Книга: 100 великих тайн человека

ХРОНОМЕТР В ГЛАЗУ

ХРОНОМЕТР В ГЛАЗУ

Ученым известно, что 97 % всей информации, которая регистрируется всеми органами чувств, поступает в мозг через органы зрения.

Поэтому и неудивительно, что глаз представляет сложнейшую систему, в которой наиболее замысловато и оригинально устроена его «воспринимающая» часть – сетчатка. На ее поверхности находятся особые регистрирующие элементы – светочувствительные клетки, называемые палочками и колбочками, которые благодаря специальному пигменту воспринимают попадающие на них световые лучи.

97 % всей информации об окружающем мире мозг получает с помощью глаз

Сначала эти клетки преобразуют световую энергию в электрическую. В результате этих превращений возникает нервный импульс, который передается в подкорковый центр зрительного анализатора – таламус, а оттуда уже в соответствующий центр коры больших полушарий.

Но это, как говорится, одна сторона медали. Дело в том, что наш глаз способен регистрировать не только ту световую информацию, называемую «зрительной», которая попадает на палочки и колбочки, но и так называемую «незрительную», воспринимаемую иными структурами.

Этот факт был установлен в ходе тщательных наблюдений за людьми, полностью лишенными зрения, но у которых, тем не менее, сохранилась способность воспринимать свет в виде «незрительной» информации.

Проведенные на мышах эксперименты тоже подтверждают факт существования различных механизмов восприятия «зрительных» и «незрительных» сигналов, так как даже при отсутствии палочек и колбочек эти животные могли синхронизировать циркадные ритмы. И, как выяснилось, за этот процесс у млекопитающих отвечают клетки ганглионарного слоя сетчатки.

Кроме того, физиологам известно, что если палочки реагируют на весь диапазон волн видимого света, то клетки этого слоя воспринимают лишь ту его часть, которая соответствует длине волны, равную приблизительно 480 нанометрам, а это – синяя область солнечного спектра.

Для того, чтобы изучить механизмы восприятия этих двух типов сигналов у людей, ученые подобрали пациентов, у которых палочки и колбочки не функционировали, но зато ганглионарный слой был в нормальном состоянии.

Правда, практически всегда гибель фоторецепторных клеток влечет за собой и гибель ганглионарного слоя. Но исследователи все же нашли двух больных, которые стали исключением из этого правила. Именно благодаря этим больным ученые и смогли определиться с функциями незрительных рецепторов.

В ходе этого исследования у одного из пациентов фиксировалось количество мелатонина в зависимости от мощности светового потока. При этом одновременно сравнивался эффект от воздействия фотонов с длиной волны 480 нм, которая характерна для ганглионарных клеток, и длиной волны 555 нм, соответствующей зеленому цвету, который эффективнее всего воспринимается палочками.

Но ученым хорошо известно, что мелатонин – это один из группы гормонов, регулирующих околосуточные ритмы. И его концентрация в крови в здоровом организме всегда повышается в дневное время.

Но, как выяснилось в ходе эксперимента, количество мелатонина в ответ на свет с длиной волны 480 нм увеличилось в несколько раз, по сравнению с реакцией на свет в 555 нм. Кроме того, оказалось, что синий цвет воздействовал на расположенный в гипоталамусе центр, регулирующий циркадный ритм.

В результате вся нервная система больного стала лучше и быстрее работать: уменьшилась задержка реакции и усилилась активность мозга. И всеми этими позитивными изменениями организм отреагировал на синий цвет, а не зеленый, который лучше всего воспринимается фоторецепторами глаза.

У второго больного ученые смогли добиться «ощущения света». Именно об этом «чувстве» заявил пациент в тот момент, когда на него направили синий световой поток. Ученые объяснили этот эффект способностью ганглионарных клеток тоже регистрировать освещение.

Впрочем, ничего удивительного в этом нет, если знать, что фотоны синего цвета обладают наибольшей энергией, а значит, могут проникнуть в более глубокие слои сетчатки, и тем самым донести соответствующим клеткам некоторый объем информации.

Однако гораздо любопытнее биологический смысл этого механизма. Ведь он не просто сохранился в нашем организме в виде рудимента или атавизма тех примитивных глазков, которые функционировали в качестве элементарных световых рецепторов у первых многоклеточных существ. Наоборот, это – часть сложнейшей системы, которая регулирует суточные ритмы. Они же, в свою очередь, контролируют гормональные перестройки, изменение активности мозга, настройку центров кровоснабжения и дыхания.

А то, что в этих процессах задействован именно синий цвет, связано, возможно, с тем, что он намного легче рассеивается в атмосфере, а значит, он находится в ней практически в любое время суток. Соответственно, для регулирования циркадных ритмов не обязательно находиться непосредственно на солнце. Кроме того, свет этих длин волн гораздо интенсивнее в спектре Луны, «зоркий взгляд» которой в ночное время наблюдал за развитием жизни на Земле.