Человеческому мозгу показали новый цвет
В сигналах от средневолновых колбочек мозг видит цвет, который обычно мы не воспринимаем.
Цвета мы видим благодаря фоторецепторам под названием колбочки, которых есть три вида: S, M и L. Колбочки S реагируют на световые волны сравнительно короткой длины в фиолетово-синей области спектра; колбочки L – на сравнительно длинные волны в жёлто-красной области. Колбочки M находятся в этом смысле между S и L, реагируя на зелёно-жёлтые цвета. Воспринимаемый цвет зависит от количества активированных S, M и L колбочек, а также от их расположения в сетчатке (в один и тот же момент времени где-то в сетчатке будет больше активных S, где больше L, где-то всех трёх поровну и т. д.).
Поскольку колбочки M реагируют на длины волн, промежуточные по отношению к S и L, то на эти волны часто отвечают все три типа колбочек. Даже если преимущественно работают M, всё равно вместе с ними будет активна какая-то доля S или L. Сотрудники Калифорнийского университета в Беркли решили узнать, что будет, если простимулировать только колбочки M. В эксперименте участвовало пять человек, у которых сначала построили детальную карту колбочек на небольшом участке сетчатки. Строить эту карту нужно было для каждого человека отдельно, потом что узор фоторецепторов у каждого человека индивидуален. Суть метода в том, что свет, попав на фоторецептор, отчасти отражается обратно (происходит так называемое обратное рассеяние), и свойства отражённого света зависят от того, от какой колбочки он отразился. Обратное рассеяние зависит от состояния колбочки, от характеристик света, который на неё падает, и т. д. Есть методы томографического сканирования, позволяющие описать более-менее крупные области сетчатки по их оптическим свойствам. Эти методы можно усовершенствовать до того, чтобы с их помощью определить расположение отдельной S-, M- или L-колбочки, только если вы имеете дело с живым человеком, нужно учитывать микродвижения глаза, которые неизбежно будут влиять на результаты сканирования.
Исследователи всё это учли и, как было сказано, построили карты колбочек на небольшом участке сетчатки у пяти людей. Затем лазерными импульсами они начали стимулировать исключительно колбочки М: свет был направлен так, чтобы не затрагивать ни S-, ни L-колбочки. Добровольцам показывали цветовые шкалы, чтобы они показали на тот цвет, который они видят, но на этих шкалах его не было. По описанием он был похож не то на павлиний синий, не то на цвет морской волны, но очень, очень насыщенный. Цвет назвали «olo», где буквы «о» соответствуют нулям, то есть неактивным S- и L-колбочкам, а «l» соответствует единице – это означает активность колбочек М, находящихся в смысле спектральной чувствительности между S и L. Стимулируя M отдельно от остальных, исследователи сумели вставить новый цвет в обычные изображения, которые показывали участникам эксперимента.
Экспериментальная система, позволяющая стимулировать отдельные фоторецепторы, поможет глубже понять, как работает сетчатка и как она общается со зрительными областями мозга. Можно придумать и практическое применение – например, для тех, кто страдает цветовой слепотой, ведь с помощью этой системы можно подбирать баланс разных колбочек, которые будут вместе давать тот или иной цвет.
Результаты исследований опубликованы в Science Advances
