Sehsinn Четвертий конус - ліки; Харчування - FAZ
Приємний колір. Насичений жовтий, майже оранжевий. Але чи відрізняється цей жовтий колір у тестовому полі аномалометра від кольору референтного поля нижче, чи можна обидва привести в ідеальну кольорову гармонію для моїх очей за допомогою контролера, який змінює яскравість, але не спектральний колірний склад тестового поля? Через десять хвилин і кілька опорних кольорів даних достатньо для діагностики: я абсолютно нормальний, коли справа стосується сприйняття кольорів; виміряні значення не дають ознак поганого зору в червоній або зеленій області, широко відомій як дальтонізм.
Те, що може викликати полегшення у офтальмолога, як правило, викликає розчарування в лабораторії Габріеле Джордан від університету в Ньюкаслі на півночі Англії. Візуальний психолог, який народився в Дортмунді і роками працює в Англії, потребує чоловіків із вродженим червоно-зеленим поганим зором і якомога більше. Насправді дослідника цікавлять не самі чоловіки, а їх матері. Серед них дослідник шукає свої фактичні об’єкти дослідження: жінки, очі яких обладнані чотирма типами замість, як правило, трьома різними зоровими пігментами (див. Рамку нижче: «Чому банан жовтий?»). Це може дати їм особливо тонку здатність розрізняти найтонші кольорові нюанси.
Парадоксально звучить те, що жінки з додатковим типом чутливих клітин у формі конуса належать до тих самих сімей, які також виробляють червоно-зелених-слабких чоловіків. Але погляд на спадщину людського чуття кольору вирішує очевидну суперечність. Хоча генетичну інформацію для зорового пігменту, який особливо чутливий у синьому спектральному діапазоні, можна знайти в хромосомі номер сім і, отже, в одній з 22 так званих аутосом, присутніх попарно у всіх людей, гени зорових пігментів, чутливі в червоному та зеленому спектральному діапазоні, розташовані близько один до одного на Х-хромосома. Це не тільки функціонує як носій генетичної інформації, але разом із значно зменшеною Y-хромосомою є однією з двох статевих хромосом, розподіл якої визначає, чи стане запліднена яйцеклітина чоловіком чи жінкою: жінки мають дві Х-хромосоми, які вони успадковують від батька і мати успадкувала. Натомість чоловіки отримують свою Y-хромосому від батька, її Х-подібний аналог завжди походить від матері.
Це означає, що представники сильної статі також мають гени зелених та червоних зорових пігментів лише один раз. Це робить чоловіків сприйнятливими до мутованих варіантів цих генів: зміна зорового пігменту набуває у них повного ефекту, оскільки поганий зір у червоній або зеленій зоні. У жінок, які мають нормальний і мутований ген у своїх двох Х-хромосомах (тут йдеться про гетерозиготний ген, який існує у двох варіантах), пошкодження компенсується незмінним геном другої Х-хромосоми.
Однак найпоширеніші мутації такої червоно-зеленої слабкості не викликають повного збою ураженого гена, як у набагато рідше справжньої червоної чи зеленої сліпоти. Швидше, створюються гібридні гени, в яких, наприклад, частина зеленочутливого пігментного гена замінюється відповідною секцією його чутливого до червоного гена. Результатом є все ще функціональний зоровий пігмент зі зміщеною кривою поглинання (див. Графіку), який лежить між кривими звичайних червоних та зелених зорових пігментів. Залежно від того, наскільки різняться криві двох типів конусів для середніх і довгих хвиль, червоно-зелена слабкість відрізняється.
«Для гетерозиготних жінок із таких сімей це означає, що одна з їх Х-хромосом має гібридизовану, але інша хромосома має нормальну форму зорового або червоного зорового пігменту. Отже, у вас є чотири функціональних типи пігментів кольорового зору: звичайні три плюс мутований пігмент », - говорить Джордан, яка майже двадцять років працює над такими так званими тетрахроматами сітківки.
Існують також функціональні тетахромати?
Ще в 1948 році голландський біофізик Гессель де Фріз постулював, що таким жінкам доведеться давати мені чотири різні типи колбочок. Насправді вони навіть не особливо рідкісні. За оцінками Йорданії, близько дванадцяти відсотків європейських жінок є тетрахроматами сітківки. Велике питання, яке ставить перед собою Джордан: чи бачать ці жінки світ іншими очима, ніж звичайна людина? Тож це не просто сітківка, а й функціональні тетрахромати? Для цього потрібно, щоб нейронні взаємозв'язки мозку, які в кінцевому підсумку створюють суб'єктивне враження кольору від світлових хвиль, були достатньо гнучкими, щоб значимо обробляти додаткову інформацію четвертого типу конуса.
Це питання не тільки захоплює дослідників мозку, а й торкається фундаментальних проблем філософії. Є кольори - це класичний приклад так званої вторинної якості тіла, яке, на відміну від об’єктивно вимірюваної довжини хвилі світла, яке воно випромінює, виникає лише як продукт людського розуму. Яке відчуття дивитись на червоний помідор, чи однакове це відчуття для різних людей і чи можна коли-небудь повністю пояснити феномен суб’єктивного досвіду червоного кольору за допомогою науки - це центральні питання дискусії в Квалії Філософія розуму.
Для Габріеле Джордан суб’єктивність сприйняття кольорів спричиняє дуже практичні проблеми у пошуку справді тетрахроматичних жінок. Оскільки в суспільстві, орієнтованому на трихроматичне сприйняття кольорів середніх членів, ці жінки можуть навіть не помітити їх особливого дару. Чи ваші обстежувані є справжніми тетрахроматами, можна побачити лише в спеціальних тестах, наприклад на аномалоскопі. "За допомогою цього ми не можемо виміряти, як відчувається сприйняття червоного світла, але принаймні тест показує, чи і як різні люди сприймають різницю між двома фізично подібними відтінками червоного".
Протягом багатьох років пошуки Йорданом справжніх, функціональних тетрахроматів були протверезливими. Вона змогла знайти численних жінок з четвертим типом конуса у найближчих родичів червоно-зелених-слабких чоловіків. Але коли справа дійшла до розрізнення різних відтінків на аномалоскопі та інших складних процедур тестування, ці жінки не робили набагато інакше, ніж звичайні люди із зором.
Тоді одного разу за мірними приладами Йорданії сів молодий лікар із півночі Англії, мати двох синів із поганим зором, спричиненим гібридизованою зеленою шишкою. cDA29, кодова назва досліджуваного, надзвичайно схвилювала Джордан та її колег. "Вона все ще могла бачити найкращі відмінності і абсолютно не допускала помилок у наших тестах", - захоплено говорить Джордан.
Після майже двох десятиліть пошуків, які вона розпочала зі своїм науковим керівником Джоном Моллоном у Кембриджському університеті, Джордан нарешті знайшла справжній тетрахромат, про що вона повідомила у Journal of Vision у 2010 році. Однак їх існування викликає цілу низку нових запитань, перш за все, чому всі інші жінки-тетрахроматики сітківки не можуть скористатися перевагами свого четвертого рецептора. Частково це пов’язано з генетикою: криві поглинання деяких гібридних варіантів лише незначно відрізняються від звичайних червоних або зелених зорових пігментів. Тому вони навряд чи надають будь-яку додаткову інформацію про спектральний склад світла, що потрапляє в око.
Багато питань залишаються без відповіді
Питання про те, чи можуть тетрахромати мати еволюційну перевагу, наприклад, тому, що вони можуть більш точно аналізувати колір шкіри своїх дітей і таким чином виявляти захворювання раніше, також не з'ясовано. Така перевага могла б принаймні частково компенсувати недолік для синів із вадами зору і тим самим пояснити відносно високий розподіл гібридних генів у більшості людських популяцій.
Еволюція нашої зорової системи, очевидно, далеко не закінчена. Його витоки сягають приблизно 40 мільйонів років. У той час предки людей та мавп Старого Світу, мабуть, подвоїли ген зорового пігменту, який відповідав за довга хвиля зеленого до червоного діапазону майже у всіх дихроматичних ссавців. Згодом один із двох ідентичних генів зміг знайти нову зону відповідальності. Покладено основу трихроматичного зору людей та шимпанзе.
Йорданія тепер сподівається швидше знайти більше реальних людських тетрахроматів за допомогою цілеспрямованого пошуку жінок з правильними гібридними генами за допомогою простого генетичного тесту. Вони могли б дати відповіді на питання, які фактори дозволяють жінкам, як cDA29, ефективно використовувати зайвий конус, тоді як його можливості залишаються невикористаними у більшості жінок із чотирма типами конусів. На думку дослідника, вже є інший кандидат, який потребує більш точного тестування.
Те, як світ виглядає очима справжнього тетрахромата, ніколи не зрозуміє звичайна зірка. "Зрозуміти це приватне сприйняття, звичайно, було б надзвичайно захоплююче", - каже Габріеле Джордан. Однак тоді філософам більше не потрібно було обговорювати проблему qualia. Участь в експериментах Йорданії підготувала відчутний сюрприз для випробуваного cDA29: вона заздалегідь не мала ані найменшого уявлення про свої особливі здібності.