Как работает зрительная система и легко ли нас обмануть

Пылающий взор

Почему глаза видят? Люди задавались этим вопросом с древности. Вплоть до XIII века господствовала так называемая эмиссионная теория — крайне необычная с точки зрения современного человека.

Начнем с того, что в V веке до нашей эры древнегреческий философ и врач Эмпедокл выдвинул предположение, что богиня Афродита зажгла внутри черепа огонь, лучи которого освещают предметы, на которые мы смотрим. На вопрос, почему в таком случае глаза не светятся в темноте, как факелы (в современном изложении лучше подойдут автомобильные фары), он внятно ответить не мог. Как доказательство приводил в пример кошачьи глаза. Аргумент слабый, тем не менее в том, что глаза испускают некие лучи, были уверены умные люди и после него — Платон, Птолемей, Евклид, Гален, а намного позже — Исаак Ньютон и его современники.

Только в XIII веке до Европы дошли переводные труды арабского физика и математика Хасана ибн аль-Хайсана, больше известного как Альхазен. Он был первым, кто еще в X веке предположил, что зрение возникает, когда свет отражается от объекта и затем проходит к глазам человека. Альхазен считается отцом современной оптики и исследований оптической системы глаза в частности.

Технический момент

Современные люди технически развиты (в разной степени, конечно), но при этом не интересуются научными аспектами биологии и физиологии. Ничего постыдного тут нет, поскольку в большинстве случаев нам не требуется глубокое понимание того, как устроен цветок, работают клетки, функционируют нейроны мозга и каким образом аксон проводит электрический импульс. Несомненно, все это интересно в научно-популярном изложении, но не более того. А вот без элементарных представлений о работе техники (как минимум бытовой) жить в индустриальном обществе уже невозможно. Такая ситуация породила интересный казус. Известно, что при создании огромного количества сложных приборов и приспособлений ученые и инженеры копируют биологические объекты или принципы их работы. На этом построены бионика и биомиметика. Но мы лучше понимаем объяснения с обратной логической связью. Как это работает?

Например, функционирование мозга принято описывать, используя в качестве образца компьютер. Притом что первичным является не машина, а мозг, с которого она скопирована. Аналогичная ситуация и со зрением. Глаз — сложный сенсорный орган, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне. Согласитесь, палочки, колбочки, рефракционный и аккомодационный аппараты — слишком сложно. Но если сказать, что это аналог фотокамеры (а с глаза ее и скопировали), человек выдохнет с облегчением. Тут уже все более или менее понятно. Роль светопреломляющей системы (хрусталика) в фотоаппарате играет система линз. Диафрагма, регулирующая размер светового пучка, — зрачок. Светочувствительная матрица — сетчатка. Кстати, и в глазу, и в фотокамере изображение изначально перевернутое — так работают законы оптики. Техника исправляет положение по-своему, а у человека картинку ставит на место мозг — с учетом логики и тактильных рецепторов (мы ведь соображаем, что стоим ногами на земле, а предметы не могут падать вверх).

Любопытно, что пока мозг неопытный и не привык сводить воедино информацию от рук, ног и туловища, ему сложно распознать искажение. Зачем природе понадобилось устраивать все именно так, непонятно, но факт остается фактом: новорожденные видят все вверх ногами в течение трех недель. В принципе, это объясняет, почему они так изумленно смотрят. В каждом глазу любого человека имеется по одному так называемому слепому пятну — это область сетчатки, не чувствительная к свету (там нет рецепторов) и не воспринимающая изображение. Найти «дырки» достаточно легко, воспользовавшись специальными тестами в интернете. В нормальных условиях дефект жить не мешает, поскольку работают оба глаза, а мозг корректирует картинку. Однако использовать эту странность можно и довольно забавно. Например, король Людовик XIV развлекался тем, что смотрел на придворных через свое слепое пятно, представляя, что у них нет голов (как альтернатива гильотине — очень гуманно). Дело в том, что как раз в это время слепые пятна и были открыты. Эта честь принадлежит французскому физику Эдму Мариотту.

Вторая странность, о которой знают не все, — то, что у каждого человека есть не только доминирующая рука (правая или левая), нога (с которой мы начинаем ходьбу и на которую опираемся чаще всего), но и доминирующий глаз, имеющий более широкую область обзора. У 80 % людей — правый, но бывают и исключения. Проверить, к какому проценту принадлежите вы, очень просто. Соедините ладони таким образом, чтобы получился тре­угольник. Выберите объект в метре от вас и посмотрите на него через эту фигуру. Закройте правый глаз, а после — левый. Доминирующий глаз будет видеть предмет полностью, без смещения, тогда как другой глаз — только часть предмета.

В ТЕМУ

Эволюция и гендер

Чего только не рассказывают по поводу различий между мужчинами и женщинами. Однако если признать за аксиому тот факт, что мозги у нас физиологически ничем не отличаются, то и со зрением все должно быть на равных. Но это не совсем так (мягко говоря).

Начнем с того, что женщины лучше различают цветовые оттенки: две Х-хромосомы обеспечивают большее количество колбочек в сетчатке. Может быть, поэтому слабому полу так трудно подобрать себе гардероб? Мужчине же бесполезно объяснять разницу между лососевым, пудровым и коралловым — для него это розовый, хоть убей. А чего вы истерите, вообще непонятно. Примерно 2 % дам отмечены тетрахроматией — мутацией, которая увеличивает цветовую чувствительность в разы, как у насекомых. С такими женами мужьям лучше в магазин вообще не ходить во избежание публичных скандалов.

Женщины обладают великолепным периферическим зрением — практически на 180 градусов, как хамелеоны. Зато у мужчин лучше развито туннельное зрение (вперед и вдаль, по принципу бинокля), они четче различают детали.

Большинство различий в зрении мужчин и женщин обуславливается влиянием гормонов и особенностями ДНК. Но в основе все же лежат эволюционные изменения, ведь у двух полов были совершенно разные задачи. Например, женщины занимались собирательством, поэтому оттенки спелости ягод, плодов и трав были для них важными. Для сохранения потомства необходимо было держать периметр вокруг жилища под контролем — вот вам и зрение «на все четыре стороны». Мужчины охотились, поэтому их глаза приспособились видеть дальше, чтобы не потерять добычу, и так далее. Однако, как утверждают офтальмологи, сейчас это аукается не очень приятными вещами. Сильному полу приходится расплачиваться повышенным зрительным напряжением на близкой дистанции, в частности работая за компьютером. Поэтому мужчинам особенно важно давать глазам отдых.

Кстати, если мы уже заговорили о гендере, позволим себе и пошутить. Название нашумевшего фильма «50 оттенков серого», снятого по одноименному роману писательницы Э. Л. Джеймс, — так сказать, не преувеличение, а преуменьшение. На самом деле человеческий глаз (что мужской, что женский — без разницы) способен различать до 500 оттенков этого цвета.

bebenina@sb.by