Обманчивая простота
Редко кто из нас задумывается, какой уникальный механизм достался каждому даром и в безвозмездное пользование. Возможно, если посмотреть на пропаганду здорового образа жизни именно под таким углом, в других стимулах разумный человек уже не будет нуждаться. Логика проста — всякая техника (особенно сложная) требует осторожного обращения и своевременного технического обслуживания. А в том, что человеческое тело устроено весьма прихотливо и достойно пристального изучения, ученые не сомневаются. Не случайно в последние десятилетия стремительно развиваются физиология, нейробиология, генетика, биофизика и биохимия. Все прорывные научные проекты, будь то искусственный интеллект или почка, так или иначе связаны с попытками смоделировать принципы ежедневной и рутинной работы человеческого организма. А что касается нанотехнологий, то природа «работает» таким образом уже миллиарды лет. И вроде как мы уже многие вещи понимаем. Но почему-то кирпичики в целое здание не складываются.Зри в корень
Одним из самых интересных и сложных систем является зрение. Даже недавнее изобретение ученых из Гонконгского университета науки и технологий — роботизированный глаз — по ряду параметров до оригинала не дотягивает. Например, «робоглаз» видит очень грубые изображения: у настоящего разрешение картинки порядка 120—140 мегапикселей, у искусственного — всего 100. Также гаджет быстро разряжается и нуждается в постоянном источнике питания (предполагается для этого использовать мини-вариант солнечных батарей). Но поскольку основная задача такого прибора — помочь людям, потерявшим зрение, есть и более существенная проблема. Так сказать, практическая.В настоящем глазу свет, преломляясь в хрусталике, достигает фоторецепторов на сетчатке, которые преобразуют фотоны в сигналы и передают по нервным волокнам в зрительные отделы мозга. И чтобы бионический глаз выполнял свои задачи (то есть транслировал картинки), его нужно «подключить» к живому мозгу. Пока же все существует по отдельности — нанопровода передают визуальную информацию, собранную сенсорами, на стационарный компьютер, который ее обрабатывает и только потом формирует изображение. Технология перспективная, но работа по «доводке» предстоит долгая и кропотливая. Особенно учитывая тот факт, что устройство нужно адаптировать именно для постоянного ношения. Это ведь не вставные челюсти, которые можно на ночь снять и положить на тумбочку.
Кстати, у тех, кому в будущем посчастливится воспользоваться этим чудом научной мысли, появится суперспособность — возможность видеть в темноте. На самом деле, разработчики такой задачи себе не ставили — это хоть и интересный, но все же побочный эффект эксперимента. Дело в повышенной чувствительности нанопроволоки. Она (чувствительность) превосходит оптический диапазон волн человеческого глаза и реагирует на длины порядка 800 нанометров — уровня порога между визуальным светом и излучением в инфракрасном диапазоне. Живой глаз не способен различать предметы в темноте, а искусственному это под силу. Еще один бонус — бионический орган не подтормаживает при смене освещенности (ощущение кратковременной потери ориентации знакомо каждому, кто выходил из темного подвала на свет).
Отпечатки пальцев человека имеют 40 уникальных характеристик, в то время как радужная оболочка глаза — 256. Поэтому использование сканирования сетчатки в целях безопасности и для идентификации человека гораздо надежнее прежнего метода
Как природа задумала
Пока что искусственный глаз — достаточно громоздкий прибор. Настоящий имеет в разы сложнейшее строение, но при этом природная механика плотно упакована в неправильный шар диаметром всего 2,5 сантиметра. Несмотря на устоявшийся стереотип органа идеальной круглой формы (что поделать — так на картинках нарисовано), глаз на самом деле таковым не является. Поясняем почему…Под веками находится 3 пары мышц: одна поворачивает глаза (изолированные движения одного независимо от другого у здорового человека невозможны) влево и вправо, другая — вверх и вниз, а третья вращает относительно оптической оси. И все мышцы вместе влияют на ежеминутное изменение его формы, поскольку глаз в целом (а не только хрусталик) принимает самое активное участие в работе над фокусировкой изображения. Если фокус находится за пределами сетчатки, глаз немного вытягивается, чтобы видеть вблизи. И наоборот, округляется, когда мы рассматриваем далекие предметы. Вообще, глазное яблоко постоянно находится в движении. Даже когда мы спим.
Тройной тулуп
С тем, каким причудливым образом формируется для нас картина этого мира, мы знакомы еще из школьного курса физики (раздел «Оптика»). Согласно законам этой науки любой световой луч, проходящий через криволинейную поверхность, преломляется, и при этом изображение с обратной стороны становится перевернутым. В глазах сразу две криволинейные поверхности: роговица и хрусталик. Поэтому преломление происходит трижды: при переходе света через роговицу картинка переворачивается; при прохождении через переднюю поверхность хрусталика становится нормальной; попадая на заднюю выпуклую часть хрусталика снова переворачивается и таким образом — вверх ногами — проецируется на сетчатку. Это конечное изображение, но мозг заставляет нас думать, что все в порядке — небо наверху, земля внизу. Кстати, новорожденные малыши видят мир перевернутым примерно до трех недель, потому что их мозг еще не обучен этому фокусу. В чем смысл тройного переворачивания, ученые понять не могут, поскольку никакой необходимости в этих кульбитах вроде как и нет. До выяснения обстоятельств считается что это просто следствие естественных физических законов.ПРОВЕРЯЕМ НА СЕБЕ
У каждого из нас есть доминирующий глаз, который имеет более широкую область обзора (у 80% людей в мире — правый). Определить свои характеристики просто. Соедините ладони таким образом, чтобы получился треугольник. Выберите какой-нибудь объект в метре от вас и посмотрите на него через этот треугольник. Закройте правый глаз, а после — левый. Доминирующий глаз будет видеть предмет полностью, без смещения, а другой — только часть предмета.
В ТЕМУ
«Ешь морковку, она для глаз полезна!» — слышим мы с детства. Да, витамин А, содержащийся в этой овощной культуре, важен для здоровья. Однако прямой связи между поеданием моркови и хорошим зрением нет. Начало этому фейку было положено во Вторую мировую войну. И, что особенно любопытно, никакого отношения к зрению, диетам и здоровому образу жизни все это вообще не имеет. Дело в том, что англичане разработали новый радар, позволяющий пилотам видеть немецкие бомбардировщики ночью. Битва за Британию была ожесточенной, поэтому любое тактическое преимущество играло важную роль. Новая технология позволила значительно снизить эффективность ночных бомбардировок люфтваффе, но знать, что за этим стоит, немцам явно не стоило — они могли бы просто скорректировать график налетов в пользу дневных вылетов. В то же время немецких шпионов вокруг хватало, и, чтобы скрыть даже намек на секретную разработку, министерство обороны специально санкционировало распространение в прессе сведений, что успехи британских летчиков-истребителей — результат морковной диеты.
bebenina@sb.by
