативных связей вкуса, запаха и зрительных
стимулов (Royet ety al., 2001). Ее активация при
эмоциональной оценке запаха у человека показана
с использованием многочисленных современных
нейрофизиологических методов. Существуют данные
о том, что орбитофронтальная кора (особенно в
левом полушарии) является главным гедоническим
центром обонятельного анализатора (Brand et al., 2002;
Anderson et al., 2003). Поэтому логично допустить важную
роль орбитофронтальной коры в интеграции
ольфакторных и эмоциональных процессов в
рассматриваемом клиническом случае. Тот факт,
что различные запахи вызывают активацию
различных областей коры, и что каждая из них
отвечает за “свой” аспект сенсорной информации,
подтверждает данный вывод. Так, правое полушарие
задействовано в восприятии степени знакомости
запаха и в наименьшей мере его интенсивности,
тогда как левое полушарие кодирует гедонический,
эмоционально-окрашенный характер запаха (Royet et al.,
2001). При этом обонятельный анализатор
подчиняется общим законам, справедливым и для
других сенсорных систем, поскольку левая часть
коры мозга точно так же активируется в ответ на
предъявление зрительных стимулов, имеющих
эмоциональную окраску. Иными словами, сенсорная
интеграция зрения и обоняния на уровне коры и ее
зависимость от эмоциональной окраски стимулов
имеет под собой вполне конкретный
нейрофизиологический субстрат как в норме, так и
при аносмии.
4. Некоторые общие
соображения и перспективы терапии.
Касаясь нейробиологии
обоняния вообще, следует особо подчеркнуть его
чрезвычайную контекст-зависимую природу.
Очевидно, что это обусловлено эволюционно,
поскольку в природе выживание часто зависит не
от самого наличия запахового стимула (например,
хищника), а именно от его контекста (Как далеко
этот запах? Приближается или удаляется?
Сочетается ли со зрительным образом? и т.д.).
Контекст-зависимая природа описанного нами
случая хорошо иллюстрируется зависимостью
запахового образа от цвета и формы флакона с
духами. Привязка запахового образа к
эмоциональному компоненту сама по себе является
примером контекст-зависимой природы обоняния в
данном клиническом случае (см. ранее о “приятных
запаховых образах”, вызываемых красивыми, но
непахнущими цветками).
Весьма важный вопрос
также заключается в возможной ценности данного
наблюдения и его использования для клинической
практики. Во-первых, вызываемые (посредством
ассоциированных зрительных или слуховых
образов) приятные запаховые ощущения могут
явиться одним из путей преодоления
ангедонических расстройств, так часто
вызываемых аносмией. Иными словами, речь идет о
своего рода “обонятельных протезах”, в роли
индукторов которых выступают приятные
зрительные стимулы. Соответствующая специальная
тренировка (а, в перспективе, возможно и
направленная нейрофизиологическая коррекция)
может развить указанные ассоциативные
способности мозга, сделав “обонятельный мир”
аносмического пациента красочным и максимально
полноценным. В качестве эндогенных индукторов
данных процессов можно также допускать
возможность использования различных
нейротропных пептидных препаратов, вводимых
интраназально аносмическому пациенту (с их
последующим аксональным транспортом в мозг по
структурам обонятельного анализатора, включая
те структуры, где может происходить
трансформация части зрительной информации в
“обонятельные” образы и их запоминание и
ассоциация). Данный подход укладывается в общую
концепцию о “сенсорной психофармакологии”
(Калуев, 2001) и представляется весьма
перспективным.
Во-вторых, не
исключено, что аналогичный процесс “сенсорного
протезирования” возможен и в обратном
направлении – от обоняния к зрению, то есть у
нормосмических людей с нарушениями зрения.
Особую клиническую категорию, интересующую нас,
представляют люди, утратившие зрение после
сильного эмоционального потрясения. Возможно,
направленная индуцированная ассоциация с
приятными запахами обеспечит эмоциональную
“раскачку” мозга, обогатит сенсорный мир
больного за счет зрительных образов, вызываемых
приятными запахами, и в ряде случаев сделает его
патологию зрения обратимой. “Обученная”
ассоциация запаховой информации с музыкой
(помимо известного собственного положительного
эффекта музыки) и индукция данных образов также
представляется путем обогащения сенсорного мира
пациента (см. о способности П.Р. создавать образы
приятных запахов при словесном описании
некоторых приятных запаховых стимулов). Обучение
аносмического пациента ассоциировать
положительные обонятельные образы с реальными
вкусовыми стимулами также может быть удачной
терапевтической стратегий, направленной на
обогащение сенсорного мира аносмического
пациента (см. пример создания образа запаха
ментола через вкус мятных конфет у П.Р.).
Наконец, важно также
учитывать половой диморфизм как в механизмах
работы обонятельного и других анализаторов (Dalton
et al., 2002), так и в функциональной морфологии и
нейрофизиологии его соответствующих мозговых
отделов. Вероятно, с учетом этого обстоятельства
терапевтические подходы к мужчинам и женщинам
должны быть разными. Не все зрительные образы и
запахи воспринимаются мужчинами и женщинами
одинаково, равно как и их эмоциональная оценка,
способность к различению, запоминанию,
ассоциированию и тренировке чувствительности
различна у представителей разных полов.
Как представляется,
существенные возможности для терапии во всех
данных ситуациях могут предоставить подходы,
основанные на принципах биологической обратной
связи (Штарк и др., 2001, 2003). В том числе с
использованием компьютерных программ,
управляющих в ходе терапии
нейрофизиологическими процессами (или
приборами) на основе мониторинга биологических
ответов самого пациента в реальном режиме
времени. В частности, эмоциональную окраску как
предъявляемого реального стимула-индуктора, так
и вызываемого им образа можно оценивать по
вегетативным показателям, изменению ЭЭГ и т.д.
Резюмируя, подчеркнем
важный вывод о том, что обоняние влияет на эмоции,
эмоции влияют на обоняние, а разные сенсорные
системы (обоняние, зрение, слух) могут
интегрироваться и взаимодействовать друг с
другом, не только замещая собой отсутствующие
или нарушенные, но и вызывая адаптивные
процессы-надстройки, максимально приближенные
на уровне мозга к нормальному функционированию
поврежденных сенсорных систем.
Association-based emotion-selective
”olfaction” in an anosmic patient (case report): analysis and therapy perspectives
A.V.Kalueff, N.V.Kiryukhina
CPBR, MSMSU, Moscow, Russia, Tampere
University, Tampere, Finland
The paper describes a case of 23-year
female anosmic patient (with preserved taste and trigeminal sensitivity) who reported
pleasant “olfactory” images related to pleasant visual objects and no perception to
all unpleasant visual objects. The case is being discussed in terms of possible
visual-olfactory pathways interactions and is focused on the brain structures involved in
sensory processing and emotionality (olfactory bulbs, amygdala, striatum and cortex). Some
possible therapeutic approaches based on sensory-sensory interplay are being suggested.
