Обоняние собак

Электрофизиологические исследования пока что мало помогли в решении проблем, связанных с преобразованием и кодированием запахов. Но одно наблюдение выделяется в этом отношении: оно состоит в том, что различные запахи в разной степени активизируют разные участки обонятельной слизистой. Э. Эдриан который первым открыл это соотношение, предположил существование определенного пространственного порядка в распределении относительной чувствительности обонятельных рецепторов. В таком случае “невральное пространство” обоняние имеет реальное геометрическое приложение /10/.

Центральный  отдел системы обоняния.

Связь рецепторного и центрального отделов системы обоняния осуществляется через аксоны нервных клеток (иллюстрация № 4).  Аксоны обонятельных нейронов представляют собой самые тонкие нервные волокна в организме млекопитающих. Двадцать или более таких волокон заключены в общую оболочку и образуют обонятельные нити. Вероятно, они отличаются очень медленным проведением, но и расстояние, которое должны проходить обонятельные импульсы очень короткое – только через пластину решетчатой кости в обонятельную луковицу.

Обонятельная луковица – первый центральный отдел обонятельной сенсорной системы у собак непосредственно примыкает к основной части полушарий. Обонятельная луковица собак имеет конусовидную форму и является древней корой мозга. Именно в обонятельной луковице происходит первичный анализ запахового вещества.

Регистрация активности обонятельной луковицы металлическими микроэлектродами выявила характерные электрические колебания, которые значительно отличаются от электрических волн, генерируемых любой другой областью мозга. В своих исследованиях Э.Эдриан с полной уверенностью показал, что всякий раз при вдувании пахучих веществ в нос подопытного животного ритм и амплитуда обонятельных потенциалов менялась. Исследователи Дж. Хьюз и Д. Хендрикс пришли к заключению, что электрические колебания в диапазоне низких частот (до 20 Гц) не  связаны с качеством запахов, предъявляемых животному: ответы в этой полосе частот регистрируются на любую стимуляцию обонятельной системы, сигнализируя, что “что-то произошло”. Напротив, в полосе от 37 до 125 Гц содержится значимая информация, которая характеризует качество запаха /10/.

Дж. Хьюзу с соавторами удалось зарегистрировать активность обонятельной луковицы у больных во время нейрохирургических операций. Раздражение различных участков обонятельной луковицы вызывало у больных характерные обонятельные ощущения.

Новым подкреплением частотной теории явилось наблюдение, согласно которому у животных и у людей ритм, сходный с ритмом обонятельной луковицы и связанный с обонятельным раздражением, обнаруживается также в миндалине.

Кроме частотной теории кодирования запахов предложена также теория места. Она была впервые высказана в связи с наблюдениями Э.Эдриана отметившего, что разные запахи вызывают максимальное возбуждение в разных участках обонятельной луковицы.

Нервные волокна, отходящие от обонятельных луковиц, соединяются в пучок, который направляется в последующие органы центрального отдела: обонятельный треугольник, грушевидную долю, гиппокамп или аммонов рог, миндалевидное тело.

На следующем этапе нервные импульсы доходят до таламуса. В этот участок мозга стекаются импульсы, полученные со всех сенсорных систем организма. В таламусе происходит интеграция и дифференциация всего комплекса стимулов, получаемого организмом в данный момент времени. В дальнейшем полученная информация, в том числе о запахах, передается  коре больших полушарий, где осуществляется окончательный анализ и вырабатывается определенный ответ. На этом уровне осуществляется наивысшая психическая активность животного, которую в некоторой степени можно обозначить как интеллектуальную деятельность, проявляющуюся в обеспечении памяти и способности к обучению. Поисковая деятельность собаки необходимо включает в себя комплекс работ таких психических функций как память, мышление, внимание, а, следовательно, и работу больших полушарий животного.

Итак, предварительный “набросок” запаха, возникающей в рецепторном отделе передается в соответствующие нервные центры мозга (центральный отдел), где происходит их расшифровка – возникает образ запаховой картины,  и в конечном итоге формируется адекватный ответ.

Вомероназальный (якобсонов) орган.

Как уже указывалось выше, у собак хорошо развита также добавочная обонятельная система, рецепторный отдел которой представлен вомеро-назальным (якобсоновым) органом, и активность которой связана с восприятием феромонов[4]. Аксоны этих рецепторных клеток направляются к добавочной обонятельной луковице. Вомероназальный орган играет огромную роль в организации социального поведения животного. С помощью феромонов собаки, как и другие животные, передают друг другу информацию о себе, и с помощью вомероназального органа, соответственно, воспринимают сообщения от своих собратьев (иллюстрация №5).

Анализ анатомо-физиологических особенностей обонятельной системы собак показал, как непросто она устроена, какая сложная и многоступенчатая деятельность осуществляется собакой на протяжении каких-то долей секунды. Внешние проявления этой деятельности крайне незначительны и проявляются лишь в том, что собака поводит носом в ту или иную сторону, с силой затягивая воздух.

Не менее важный вопрос для кинолога заключается в том, как собака запоминает запахи и узнает их. Биологическая память – это способность живых существ (популяций) воспринимать воздействие извне, закреплять, сохранять и в последующем воспроизводить вызываемые этими воздействиями изменения организма.

По периоду возникновения запаховую память собаки можно условно разделить на три вида 

–        генетическую (врожденную) – память на феромоны; 

–        приобретенную в пренатальный период

–        приобретенную в ходе постнатального онтогенеза.

Остановимся подробнее на каждом из видов запаховой памяти.

Генетическая память не приобретается собакой в ходе ее жизни. Только что родившийся щенок уже обладает памятью на определенный набор запахов, и появление в его окружении такого запаха будет запускать четко заданную (врожденную) программу действий. У каждого вида животных существует свой набор таких запахов, но некоторые запахи заложены в генетическую память сразу нескольких видов животных. Наличие врожденной (генетически обусловленной) памяти на феромоны можно проиллюстрировать на примере эксперимента С.А. Корытина. Вырезав подхвостые железы у старой убитой волчицы, он предлагал баночку, где они находились, разным собакам. У восьми из девяти собак налицо были признаки страха, хотя раньше ни одна из них с волками не встречалась /6/. Другой пример генетической памяти – половое поведение. Кобеля никто предварительно не обучает реагировать определенным образом на самку в эструсе. Причиной его реакции является восприятие специальных секретов половых желез, выделяемых самкой вместе с мочой или фекалиями. В данном случае кинологу следует учитывать, что значимый запах собака узнает всегда, даже если раньше с ним никогда не сталкивалась, и обязательно на него прореагирует. Это может неблагоприятно повлиять на поисковую работу.

Факт приобретения памяти на запахи во внутриутробный период у щенков был установлен в исследованиях В.А Трошихина и Л.Н. Козловой /11/. Ими был поставлен эксперимент, в котором суку в дородовой период регулярно смазывали камфорным маслом. В результате новорожденные щенки находили соски матери лишь тогда, когда они были смазаны камфорным маслом. Это показывает, что находясь в животе у матери щенки уже могли воспринимать и запоминать ее запах. В настоящий момент исследований в этой области недостаточно и конкретного практического применения этой удивительной способности, еще не родившихся щенят запоминать определенные запахи, пока не найдено.

В третьем случае память на запахи возникает у собак лишь в определенных условиях. Для дрессировки служебных собак этот вид памяти играет огромную роль.

Прижизненная память может возникнуть на любое событие, объект, состояние и т.п. Все стимулы, которые сознание выделяет из окружающей среды, будь то человек, предмет или просто запах или звук откладывается в памяти. Но малозначимые стимулы быстро забываются. В памяти остаются и легко воспроизводятся лишь те стимулы, которые прямо или косвенно связаны с удовлетворением потребностей живого существа, будь то человек или собака. Именно поэтому запах вкусной пищи (мясо или молока)  собака запоминает сразу и на всю жизнь. Эти стимулы ведут к прямому удовлетворению потребности, в данном случае – пищевой. Благодаря механизму условного рефлекса можно выработать связь безразличного ранее стимула с удовлетворением потребности.

Изначально безразличный для собаки запах наркотика может стать интересным в том случае, если собаке будет предложено значимое подкрепление к этому запаху. Учитывая, что собака относится к  животным с высокоорганизованной психикой, наиболее эффективным подкреплением оказывается игра и положительные эмоции, которые будет испытывать собака во время игры с аппортом, а также похвала и подбадривание.

Таким образом, главной для кинолога становится задача научить собаку любить аппорт и связывать его с запахом наркотика.

С точки зрения физиологии ВНД дрессировка собаки по поиску наркотиков – это формирование очень специфической поисковой доминанты[5], вызывающей модификацию охотничьего поведения. Добычей в данном случае служит аппорт с запахом определенного наркотика /4/. Таким образом для формирования третьего вида памяти (и в частности – памяти на наркотические средства) кинологу необходимо на базе условнорефлекторного обучения сформировать поисковую доминанту, а также помнить о двух необходимых условиях, вытекающих из основных положений теории доминанты, к которым относятся: 1) заинтересованность собаки (обусловленная подкреплением), 2) обязательное удовлетворение потребности в конце поиска (захват зубами “закладки”).

Во время поиска наркотических средств собака может столкнуться с рядом трудностей, связанных с условиями работы обонятельной системы. Говоря о факторах, влияющих на поисковую работу собаки в первую очередь необходимо остановиться на некоторых свойствах обоняния.

Первым свойством обоняния можно выделить адаптацию. Так, если собака подвергается длительному воздействию одного и того же запаха, у нее временно понижается чувствительность к этому запаху. Происходит адаптация (приспособление) к данному запаху. Чтобы ликвидировать этот эффект, необходимо вывести животное на некоторое время из зоны действия запаха. Это свойство характерно также и людям, и для того чтобы проверить справедливость этих слов достаточно вспомнить, что любой резкий и неприятный запах со временем перестает ощущаться. (Практический пример)

Второе свойство обоняния, носящее название “маскировка” может серьезно затруднить поисковую работу собаке. Маскировка заключается в том, что при воздействии запаха сильной концентрации может наступить временное снижение способности ощущать этот же запах в меньшей концентрации.

Рассмотренные свойства относятся не только к обонятельной сенсорной системе, но и ко всем остальным (зрение, слух и т.д.)

Третье свойство по своей природе отлично от предыдущих двух и характерно для обоняния. Оно связано с восприятием значительных концентраций запахового материала. При сильных концентрациях запахового вещества собака может “не узнать” его, и ее реакция будет сильно отличаться от привычной нам (вплоть до реакции “игнорировать”).

Во время работы с собакой необходимо также учитывать тот факт, что значительные концентрации одного запаха могут угнетать восприятие других запахов. Так вагоны, вымытые хлором собакам обследовать  труднее, поскольку едкий запах хлора препятствует восприятию других запахов, распространяющихся по вагону.

Существует много запахов, характер которых меняется в зависимости от концентрации. Вероятно, в качестве примера лучше всего привести запах скунса: в больших концентрациях он отвратителен, а при сильных разведениях он напоминает запах мускуса, и может не нравиться уже лишь по ассоциации (иначе почему бы мускус считать почти незаменимым ингредиентом при изготовлении самых высококачественных духов да еще придавать его запах большинству сортов туалетного мыла).

Таким образом, восприятие одного и того же по химическому составу вещества может изменяться у собаки в зависимости от его концентрации. (Практический пример).

Исследовать свойства обоняния у собак крайне трудно, и мы можем лишь предположить, что неадекватная реакция на какой-либо запах может возникнуть в том случае, когда перед ней находятся значительные концентрации запахового материала, например определенного вида наркотика.

Повреждение или заболевание любого органа из участвующих в обонятельном процессе может привести либо к снижению эффективности поисковой деятельности, либо к ее прекращению. Важно знать, что помимо этих органов на поисковую активность, равно как и на процесс обоняния собаки будут оказывать влияния и ряд других факторов. Любое заболевание или ухудшение самочувствия приведет к снижению поисковой активности собаки. Это могут быть как соматическое заболевание (простуда, кожные и кишечные заболевания), так и психическое (различные формы невроза, срыв) а также усталость. Как правило, психические отклонения легко устранимы на ранних стадиях. Кинологу важно понимать состояние собаки и не допускать ситуаций, способных привести к негативным последствиям.