СЕКРЕТЫ НАШЕГО ЗРЕНИЯ

О наличии функции «ночного видения» и влиянии навигационной системы на визуальную

1. Оказалось, что то, КАК мы видим изображение, зависит от того, ГДЕ мы!

Исследование, проведенное Фондом борьбы за зрение и представленное в журнале Nature в сентябре 2018 года, показало, что то, как мы видим и воспринимаем любое изображение, зависит и изменяется от того, где мы находимся.

Профессор нейробиологии Matteo Carandini, один из ведущих современных исследователей визуальной системы совместно с коллегами University College London (Великобритания) создали виртуальную среду (виртуальную реальность), в которой было две визуально идентичных комнаты в двух разных положениях. Ученые использовали данные для исследования визуальной и навигационной системы лабораторных мышей.

Приступая к исследованиям, эксперты ожидали идентичной реакции от нейронов головного мозга в любой из двух одинаковых комнат. Но результаты показали, что одно изображение можно увидеть по-разному в зависимости от физического положения. Ответный отклик визуальных нейронов в одной из комнат был значительно сильнее, чем в другой.

Что ты видишь? Зрение играет огромную роль в навигации. Ранее полагалось, что головной мозг имеет две отдельные системы, работающие независимо друг от друга. Одна система отвечает за навигацию (способность ориентироваться в пространстве и определять положение вещей: гиппокам, нейроны «места», нейроны «направления головы», нейроны «решетки», нейроны «границ» и «когнитивная карта» мозга), вторая – за видение (зрение). Результаты исследования, о котором мы рассказываем, продемонстрировали, что на визуальную систему оказывает сильное влияние навигационная система.

Открытие улучшает понимание взаимодействия обеих систем, позволяющее мозгу обрабатывать всю поступающую извне информацию. «Полученные результаты бросают вызов нашим предыдущим взглядам на использование зрения мозгом для решения сложных навигационных задач и пространственного восприятия мира. Мнение о специализации отельных областей мозга на конкретные задачи, к примеру, на получение информации, дальнейшей ее трансляции в следующую область – опровергнуто. Мозг – не конвейерная сборочная линия. Мы установили, что визуальная и навигационная области мозга работают, как слаженная команда, совместно обрабатывая входящие данные» — рассказывает профессор Карандини.

Руководитель направления исследований и инноваций в области борьбы за зрение человека (Fight for Sight Visual Neuroscience) доктор Neil Ebenezer добавляет, что новые знания о совместной работе мозга и зрения позволят разрабатывать новые направления лечения и профилактики для предотвращения потери зрения.

2. В сетчатке глаза найдена «встроенная функция ночного видения»

Мы можем ориентироваться в сумерках и при плохой освещенности, но полноценного ночного зрения у нас, увы, нет. Тем не менее, вероятность того, что возможность включить данную функцию в нужное время все-таки присутствует и «встроена» природой в нашу сетчатку – стала предметом научных исследований. В основу была положена гипотеза, что в ходе эволюции и развития прогресса, потеряв необходимость, например, выслеживать добычу в темноте – человек утратил «лишние» способности. А если есть гипотеза, то значит, рождается и теория о том, что утраченное свойство можно вернуть.

Команда канадских и американских ученых, согласно публикации в журнале Neuron, рассказала, что глаза млекопитающих имеют в сетчатке несколько типов нервных клеток, отвечающих за распознавание движения. Каждая группа клеток несет ответственность за одно из четырех направлений. Когда объект движется относительно наблюдающего вправо – задействуется правая группа, вверх – верхняя и так далее. В условиях крайне низкой освещенности сетчатка сохраняет способность распознавать движение, работа нейронов не меняется, импульсы сохраняются, но из-за недостатка света мы «не видим» этого.

В ходе серии экспериментов на сетчатку лабораторных животных был помещен электрод, отслеживающий активность нейронов. Результаты подтвердили: клетки сетчатки реагировали на движение в темноте аналогично, как и при свете, но вне зависимости от направления движения были активны только те нейроны, которые отвечают за движение вверх-вниз. Как предполагают исследователи, это связано с типичным направлением нападения хищников (к примеру, прыжок из засады), а значит сохранение активности нервных клеток мозга по данному направлению – условие выживания. Сейчас авторы продолжают изыскания с целью обнаружить подобное свойство нейронов у людей, а также выяснить, можно ли как-то изменить восприимчивость сетчатки и наделить ее функцией полноценного ночного зрения.

Эксперименты в данной области проводятся достаточно давно, так как способность видеть в темноте – дает существенные преимущество человеку (особенно в спец службах, а также подразделениях «особой» важности). Особенно интенсивно поиски велись в годы II Мировой войны и были нацелены на решение конкретных прикладных задач. Помещенный в условия, имитирующие ночные, на длительное время человек – неплохо приспосабливается и даже умудряется видеть в абсолютной темноте. Повышение световой чувствительности глаз по мере пребывания в темноте получило название темновой адаптации. Однако эта «сверхспособность» видеть в кромешной тьме моментально исчезала с появлением первого намека на «луч света в темном царстве».

Установлено, что темновая адаптация начинается с момента погружения глаз в темноту. Нарастание световой чувствительности происходит непрерывно в течение всего времени пребывания в темноте и стабилизируется через 1час – 1час 20 минут. Самый интенсивный период адаптации – первые  15-30 мин. Кстати, этой «особенностью» нашего зрения зачастую пользуются преступники, совершая нападение на объект сразу после пересменки охраны (часовых), так как в течение первого получаса вновь прибывшие не способны вести эффективное наблюдение на неосвещенном посту.

Если натренировать человека и заставить его сбросить «оковы эволюции» со своих глаз не получается, остается только направить исследования по пути воздействия на наши глаза на генном уровне. Хотя не так давно, в 2015 году команда биохакеров из организации «Наука для масс» во главе с Jeffrey Tibbetts подробно описала уникальный эксперимент наделения обычного человека «ночным зрением».

Учёные использовали особую жидкость под названием СЕ6, выделенную из глазной жидкости глубоководной рыбы, обладающей способностью визуально усиливать даже самый слабый свет. Раствор был введен в глазное яблоко (в конъюктивальные мешки с дальнейшим распределением по сетчатке) добровольца – одного из биохимиков Gabriel Licina. Эффект ночного видения проявился в течение часа после введения раствора и сохранялся на протяжении нескольких часов. Испытуемый чётко видел окружающие предметы на расстоянии до 50 метров при очень слабом освещении, что подтверждалось визуальными тестами и сравнением с контрольной группой из 4 добровольцев. Технология должна была подвергнутся дальнейшим исследованиям и в случае положительных результатов могла бы найти спрос в военном деле. А может быть уже и нашла ….

Источники MedicalPress / Researchers discover the way we see an image depends on ‘where we are

NewsWorld / The human eye can act as a night vision device

Science for the Masses / A review on night enhancement eyedrops using chlorin e6