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

Воздушный океан... Воздушный океан...

Мы все живём где-то на дне воздушного океана

Наука и жизнь
Родителям: как останавливать конфликты между сестрами и братьями Родителям: как останавливать конфликты между сестрами и братьями

Не усугубляете ли вы с помощью этих фраз конфликты между вашими детьми?

Psychologies
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Земля кипящая Земля кипящая

Долина гейзеров на полуострове Камчатка уникальна в мировом масштабе

Лиза
Пять ошибок Пять ошибок

Как Брут из властителя Рима превратился в государственного преступника?

Дилетант
Правильный холодец Правильный холодец

Холодец: как выбрать продукты и приготовить легендарное русское блюдо

Добрые советы
Охотники за сырьем Охотники за сырьем

Ради каких неочевидных природных ресурсов раньше любили затевать войны?

Вокруг света
«За мной придут ночью». Отрывок из книги Тахира Хамута «За мной придут ночью». Отрывок из книги Тахира Хамута

Отрывок из книги «За мной придут ночью» — о респрессиях по отношению к уйгурам

СНОБ
Секреты Софи Секреты Софи

Правила ухода со собой легендарной актрисы Софи Лорен

Лиза
Кто такой пополамщик: 7 причин такого поведения со стороны мужчины Кто такой пополамщик: 7 причин такого поведения со стороны мужчины

Кто такой пополамщик и почему мужчины придерживаются такой модели поведения

Psychologies
Инь-ян Инь-ян

Что означает древний символ инь-ян и как применять его силу на практике

Лиза
Следи за словами. Фразы, которые точно не стоит говорить своему боссу Следи за словами. Фразы, которые точно не стоит говорить своему боссу

С помощью каких фраз можно зарекомендовать себя как ненадежного сотрудника

Лиза
Опухоли повысили риск развития сердечно-сосудистых заболеваний Опухоли повысили риск развития сердечно-сосудистых заболеваний

Частота развития сердечно-сосудистых заболеваний выше у пациентов с опухолями

N+1
Испанец срывает чужие свадьбы за деньги. Психолог рассказала, кто пользуется его услугами Испанец срывает чужие свадьбы за деньги. Психолог рассказала, кто пользуется его услугами

Испанец Эрнесто, работа которого — срывать свадьбы

Psychologies
Что значит на подростковом языке слово «эщкере»? Что значит на подростковом языке слово «эщкере»?

Почему подростки используют сленговые слова?

Psychologies
Вот что интересно узнать о пестрой и жужжащей птичке: 15 любопытных фактов о колибри Вот что интересно узнать о пестрой и жужжащей птичке: 15 любопытных фактов о колибри

Забавные колибри примечательны не только своими миниатюрными размерами!

ТехИнсайдер
Кто остановит испанского слизня Кто остановит испанского слизня

Какие методы борьбы существуют против инвазивного вредителя — испанского слизня

Наука
Ложь, чертеж и провокация Ложь, чертеж и провокация

Auto Union Typ 52 Schnellsportwagen – автомобиль, которого не было

Автопилот
Как анализировать кино? Сохраните эту простую инструкцию! Как анализировать кино? Сохраните эту простую инструкцию!

Анализ фильмов — это процесс за рамками простого просмотра. Вот что нужно учесть

ТехИнсайдер
Jetour: как новая марка смогла быстро выйти в лидеры Jetour: как новая марка смогла быстро выйти в лидеры

Эксперты объяснили успех Jetour в России широким выбором в популярном сегменте

РБК
Тяжелые эвакуационные машины с колесной формулой 8х8 Тяжелые эвакуационные машины с колесной формулой 8х8

Особенности эвакуационных тягачей

Обозрение армии и флота
Зеленое будущее: как восемь стартапов профессора MIT создают более экологичный мир Зеленое будущее: как восемь стартапов профессора MIT создают более экологичный мир

Исследования Йет Мин Чана в области материаловедения граничат с фантастикой

Forbes
Что такое мукбанг и почему людям нравится смотреть, как едят другие Что такое мукбанг и почему людям нравится смотреть, как едят другие

Почему одним людям мукбанг нравится, а других раздражает?

Psychologies
Кто чего боится Кто чего боится

Каких неожиданных вещей боятся обладатели фобий?

Лиза
Всему свое время: зачем нужен распорядок дня для детей и как его правильно составить Всему свое время: зачем нужен распорядок дня для детей и как его правильно составить

Как правильно организовать режим ребенка, в чем его польза?

Forbes
Ирина Безрукова: «Важно успевать жить свою жизнь» Ирина Безрукова: «Важно успевать жить свою жизнь»

Ирина Безрукова: секреты ухода за собой и любовь к орхидеям

Здоровье
Астрономы отыскали самые длинные джеты у активной галактики Астрономы отыскали самые длинные джеты у активной галактики

Астрономы отыскали рекордно длинную систему джетов у активной галактики

N+1
Леонардо Ди Каприо, Люк Бессон и Марион Котийяр: как звезды пытаются спасти планету Леонардо Ди Каприо, Люк Бессон и Марион Котийяр: как звезды пытаются спасти планету

Почему Леонардо Ди Каприо и другие звезды занялись защитой планеты?

Forbes
Большие перемены Большие перемены

20 фактов, которые должны знать папа и мама первоклассника (и не только)

Men Today
«Бабий Яр. Реалии» «Бабий Яр. Реалии»

Фрагмент из книги о реакции евреев и их соседей на приказ явиться на расстрел

N+1
Открыть в приложении