|
Увидеть запретный мир и разгадать невидимое
|
|
|
|
В начальной школе любимый цвет играл важную роль в вашей личности. Это оттенок, которым ваши друзья будут рисовать ваши поздравительные открытки, общая тема всей вашей одежды и, вероятно, цвет вашего классного пенала. Но в детстве я отчетливо помню мысль: а что, если мой зеленый — это ваш синий? Другими словами, что, если мы все видим одни и те же цвета по-разному — и как мы их вообще видим?
|
|
|
|
Благодаря новому исследованию, опубликованному в журнале Science, исследователи теперь понимают на молекулярном уровне, как мы видим окружающий нас мир, полный радужных красок. Тем не менее, даже с учетом последних открытий, в визуальном восприятии есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд — в буквальном смысле. Но не стоит бояться: ученые начинают проливать свет и на эти тайны.
|
|
|
|
Когда мы смотрим на объект, мы на самом деле воспринимаем, как он отражает длины волн света. Это стало возможным благодаря нашим фоторецепторам, или специализированным светочувствительным клеткам, называемым палочками и колбочками. Спектр человеческого зрения находится между ультрафиолетовым и красным светом, что позволяет нам воспринимать более 10 миллионов цветов. Хотя это кажется невероятным, наши глаза значительно уступают глазам некоторых животных. Например, глаза гекконов в 350 раз чувствительнее ночью, чем у людей, потому что наши палочковые клетки — которые помогают нам видеть в темноте — не улавливают цвета. Секреты работы палочек давно известны, в то время как колбочки оставались загадкой.
|
|
|
|
|
|
|
Понимание того, как мы видим цвет
|
|
|
|
В недавнем исследовании международная группа исследователей из Китая, Германии и Австралии изучила колбочки — или клетки, которые позволяют нам видеть цвет — на атомном уровне. Колбочки сами по себе не «видят» цвет; вместо этого они реагируют на длины волн света и посылают электрические сигналы в мозг. Затем эти сигналы обрабатываются и помогают нам понимать окружающий мир.
|
|
|
|
Колбочки состоят из белков, называемых опсинами, и существует три различных варианта этой молекулы, которые составляют наши красные, зеленые и синие фоторецепторы. Каждый опсин содержит одну и ту же молекулу, производную витамина А, называемую ретинальдегидом, которая чувствительна к свету. Исследовательская группа изучила быстрозамороженные образцы этих опсинов и исследовала, как каждый тип по-разному связывается с этой молекулой.
|
|
|
|
Команда обнаружила, что «красные и зеленые опсины, по-видимому, используют совершенно разное расположение химических электронных зарядов вокруг ретинальдегида», — объясняет Тревор Лэмб, доктор философии, исследователь из Австралийского национального университета, в пресс-релизе. «Мы предполагаем, что это различие объясняет, почему они отключаются быстрее, чем синий опсин, и намного быстрее, чем пигмент палочек».
|
|
|
|
Другими словами, наши глаза функционируют как высокоскоростные камеры, и исследователи считают, что именно это различное расположение вокруг ретинальдегида контролирует скорость затвора. Результаты исследования могут в конечном итоге помочь ученым разработать более эффективные методы лечения дистрофии колбочек, нарушенного цветового зрения или других нарушений зрения. Однако исследователи заявили, что не могут подробно рассказать о том, что именно может раскрыть недавняя работа в отношении восприятия, поскольку это не является их непосредственной областью знаний.
|
|
|
|
Тем не менее, можно с уверенностью сказать, что в отношении нашего зрения всё ещё остаются некоторые загадки. Например, перед нашими глазами — возможно, даже во время чтения этой статьи — существуют целые цветовые поля, но мы совершенно их не видим. И это не единственный пример того, как наши глаза нас обманывают. Но учёные начинают разгадывать и эти загадки.
|
|
|
|
Невозможные цвета — и как их увидеть
|
|
|
|
Трудно представить мир иначе, чем мы его уже видим. Помидоры красные. Подсолнухи жёлтые. Апельсин — ну, оранжевый — или так нам кажется. Как оказалось, реальность (по крайней мере, когда дело касается радуги) не такая, какой кажется на самом деле.
|
|
|
|
Например, фиолетовый цвет не существует; это всего лишь побочный эффект того, как ваш мозг обрабатывает какой-то хаос — извините, любители фиолетового. Красные и синие волны находятся на противоположных концах светового спектра. Когда вы видите эти волны одновременно, они сталкиваются, и ваши глаза и мозг не знают, что делать, поэтому эта мешанина воспринимается как «фиолетовый». Другими словами, у этого цвета нет собственной длины волны, а это скорее оптическая иллюзия.
|
|
|
|
Оло — ещё один цвет, который обманывает наш мозг; это чрезвычайно насыщенный сине-зелёный цвет, часто описываемый как «павлиний зелёный», который исследователи обнаружили недавно. В исследовании 2025 года, опубликованном в журнале Science Advances, группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли попыталась стимулировать только M-колбочки, которые воспринимают средние зеленоватые волны. Из-за эволюционной ошибки длины волн, которые естественным образом стимулируют M-колбочки, перекрываются с теми, которые стимулируют L-колбочки (которые воспринимают длинные, красноватые волны). Другими словами, M-колбочки никогда не активируются сами по себе — до этого исследования, по крайней мере.
|
|
|
|
Команда использовала специальную лазерную технику, которую они назвали «Оз» в честь романа Фрэнка Баума «Волшебник страны Оз». В технике «Оз» используется зеленый лазер для стимуляции колбочек. Согласно пресс-релизу университета, при стимуляции комбинации трех типов колбочек — S (воспринимающих короткие волны), M и L — человек видит изображения в ярких цветах. Но когда лазер подавал электрические импульсы преимущественно на колбочку M, это позволяло участникам видеть оло, или «самый зеленый» оттенок зеленого.
|
|
|
|
С другой стороны, исследователи также смешивали цвета, создавая, казалось бы, невозможные оттенки. Например, вы когда-нибудь видели сине-желтый? Не зеленый, а оба цвета одновременно. А как насчет красно-зеленого? В 2010 году Винсент Биллок, доктор философии, и Брайан Цоу — оба ученых из Исследовательской лаборатории ВВС США — написали статью для Scientific American, объясняя, как они доказали, что это действительно возможно.
|
|
|
|
Исследователи объединили два метода: стабилизацию изображения и метод равной яркости, при котором два или более цвета кажутся одинаково яркими. Биллок и Цоу ограничили размер выборки, чтобы протестировать только коллег-исследователей в области зрения, а не художников или других непрофессионалов. По словам исследователей, сочетание методов оказалось «замечательно эффективным». В действительности, шесть из семи участников увидели запрещенные цвета.
|
|
|
|
«Иногда результат выглядел как градиент, идущий, скажем, от красного слева к зеленому справа, со всеми возможными оттенками зеленовато-красного и красновато-зеленого между ними», — написали исследователи в статье. «В других случаях мы видели красные и зеленые поля в одном и том же месте, но на разной глубине, как будто видели один оттенок сквозь другой без какого-либо изменения цвета ни одного из них. Часто мы видели красивый, однородный красновато-зеленый или синевато-желтый цвет, заполняющий все поле».
|
|
|
|
Хотя вы вряд ли сможете сами увидеть оло или красно-зеленый цвет — по крайней мере, в ближайшее время — в следующий раз, когда будете идти по рядам в продуктовом магазине или проезжать мимо поля полевых цветов, знайте, что радуга перед вашими глазами может быть не тем, чем кажется. Возможно, прямо сейчас вы даже не можете разглядеть какой-то невозможный цвет.
|
|
|
|
Источник
|
