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
В чем польза ходьбы и как ходить правильно В чем польза ходьбы и как ходить правильно

Для того чтобы заниматься ходьбой, не нужна специальная одежда или оборудование

РБК
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
«Я раскачивалась и успокаивалась. Это было похоже на наркотик»: 7 увлекательных книг о психических расстройствах «Я раскачивалась и успокаивалась. Это было похоже на наркотик»: 7 увлекательных книг о психических расстройствах

В подборке книг — исследования на темы шизофрении, аутизма и зависимостей

Правила жизни
Пять выстрелов в мае Пять выстрелов в мае

Симон Петлюра повернул голову к незнакомцу, и прозвучали пять выстрелов

Дилетант
«Записки сумасшедших»: как Дмитрий Крымов превращает свою и чужую боль в метафоры «Записки сумасшедших»: как Дмитрий Крымов превращает свою и чужую боль в метафоры

Какой получилась новая работа режиссера Дмитрия Крымова

Forbes
«Эфко» заменит сахар сладким белком «Эфко» заменит сахар сладким белком

«Эфко» планирует производить сладкий белок, который дешевле и слаще сахара

Монокль
Москвич установил камеры в квартире (даже в ванной!), чтобы следить за арендаторшами Москвич установил камеры в квартире (даже в ванной!), чтобы следить за арендаторшами

Почему людям нравится подглядывать за другими: мнение психологов

Psychologies
В атмосфере отдыха В атмосфере отдыха

Эта маленькая, но уютная квартира находится в известном курортном месте

Идеи Вашего Дома
Елизавета Базыкина Елизавета Базыкина

24-летняя звезда Театра на Бронной Елизавета Базыкина — артистка новой формации

Собака.ru
Как появился ярлык Made in China. Отрывок из книги Как появился ярлык Made in China. Отрывок из книги

Как появился ярлык Made in China, что он значит для производителей и покупателей

СНОБ
Почему пьяные водители могут выжить после смертельного ДТП? Узнайте интересные факты Почему пьяные водители могут выжить после смертельного ДТП? Узнайте интересные факты

Почему пьяные водители часто выживают в авариях?

ТехИнсайдер
Иногда банан — это не просто банан: пятиминутный путеводитель по этим фруктам в искусстве Иногда банан — это не просто банан: пятиминутный путеводитель по этим фруктам в искусстве

Банан: как в разные времена художники к нему обращались?

Правила жизни
Может ли взорваться аккумулятор в телефоне Может ли взорваться аккумулятор в телефоне

Новая фобия: аккумулятор вашего мобильного гаджета может взорваться

CHIP
Главный помощник рыбаков: как эхолот помогает выследить добычу Главный помощник рыбаков: как эхолот помогает выследить добычу

Как чудо техники, эхолот, помогает выследить рыбу и не сесть на мель

ТехИнсайдер
«Кэрролл на вашей стороне»: как дизайнеры вдохновляются книгами, а писатели становятся модными иконами «Кэрролл на вашей стороне»: как дизайнеры вдохновляются книгами, а писатели становятся модными иконами

Почему писателей уже можно считать новыми инфлюенсерами?

Правила жизни
Tsoy: «Без поражений не бывает побед» Tsoy: «Без поражений не бывает побед»

Обсудили с певцом Tsoy любовь к фитам, глупые траты и абсолютное счастье

VOICE
На пике тренда На пике тренда

Где приобщиться к моде на летний отдых на горнолыжных курортах?

Men Today
Расстройства пищевого поведения привели к тяжелым электролитным нарушениям Расстройства пищевого поведения привели к тяжелым электролитным нарушениям

К чему приводят электролитные нарушения при расстройствах пищевого поведения

N+1
Как выбрать фото для сайта знакомств, чтобы удачно выйти замуж: 13 рекомендаций Как выбрать фото для сайта знакомств, чтобы удачно выйти замуж: 13 рекомендаций

Какие фото привлекут достойных кандидатов в дейтинговых приложениях?

Psychologies
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
Энергия для жизни Энергия для жизни

Комфортное, уютное и стильное пространство, способствующее релаксации

Идеи Вашего Дома
«Золушка — это я» «Золушка — это я»

Екатерина Вилкова о теме сказок, сказочных ролях и чудесах в жизни

OK!
Улучшение землепользования сделает сельское хозяйство углеродно-отрицательным к середине века Улучшение землепользования сделает сельское хозяйство углеродно-отрицательным к середине века

В 2050 мировой сельхозсектор может перейти к отрицательным углеродным выбросам

N+1
Сезон не охоты Сезон не охоты

Как вдохновиться на подвиг вернуться к тренировкам?

Men Today
Техника Техника

Какой же гаджет объявить символом роскоши минувшего двадцатилетия?

RR Люкс.Личности.Бизнес.
«Не живи»: 10 жестоких родительских сценариев «Не живи»: 10 жестоких родительских сценариев

Какие ошибки допускают родители и как они могут отразиться на детях?

Psychologies
Карта перемен: как за 15 лет изменилось положение женщин в обществе, бизнесе и семье Карта перемен: как за 15 лет изменилось положение женщин в обществе, бизнесе и семье

Как изменились позиции женин на российском рынке труда?

Forbes
Откуда берется пассивная агрессия на работе: 3 сценария Откуда берется пассивная агрессия на работе: 3 сценария

Коллега говорит одно, а делает другое? Проходит мимо и не здоровается?

Psychologies
Налог на бездетность и запрет на самогоноварение: 5 странных законов времен СССР Налог на бездетность и запрет на самогоноварение: 5 странных законов времен СССР

О 5 самых странных законах, которые советские граждане были обязаны соблюдать

ТехИнсайдер
Открыть в приложении