Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Ультрафиолетовое зрение

Вторник, 04 Июнь, 10:06, fregimus.livejournal.com


mi3ch на днях рассказал историю Клода Моне — как у того после операции по удалению катаракты развилось ультрафиолетовое зрение. Мне сделалось любопытно, существует ли такой феномен и как часто он проявляется. Оказалось, что существует и, по-видимому, широко распространен, хотя и не все прооперированные замечают свои новые способности.

Разберем сначала устройство человеческого глаза, тех его частей, которые участвуют в преломлении и восприятии света.



Из рисунка видно, что свету, прежде чем добраться до сетчатой оболочки (13), где он преобразуется в нервные импульсы, предстоит преодолеть роговицу(5), переднюю камеру(8), заполненную постоянно обновляющейся питательной водянистой влагой, затем пройти через хрусталик(11) — гибкую линзу с изменяющимся фокусным расстоянием, обеспечивающую «наводку на резкость», и стекловидное тело(12), которым заполнена задняя полость глаза. Катаракта — дегенеративное заболевание хрусталика, при котором линза мутнеет и перестает пропускать свет: сначала появляются желтоватые тона и блики у источников света, а затем, по мере прогрессирования болезни, хрусталик делается непрозрачным и наступает слепота.

Традиционным способом лечения катаракты было (и остается) удаление пораженного хрусталика. Инструменты, пригодные для этой операции, были обнаружены археологами в Вавилоне, Древнем Египте и Древней Греции. Описание операции приводилось Авлом Корнелием Цельсом в 27 г. н. э. Глаз с удаленным хрусталиком способен видеть свет, но изображение будет крайне размытым: оптическая сила хрусталика составляет от +10 до +33 диоптрий (у разных людей и в разной степени искривления при аккомодации), и именно такой силы линза нужна, чтобы восстановить фокусировку. Очки древним известны не были. Искусство офтальмологической хирургии было затем утеряно, и первую европейскую операцию по удалению катаракты сделал французский офтальмолог Жак Давиль только в 1747 году [G. Munton. CE Optometry 2001, vol. 4, n. 2].

Прооперированные были вынуждены носить очки с тяжелыми толстыми линзами. В 1950 году англичанин Гарольд Ридли впервые в истории вживил в глаз корректирующую линзу на месте удаленного хрусталика, так что пациенту не было необходимости носить очки постоянно. Однако, жесткая линза фокусирует изображение только на одном расстоянии, и для чтения и других дел все равно требовались очки разной силы. Со времени первого вживления искусственного хрусталика в офтальмологической хирургии случилось два важных прорыва. Первый — разжижение хрусталика ультразвуком, так что больной хрусталик может быть удален через разрез всего в 1 мм. Второй, и даже более важный — изобретение мягкой аккомодирующей внутриглазной линзы Crystalens. Такая линза вводится в глаз сложенной и расправляется уже внутри, так что хирургический разрез остается небольшим, и прирастает к аккомодирующим ресничным мышцам (10 на рисунке выше), что позволяет сохранить глазу собственную «наводку на резкость».

Но вернемся к ультрафиолету. Легко найти множество свидетельств современников, получивших протез «Кристаленс», о том что они стали видеть ультрафиолетовый свет. Пожалуй, самым интересным, что мне удалось найти, — рассказ Алека Комарницкого, инженера из Колорадо, профессионально привыкшего докапываться до деталей «как оно работает»: об операции и, что нам интереснее всего, о своем ультрафиолетовом зрении.

Комарницкий заметил, что он видит свет ультрафиолетовой лампы «черного света» как фиолетовый. Ультрафиолетовый фильтр не пропускает свет: лампа через него кажется темной. На своей веб-странице он показывает несколько картинок, чтобы объяснить, как он видит в ультрафиолете. Спектральная полоска от призмы, сфотографированная обычной камерой, имеет такую же длину, какой ее видят обычные люди; Комарницкий видит ее фиолетовый — вернее, ультрафиолетовый хвост более длинным. Свет фонарика с длиной волны 365 нанометров невидим для людей с нормальным хрусталиком (и для фотоаппарата), он же видит фиолетовое световое пятно! Асфальт для него отсвечивает синеватым светом, а зеленая листва имеет беловатый отсвет. Он говорит, что оба эффекта пропадают, когда он смотрит через фильтр, не пропускающий ультрафиолета. Протестировав зрение на монохроматоре, Комарницкий обнаружил, что верхняя граница видимого для него света лежит в интервале 340—350 нм, тогда как для обычного человека того же возраста она составляет 410—430 нм. Очевидно, прочие компоненты оптического тракта глаза пропускают ультрафиолет, и задерживается он только хрусталиком.

Любопытно, что только 3% пациентов с тем же хрусталиком «Кристаленс» сообщали о цветовых изменениях и ультрафиолетовом зрении [Cornell PJ, Cataract and Refractive Surgery, 2011, 09]. Связано ли это с тем, что все прочие менее наблюдательны, или же они действительно не получили новой способности — неизвестно. Никаких особых преимуществ человеку ультрафиолетовое зрение не дает. В то же время, у разных видов спектральный диапазон видимого ими света самый различный. В ультрафиолете видят многие насекомые, в том числе даже в «жестком» поддиапазоне UV-B (280—315 нм), на который количественно приходится только один квант солнечного света из каждых 200 [doi:10.1098/rspb.2009.1565]. Известно ультрафиолетовое зрение у птиц, например колибри; кроме того, в ультрафиолетовом диапазоне видны переливы оперения многих птиц, невидимые в обычном свете [doi:10.1093/beheco/arr088]. А среди млекопитающих, зрением в ультрафиолете, как оказалось, обладает северный олень (возможно, до 320 нм) [doi:10.1242/​jeb.053553]. В этом диапазоне хорошо видна шерсть белых полярных хищников (она хуже отражает ультрафиолет, чем видимый свет, и, вероятно, кажется оленю темнее снега), а так же более контрастными выступают съедобные лишайники.

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)