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
«Так живет большинство семей в России»: 4 типа невротичных пар «Так живет большинство семей в России»: 4 типа невротичных пар

Что такое невротичные отношения? Почему мы в них вступаем?

Psychologies
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Почему важно заниматься растяжкой: 5 причин Почему важно заниматься растяжкой: 5 причин

Гибкость — один из важнейших аспектов поддержания хорошего самочувствия тела

ТехИнсайдер
Складская дюжина Складская дюжина

В корпорации Amazon сегодня трудится более чем 750 тыс. роботов

ТехИнсайдер
Остановись мгновенье! Ученые рассказали, как изменить восприятие времени и сделать жизнь длиннее Остановись мгновенье! Ученые рассказали, как изменить восприятие времени и сделать жизнь длиннее

Вы когда-нибудь задумывались, почему время всегда ощущается по-разному?

ТехИнсайдер
Лучшие люди Лучшие люди

В Осетии часто так бывает: сквозь современный быт проступает древняя традиция

Вокруг света
«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
На озеленение Красноярска: как устроен внебиржевой рынок «народных» облигаций На озеленение Красноярска: как устроен внебиржевой рынок «народных» облигаций

В чем особенность народных облигаций и почему они выгодны государству

Forbes
Почему на ногах остаются следы от резинки носков? Это не обязательно отек Почему на ногах остаются следы от резинки носков? Это не обязательно отек

Следы от резинок носков могут быть временным и совершенно нормальным явлением

ТехИнсайдер
Детки в клетке: что такое квадробинг и может ли он быть опасным для ребенка Детки в клетке: что такое квадробинг и может ли он быть опасным для ребенка

Может ли квадробинг нанести вред детской психике?

Forbes
Природный «паспортный контроль»: что такое линия Уоллеса и почему птицы и животные никогда ее не пересекают Природный «паспортный контроль»: что такое линия Уоллеса и почему птицы и животные никогда ее не пересекают

Линия Уоллеса: что это за явление, как ученые его обнаружили и объяснили

ТехИнсайдер
Эксперт по продажам — о RFM-сегментации и бизнес-конкурсах Эксперт по продажам — о RFM-сегментации и бизнес-конкурсах

Как выправить ситуацию в «проседающей» компании

РБК
От соблазнительницы до убийцы: 7 роковых женщин из кино, которые не боятся разрушать жизни От соблазнительницы до убийцы: 7 роковых женщин из кино, которые не боятся разрушать жизни

Собрали в подборку семь роковых леди кинематографа, способных на многое

Maxim
Шахматы с удочкой Шахматы с удочкой

Насколько появление доступных эхолотов изменило процесс рыбалки

ТехИнсайдер
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
Защитит зубы и сердце! Вот чем сыр полезен для здоровья: интересные факты Защитит зубы и сердце! Вот чем сыр полезен для здоровья: интересные факты

Сыр: богат питательными веществами и полезен для сердца

ТехИнсайдер
Нарядилась Нарядилась

Александра Ребенок — о том, как вырасти в маминых платьях, а потом — из них

Новый очаг
Илон Маск или Китай. Кто первым совершит посадку на Марсе Илон Маск или Китай. Кто первым совершит посадку на Марсе

Кто победит в гонке по покорению Марса: Илон Маск или Китай?

ТехИнсайдер
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
Чистоплотный, примерный семьянин и настоящий пловец: 12 впечатляющих фактов об образе жизни дикобразов Чистоплотный, примерный семьянин и настоящий пловец: 12 впечатляющих фактов об образе жизни дикобразов

Как дикобразы обустраивают своё жилище? Какие у них отношения в семье?

ТехИнсайдер
«Вы не завершили заказ»: шопоголизм нового времени «Вы не завершили заказ»: шопоголизм нового времени

В чем опасность зависимости от маркетплейсов?

Grazia
Наука, способная предсказывать: как математика помогает бороться с глобальным потеплением Наука, способная предсказывать: как математика помогает бороться с глобальным потеплением

Какую фундаментальную роль математика играет для технологического прогресса?

Inc.
Самые умные и самые богатые Самые умные и самые богатые

Кто такие кванты и почему за ними охотятся еще в университетах

ТехИнсайдер
От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды

История осознания и становления собой через взаимодействие с мировой культурой

РБК
Феминизм, магический реализм и жизнь самой жестокой королевы: 7 лучших книг африканских писателей Феминизм, магический реализм и жизнь самой жестокой королевы: 7 лучших книг африканских писателей

Африканская литература: о правах женщин, любви и национальной идентичности

Правила жизни
12 признаков того, что вы стали матерью-одиночкой в браке 12 признаков того, что вы стали матерью-одиночкой в браке

Существуют ли плюсы у одинокого материнства?

Psychologies
Опасный гипноз: как не попасть в руки к шарлатану Опасный гипноз: как не попасть в руки к шарлатану

Как выбрать мастера гипноза и кому доверить вторжение в собственную голову?

Psychologies
Удержать лицо Удержать лицо

Какие лифтинг-методики сегодня реально работают

Добрые советы
Разворот к человечности Разворот к человечности

Выход из социально-политического кризиса лежит в новом взгляде на человека

Монокль
Открыть в приложении