Правда ли, что человечество слепнет, и можно ли вернуть зрение слепому человеку?

НаукаНаука

Есть свет для бедных и свет для богатых

Почему сетчатку называют частью мозга, помещенной в глаз? Что такое родопсин? Правда ли, что человечество слепнет, и как этого избежать? Можно ли вернуть зрение полностью слепому человеку? Об этом рассуждает академик Михаил Островский, физиолог, главный научный сотрудник Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН.

Беседовала Наталия Лескова

Александр Коряков

Безумно интересно, как квант света — физическая форма движения материи — преобразуется в биологический сигнал, в то, что я вижу вас, а вы — меня. Чарльз Дарвин в своем знаменитом труде «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 году писал, что все он может объяснить своей теорией, единственное, что не может,— как возник в эволюции глаз.

Всюду родопсин

— Вы это тоже не можете объяснить?

— Только недавно стали появляться статьи на эту тему. Сейчас научное сообщество начинает понимать, как это все шло в эволюции.

— Почему глаз — такая сложная система?

— Потому что она совершенна. Потому что зрение для организма — наиважнейший источник информации. Глаз человека — частный случай органа зрения позвоночных животных. Глаза беспозвоночных ничуть не менее совершенны, но устроены по-другому. В период кембрийского взрыва, около 600 млн лет назад, когда возникало необыкновенное разнообразие видов животных, формировалось и огромное разнообразие органов зрения. У беспозвоночных, например у насекомых, глаз состоит из множества маленьких глазков — омматидиев, похожих на дольку апельсина. У позвоночных глаза — как камера-обскура, как фотоаппарат с фотопленкой. Но что самое удивительное: в глазах всех живых существ, от самых примитивных до самых высокоорганизованных, как бы по-разному они ни были устроены — креветки, осьминога и кальмара, мухи и таракана, рыбы, птицы, кошки, собаки, обезьяны и человека,— светочувствительный «чип», молекула, поглощающая квант света и запускающая зрительный акт, одна и та же — это молекула родопсина.

Время собственно фотохимической реакции родопсина фантастически короткое — около 50–100 фемтосекунд. Это вообще одна из самых быстрых реакций в фотохимии. Родопсин в этом отношении становится сейчас парадигмой не только для фотобиологии, но и для фотохимии вообще. К нему, к его прямым и обратным реакциям, проявляют интерес специалисты в области молекулярной электроники. Ибо было бы очень здорово по образу и подобию родопсина создать молекулярные фотопереключатели, эдакие сверхбыстрые фоточипы. Суть же фотохимической реакции родопсина состоит в том, чтобы «выпрямить» ретиналь.

— А что такое ретиналь?

— Ретиналь — это слегка видоизмененный витамин А. Он, как ключ в замок, вставлен в белковую часть молекулы родопсина. В темноте ретиналь изогнут, как кочерга. Квант света его выпрямляет. Время «выпрямления» — это и есть те самые 50–100 фемтосекунд. Свет в зрении нужен на самом деле только для того, чтобы ретиналь выпрямить и тем самым запустить зрительный процесс.

Надо сказать, что только в нескольких физических лабораториях мира созданы такие сложнейшие лазерные установки, которые позволяют проводить такого рода эксперименты. Такую фемтосекундную установку создали физики Олег Саркисов и его ученик Виктор Надточенко в Институте химической физики имени Н. Н. Семенова. И я был первым, кто принес Олегу родопсин для изучения его сверхбыстрой фотохимии. За последние годы мы много что узнали о тонкостях этой уникальной, сверхбыстрой и эффективной реакции родопсина на свет.

— Но почему это нужно делать так быстро?

— Чтобы энергия кванта света, поглощенная молекулой родопсина, пошла «на дело», а, не дай бог, не высветилась в виде флюоресценции, не рассеялась в тепло и не генерировала активную форму кислорода, испортив зрительную клетку.

Александр Коряков

Часть мозга?

— А что насчет сетчатки как «части мозга в глазу»?

— О, это совсем другая история. Сетчатка, конечно, никакая не фотопленка на дне «глазного бокала». Она сложнейший нервный центр, в ней совершается грандиозная переработка зрительной информации. И уже в сильно переработанном, перекодированном виде она примерно по 1,2 млн волокон зрительного нерва передается в мозг. В мозгу этот процесс обработки продолжается, и возникает зрительный образ.

Нейрофизиологические исследования на сетчатке — фактически исследования механизмов обработки информации в мозгу.

Мы смотрели, что происходит с родопсином после свершения зрительного акта. Так вот, после этого родопсин разваливается. Родопсин — молекула однократного действия. В зрительной клетке их очень много — порядка 10 в девятой степени. Для зрительного акта используется лишь ничтожная доля.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Продуманно и бездымно Продуманно и бездымно

Почему никотин сам по себе не является канцерогеном

Наука
It depends It depends

Полина Гагарина с психологом о зависимостях, испытывающих нас и наших детей

Psychologies
Чем занимались биологи в 2024 году Чем занимались биологи в 2024 году

Открытия биологов: атласы клеток человека, мушиные синапсы и ДНК мигрантов

Наука и жизнь
Хватит краснеть Хватит краснеть

Почему мы стали пить белое вино, да еще и большими глотками?

СНОБ
Умереть по-христиански Умереть по-христиански

«Мы насилу довели его до смерти христианской»

Дилетант
Артиллерия в новом веке Артиллерия в новом веке

Основные направления развития рынка артиллерийского вооружения

Обозрение армии и флота
Шведские роботы против Балтийского флота Шведские роботы против Балтийского флота

Как маленькая нейтральная Швеция стала одним из пионеров ракетостроения

Обозрение армии и флота
Вес попутал Вес попутал

Росина Сефиен – о том, как одеваться, если ты плюс-сайз

VOICE
Со всей душой Со всей душой

Как отдохнуть в Армении в бархатный сезон

Лиза
Ученые рассказали, как на старение внуков влияет образование дедушек и бабушек Ученые рассказали, как на старение внуков влияет образование дедушек и бабушек

Как образование предков влияет на наше здоровье?

ТехИнсайдер
Наташа Бардо: «Хочу сыграть ведьму» Наташа Бардо: «Хочу сыграть ведьму»

Эта звезда экрана явно не из тех, кто останавливается на достигнутом

VOICE
4 явления, с которыми вы обязательно столкнетесь на сеансах у психолога 4 явления, с которыми вы обязательно столкнетесь на сеансах у психолога

Что происходит с нами во время работы с психотерапевтом?

Psychologies
«Безопасность — миф»! Эксперт из США рассказал, нужны ли школьникам смартфоны «Безопасность — миф»! Эксперт из США рассказал, нужны ли школьникам смартфоны

Зачем школьникам смартфоны?

ТехИнсайдер
Почему евреи мигрировали в США и стали важной частью американской культуры Почему евреи мигрировали в США и стали важной частью американской культуры

Миграция евреев в США оказала значительное влияние на развитие культуры

ТехИнсайдер
Уютное и доброе фэнтези: 5 бестселлеров и новинок для осеннего чтения Уютное и доброе фэнтези: 5 бестселлеров и новинок для осеннего чтения

Атмосферные, согревающие истории поднимут настроение холодными вечерами

Maxim
13 игр с поцелуями — от тех, которые оживят вашу прелюдию, до тех, которые подойдут для вечеринки 13 игр с поцелуями — от тех, которые оживят вашу прелюдию, до тех, которые подойдут для вечеринки

Игры с поцелуями: как насчет еще одного повода поцеловаться?

VOICE
Зерновозы для страны Зерновозы для страны

Задача по увеличению объемов поставок сельхозпродукции за рубеж поставлена

Агроинвестор
Курс на Канны Курс на Канны

Составляем список обязательных к посещению стендов на Cannes Yachting Festival

Y Magazine
Расул вошел, Расул вышел Расул вошел, Расул вышел

Jetour T2 как пример новой внедорожности

Автопилот
Гостья из космоса Гостья из космоса

Актриса Софья Лебедева — о фантастике, свободе и страхах

OK!
Santa Wildberries: история одного развода Santa Wildberries: история одного развода

К чему приведёт слияние Wildberries и Russ?

Монокль
Несчастливы вместе Несчастливы вместе

«Жизнь»: немецкая семейная драма, подражающая американскому роману

Weekend
Дрон-охранник с искусственным интеллектом: как разработчики научили беспилотник следить за порядком в городе Дрон-охранник с искусственным интеллектом: как разработчики научили беспилотник следить за порядком в городе

«Контур» — комбинация дрона-охранника и стационарной камеры наблюдения

ТехИнсайдер
Спагетти-монстр Спагетти-монстр

SWM G01F: китайский кроссовер для Cпиди-гонщика

Автопилот
Как архитектор Олег Карлсон оказался спасителем артхаусного театра в Москве Как архитектор Олег Карлсон оказался спасителем артхаусного театра в Москве

«От барака до барокко»: как архитектор Олег Карлсон преобразовал театр

Forbes
Как понять, что у ребенка аутизм: 4 главных симптома Как понять, что у ребенка аутизм: 4 главных симптома

Аутизм у детей: как его диагностируют и какие признаки могут заметить родители?

Psychologies
Правила жизни Кена Кизи Правила жизни Кена Кизи

Правила жизни писателя Кена Кизи

Правила жизни
Сложные связи Сложные связи

Какими удивительными чертами могут обладать человеческие языки

Вокруг света
Фольклорист Александра Баркова: Считать меня язычницей — это какой-то тяжелый бред Фольклорист Александра Баркова: Считать меня язычницей — это какой-то тяжелый бред

Интервью с российским фольклористом Александрой Барковой

СНОБ
Пьет значит жив Пьет значит жив

Как запой оказался единственной живой темой «Живого трупа»

Weekend
Открыть в приложении