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

Метаморфозы «маленького дуче» Метаморфозы «маленького дуче»

Как Бенито Муссолини стал полновластным диктатором Италии

Дилетант
Ананас Ананас

Ради чего человек готов пойти на кражу, даже если на него смотрит Бог?

СНОБ
Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Тайны еды: исследования на тему питания Тайны еды: исследования на тему питания

Как узнать, что голоден, если нет мозгов? Как комар находит свою жертву?

СНОБ
Почитатели стихий Почитатели стихий

Как «лишний» первоэлемент меняет весь мир

Вокруг света
Утолить кадровый голод Утолить кадровый голод

Как бизнес в России решает вопрос подготовки специалистов

Монокль
Разорвавшие шаблон Разорвавшие шаблон

Идеи этих ученых настолько опережали эпоху, что современники считали их чушью

Вокруг света
Люся Чеботина: «Сегодня себя я ощущаю на все сто!» Люся Чеботина: «Сегодня себя я ощущаю на все сто!»

Как меняется жизнь, когда начинаешь принимать себя? Отвечает Люся Чеботина

Добрые советы
Александра Урсуляк: «Вечером я — Ермолова, а с утра я «у станка» Александра Урсуляк: «Вечером я — Ермолова, а с утра я «у станка»

«Даже «розовая героиня» не должна переживать, что переходит на возрастные роли»

Караван историй
Стать психологом – как и зачем? Стать психологом – как и зачем?

О подводных камнях псиобразования и о том, кому можно доверять в этом вопросе

Psychologies
(Не) привязаться к психотерапевту (Не) привязаться к психотерапевту

Стоит ли привязываться к психологу и бороться с возникшей привязанностью?

Psychologies
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
Зачем нужна астробиология? Зачем нужна астробиология?

Чем занимается астробиология, когда и как она выделилась в отдельную науку?

Знание – сила
Разговоры о страшном Разговоры о страшном

Как обэриуты изучали мир, где остановилось время

Weekend
Как мужчине удовлетворить женщину? Как мужчине удовлетворить женщину?

Как узнать, что женщина хочет в постели?

Maxim
8 неожиданных фраз, которые разрушают вашего ребенка 8 неожиданных фраз, которые разрушают вашего ребенка

Почему некоторые даже самые привычные слова лучше не говорить детям

Psychologies
Как этично дать совет дочери: 6 вопросов, которые должна задать мать Как этично дать совет дочери: 6 вопросов, которые должна задать мать

Почему лучше воздержаться от советов, если ребенок о них не просит

Psychologies
Для чего нужны странные черные бочки на станциях метро Для чего нужны странные черные бочки на станциях метро

Что это за черный ящик Пандоры, который стоит на платформах метрополитена?

ТехИнсайдер
Это их угробит: 5 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть меламиновой губкой Это их угробит: 5 вещей, которые ни в коем случае нельзя мыть меламиновой губкой

Не каждая хозяйка знает, что меламиновые губки подходят не для всякой работы

ТехИнсайдер
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
Место для ребенка: что делает город удобными для детей и как это влияет на экономику Место для ребенка: что делает город удобными для детей и как это влияет на экономику

Как понять, подходит ли для ребенка то, что для него построили взрослые?

Forbes
Эти модные детали интерьера круто выглядят на картинках, но разочаровывают в быту: предупреждение дизайнера Эти модные детали интерьера круто выглядят на картинках, но разочаровывают в быту: предупреждение дизайнера

Модные интерьерные решения, которые абсолютно непригодны в быту

VOICE
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
Как вычислить нарцисса по переписке: 7 тревожных звоночков Как вычислить нарцисса по переписке: 7 тревожных звоночков

Как распознать, что вы переписываетесь с нарциссом? Вот семь признаков

Psychologies
Вторая сверхзвуковая Вторая сверхзвуковая

Уже в 1968 году был первый полет советского пассажирского сверхзвукового лайнера

ТехИнсайдер
Как в России научились делать джины и при чем здесь бармены Как в России научились делать джины и при чем здесь бармены

Чем интересен российский джин

СНОБ
Не плохой парень. Интервью с актером Андреем Максимовым Не плохой парень. Интервью с актером Андреем Максимовым

Андрея Максимова все чаще можно встретить в главных кино- и сериальных проектах

СНОБ
Филипп Чижевский: Человек без специального образования зачастую воспринимает музыку острее, чем искушенный слушатель Филипп Чижевский: Человек без специального образования зачастую воспринимает музыку острее, чем искушенный слушатель

Дирижер Филипп Чижевский — о музыке, путешествиях и эмоциях

СНОБ
Премьера Премьера

Смотрим в кино «антибайопик» уральского поэта Бориса Рыжего

Собака.ru
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
Открыть в приложении