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

Целительная сила «убойного» цветка Целительная сила «убойного» цветка

За какие целебные свойства ценят зверобой?

Наука и жизнь
Дом над ямой. Победить своих демонов Дом над ямой. Победить своих демонов

Как справиться с безнадежностью — колонка Катерины Мурашовой

СНОБ
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
14 октября в Киришах 14 октября в Киришах

Больше двух лет я работал на этой стройке диспетчером СМУ-58 стройтреста 46...

Дилетант
Ледяные колокольчики Ледяные колокольчики

Что это за ледяные колокольчики, в изрядном числе свисающие над водой?

Наука и жизнь
Антикризисная программа Антикризисная программа

Кризис семейной жизни — дело житейское, но как к нему подготовиться?

Добрые советы
Священный знак Священный знак

«Кого Юпитер хочет опозорить, лишает своего орла»

Дилетант
В атмосфере отдыха В атмосфере отдыха

Эта маленькая, но уютная квартира находится в известном курортном месте

Идеи Вашего Дома
Таиланд на любой вкус Таиланд на любой вкус

Гастрономическое путешествие по королевству в Юго-Восточной Азии

Добрые советы
Кошки, электричество, дороги Кошки, электричество, дороги

Как связаны дороги, электричество и кошки?

Наука и жизнь
Как подобрать плавки для бассейна по всей науке: 10 советов чемпиона Европы Как подобрать плавки для бассейна по всей науке: 10 советов чемпиона Европы

Какие плавки лучше выбрать для новичков, а какие — для тренированных пловцов?

ТехИнсайдер
Правильный счет: как научиться зарабатывать на криптобизнесе? Правильный счет: как научиться зарабатывать на криптобизнесе?

Разбираемся в тонкостях и нюансах операций с криптовалютой в компании эксперта

Правила жизни
Вес попутал Вес попутал

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

VOICE
Утолить кадровый голод Утолить кадровый голод

Как бизнес в России решает вопрос подготовки специалистов

Монокль
Органический синтез в молекулярных облаках Органический синтез в молекулярных облаках

В космосе обнаружена очередная сложная органическая молекула

Знание – сила
Плоды просвещения Плоды просвещения

При всей работоспособности Дмитрий Волков был истинным сыном века

Дилетант
Институт травмы: каждый третий элитный спортсмен пережил опыт насилия в детстве Институт травмы: каждый третий элитный спортсмен пережил опыт насилия в детстве

С насилием в той или иной сфере столкнулись 75% спортсменов

Forbes
Мухи с котлетами: почему третий бак не решит проблему переработки пищевых отходов Мухи с котлетами: почему третий бак не решит проблему переработки пищевых отходов

Почему отдельный бак для пищевых отходов не избавит страну от выброшенной еды?

Forbes
Хватит краснеть Хватит краснеть

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

СНОБ
Интуиция или тревога: каким бывает предчувствие и как с ним справиться Интуиция или тревога: каким бывает предчувствие и как с ним справиться

Как освободиться от излишней тревожности, чтобы жить в спокойствии?

Psychologies
Трезвость особая Трезвость особая

«Москва — Петушки» как путь праведника

Weekend
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
Пираты в юбке: 5 неочевидных вопросов про разбойничьих капитанш Золотого века пиратства Пираты в юбке: 5 неочевидных вопросов про разбойничьих капитанш Золотого века пиратства

​​​​​​​Как пираткам удавалось избежать виселицы, когда мужчины уже были обречены

ТехИнсайдер
Удержать лицо Удержать лицо

Какие лифтинг-методики сегодня реально работают

Добрые советы
«Надо уважать чужое мнение за то, что оно чужое» «Надо уважать чужое мнение за то, что оно чужое»

Как Юрий Лотман пересилил время

Weekend
Товарищ Тело Товарищ Тело

«Субстанция»: еще один важный боди-хоррор

Weekend
Младшие и старшие Младшие и старшие

Как дети разного возраста влияют друг на друга и как друг друга учат

Здоровье
11 ложных представлений о любви, которые нам часто навязывают 11 ложных представлений о любви, которые нам часто навязывают

Действительно ли произносящий слова о чувствах человек искренне нас любит?

Psychologies
Исмаиль Кадарэ «Генерал мертвой армии». Отрывок из романа Исмаиль Кадарэ «Генерал мертвой армии». Отрывок из романа

Выдающий роман классика албанской литературы выходит в октябре

СНОБ
Бегущий по шейкеру: как набрать массу, когда нет времени Бегущий по шейкеру: как набрать массу, когда нет времени

Что нужно делать, когда на весах нужен плюс, а на часах везде минус?

Правила жизни
Открыть в приложении