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

Дочь Ра Дочь Ра

Клеопатре суждено было стать последней царицей относительно независимого Египта

Дилетант
Жесткие рамки кланов, каст и корпораций: 10 книг в жанре бояръ-аниме Жесткие рамки кланов, каст и корпораций: 10 книг в жанре бояръ-аниме

Жанр бояръ-аниме  активно развивается и получает все новых и новых поклонников

Maxim
Периодический закон работает в масштабах Вселенной Периодический закон работает в масштабах Вселенной

Зачем астрохимия моделирует процессы, протекающие в межзвёздном пространстве?

Наука и жизнь
«Это был последний шанс изменить жизнь» «Это был последний шанс изменить жизнь»

История о том, как жизнью человека управляли наркотики

Psychologies
Гонки вокруг света Гонки вокруг света

Путешествие «леди Сенсация» привлекло внимание прессы и читателей по всему миру

Вокруг света
Гений, миллиардер, плейбой: уроки пикапа от Илона Маска Гений, миллиардер, плейбой: уроки пикапа от Илона Маска

Как сделать так, чтобы на тебя обратили внимание? Учит Илон Маск

Maxim
Волка бьют не за то, что он сер Волка бьют не за то, что он сер

Почему в России с главным хищником не получится обойтись так, как в Европе

Наука
Хирурги опубликовали подробности и годичные результаты первой трансплантации глаза Хирурги опубликовали подробности и годичные результаты первой трансплантации глаза

Первая трансплантация донорского глазного яблока: детали операции и ее эффекты

N+1
Свет заперли между зеркалами и охладили до комнатной температуры Свет заперли между зеркалами и охладили до комнатной температуры

Физики превратили свет в конденсат Бозе–Эйнштейна с помощью красителя

N+1
13 игр с поцелуями — от тех, которые оживят вашу прелюдию, до тех, которые подойдут для вечеринки 13 игр с поцелуями — от тех, которые оживят вашу прелюдию, до тех, которые подойдут для вечеринки

Игры с поцелуями: как насчет еще одного повода поцеловаться?

VOICE
Мамина гордость: как властная мать почти разрушила карьеру звезды сборной Франции Мамина гордость: как властная мать почти разрушила карьеру звезды сборной Франции

Как родственные связи могут погубить карьеру звездного спортсмена Рабьо

Forbes
Исследование: как могла развиваться Вселенная до Большого взрыва Исследование: как могла развиваться Вселенная до Большого взрыва

Большой отскок: иная теория возникновения и развития Вселенной

ТехИнсайдер
Выйти замуж, чтобы сбежать от родителей: что не так с этим сценарием Выйти замуж, чтобы сбежать от родителей: что не так с этим сценарием

Вступление в брак часто связывают с началом взрослой жизни, но так ли это?

Psychologies
Загрязнители воздуха по-разному повлияли на повседневную двигательную активность американцев Загрязнители воздуха по-разному повлияли на повседневную двигательную активность американцев

Загрязнение воздуха влияет на двигательную повседневную активность

N+1
Кладовая России Кладовая России

Не обязательно иметь загранпаспорт, чтобы увидеть парящие горы Тяньцзи

Лиза
Кто сделает новый ГОЭЛРО? Кто сделает новый ГОЭЛРО?

Какие болевые точки отрасли энергетики видны специалистам?

Монокль
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
Стесняюсь спросить: что такое рак крови, как его лечат и кто в группе риска? Стесняюсь спросить: что такое рак крови, как его лечат и кто в группе риска?

Развенчиваем популярные мифы о лейкемии, лейкозах и не только

Правила жизни
Избыток сахара ускоряет старение клеток и сокращает продолжительность жизни Избыток сахара ускоряет старение клеток и сокращает продолжительность жизни

Избыток сахара может изменить работу клеток в организме человека

ТехИнсайдер
Красавцы: плюсы, минусы, подводные камни Красавцы: плюсы, минусы, подводные камни

Красавцы демонизированы общественным мнением, но сколько в этом правды?

Новый очаг
Астрономы разрешили Земле пережить превращение Солнца в красного гиганта Астрономы разрешили Земле пережить превращение Солнца в красного гиганта

Земля может пережить расширение Солнца во время фазы красного гиганта

N+1
«Al кардинально изменит роль химика-исследователя» «Al кардинально изменит роль химика-исследователя»

Почему без искусственного интеллекта не достичь заметных результатов в науке

Наука
Быть и казаться Быть и казаться

«Симон с горы»: тайная жизнь людей с особенностями

Weekend
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
«Вера»: драма о контролирующей матери по культовой советской повести «Вера»: драма о контролирующей матери по культовой советской повести

Чем интересна адаптация повести «Вам и не снилось...» — драма «Вера»

Forbes
Самые умные и самые богатые Самые умные и самые богатые

Кто такие кванты и почему за ними охотятся еще в университетах

ТехИнсайдер
5 неочевидных признаков того, что ваши отношения идут к концу 5 неочевидных признаков того, что ваши отношения идут к концу

Как понять, боретесь ли вы с временными трудностями, или союзу пришел конец?

VOICE
Образ собаки во сне: толкование сонников и психолога Образ собаки во сне: толкование сонников и психолога

Разбираемся, к чему снится собака с точки зрения сонников и психолога

Psychologies
Современные ценности Современные ценности

Что сейчас модно, актуально и сколько все это стоит?

СНОБ
Как врач Вирджиния Апгар придумала шкалу для оценки состояния новорожденных Как врач Вирджиния Апгар придумала шкалу для оценки состояния новорожденных

Вирджиния Апгар изобрела собственный метод оценки состояния детей после рождения

Forbes
Открыть в приложении