Что в яблоке твоем глазном?

Окулист:
— Какую букву я показываю?
Пациент:
— А где вы?

 С наступающим годом Собаки, дорогие монреальцы, и побольше вам радостей в этом году! Вы никогда не задумывались над тем, почему собаки занимают такое большое место в нашей жизни? Например, стоило монреальской мэрии запретить бультерьеров, как это немедленно привело к бунту, снизило рейтинг мэра и в итоге даже лишило его власти. Подобная сердобольность характерна и для стран бывшего СССР. Там граждане могут мириться с тем, что им не платят зарплату, но волна живодерства возмущает всех. Живодеры, как правило, уничтожают именно собак. Многое там могут простить властям: коррупцию, ложь, профнепригодность, но требования, скажем, обязательного чипирования домашних животных, немедленно навлекают на себя резкую критику. Хотя чипирование – плевое дело, стоит копейки, и эту процедуру давно внедрили во многих странах Запада.

Почему же нам так милы собаки, ведь пользы от них сегодня никакой? Эксперимент первых людей по приручению волков можно смело признать провалившимся. Собаки не дают мясо (ну, разве что некоторым восточным народам), не ловят вредителей. Мы давно не ходим с ними на охоту (прощай, XIX век, тургеневская романтика). Даже в деревнях и селах собак все чаще заменяют видеонаблюдение и сигнализация. При этом собака, единственная из домашних животных, очень прихотлива — требует как минимум ежедневного трехкратного выгуливания.

С моей точки зрения, причина популярности собак – не их пресловутая преданность, а их глаза. Эти животные – из немногих, чьи глаза подвижны, подобно человеческим. Легко управляемые глазные яблоки позволяют собакам использовать взгляд для передачи эмоций, так же, как это делают люди. Взгляд кошки абсолютно бесстрастен, и мы видим, что ей хорошо, только если она щурится (использует мимику). Собака, однако, способна управлять своим взглядом, общаться с нами при помощи глаз. Поэтому нам и кажется, что она «все понимает, только не говорит».

Я давно хотел написать о зрении и о глазах – этом важнейшем даре природы, удивительном изобретении, которое дает нам путь к полноценной жизни. Зрение, вообще-то, есть даже у кротов – у них нос насыщен нервными волокнами и выполняет роль нашей сетчатки. Глаза – не просто орган чувств. Они до сих пор до конца не изучены. Частично глаз состоит из нервных клеток, которые ученые относят напрямую к человеческому мозгу. А как проходит мозговая активность, мы не смогли разобраться и сегодня, при всем распространении сканеров и компьютеризации, позволившей выстраивать сложнейшие модели и схемы.

Зрение, по разным подсчетам, дает нам, людям, от 80% до 90% знаний об окружащем мире. Тонким обонянием и острым слухом мы, как известно, не отличаемся. Однако наши зрительные нервы развиты сильнее и лучше, чем у многих животных. Сложная система фоторецепторов в глазах, а также связанная с ней сеть нейронов, усовершенствовалась в процессе эволюции и со временем позволила нам достичь громадных цивилизационных высот. Правда, в ХХ и ХХI веке технический прогресс привел к некоторой деградации нашего «глазного аппарата», что выразилось в распространении глазных болезней и глазных клиник.

 

Вырви глаз, поставь другой

Глаз человека – орган, которому нет равных во всем нашем организме. Он напоминает сложный прибор и не может быть заменен в случае потери. Врачи допускают трансплантацию лишь отдельных частей глаза (роговицы, хрусталика, склеры) или замену их искусственными. В частности, пожилым людям ставят искусственный хрусталик.

Операции на глазах получили массовое распространение лишь недавно, с 1980-1990-х годов. До этого люди с глазными болезнями были обречены носить очки. Наиболее известная операция – лазерная коррекция зрения. Ее проведение возможно только при отсутствии многих противопоказаний и стоит достаточно серьезных денег. Недешева и операция по удалению катаракты. Однако в наше время во многих странах «третьего мира» появились программы по поддержке врачей-энтузиастов, занимающихся удалением катаракты, в том числе в отдаленных и труднодоступных местностях. Труд этих хирургов субсидируют в том числе международные организации, что позволяет серьезно снизить цену на услуги для населения.

В наше время в некоторых странах (например, в Израиле или Германии) даже замахиваются на проведение операций по частичной пересадке сетчатки – это «высший пилотаж» офтальмологии.

 

Нелишние слезы

Строение глаза хорошо известно даже средним школьникам. Его внешняя оболочка – это веки и ресницы, затем – слезные железы. Глазное яблоко – это прозрачная роговица, радужная оболочка, зрачок, затем – хрусталик, стекловидное тело и сетчатка, расположенная на глазном дне и соединенная с глазным нервом. Сетчатка состоит из нескольких слоев фоторецепторов и нейронных клеток. Это очень сложная структура, а ведь толщина ее составляет лишь несколько десятых долей миллиметра.

Свет, проходя через роговицу, зрачок и хрусталик, преломляется и попадает на сетчатку. Отсюда сигналы поступают в мозг по многочисленным каналам, стремительно анализируются, обрабатываются и определяют наше поведение. Глаз тем временем неустанно продолжает работать: меняет фокус, «перелетает» с предмета на предмет. Его не перестают смачивать слезные железы, работающие как естественный очиститель (слезы содержат антибактериальные вещества). Именно с этой целью мы постоянно моргаем, частота моргания – всего 4-5 секунд. Только во время работы за компьютером она увеличивается из-за необходимости более тщательного разглядывания экрана. Те звери, которые не моргают, кажутся нам зловещими, они будто гипнотизируют нас (это рептилии и птицы, у которых глаз смачивает специальная полупрозрачная мембрана, движущаяся вверх-вниз).

 

Отчего бегают глазки

Глаз приводят в действие многочисленные мышцы, начиная от двух их видов, заключенных в радужной оболочке и способных расширять и сужать зрачок. Зрачок – превосходная диафрагма, которая расширяется в темноте, при недостатке освещения. Это нужно, чтобы больше света попадало на сетчатку. В солнечный день зрачок сужается. Диапазон наших зрачков сравнительно невелик. У кошек, как известно, он гораздо выше. Их зрачки могут трансформироваться из тонюсеньких ниточек в огромные черные блюдца диаметром в полтора сантиметра.

Другие мышцы, которые использует глаз, помогают нам щуриться, тем самым сдавливая хрусталик и «настраивая» его на фокусировку ближних предметов. Естественно, мышцы позволяют нам менять направление взгляда. Они способны быстро сокращаться и никогда не устают (в отличие от любых других в нашем теле). Высочайшая мышечная активность вокруг глазного яблока и в нем самом – одно из наших эволюционных преимуществ. Так же распоряжаются своими глазами только приматы (и то не все) да еще вышеупомянутые собаки. Что и позволяет нам вести с ними «безмолвный разговор». У других животных, как известно, глаза в основном неподвижны. У птиц эту статичность компенсирует необычайно гибкая шея.

 

Один глаз – налево, другой – направо

Мы, люди, как и многие млекопитающие, обладаем бинокулярным зрением, позволяющим нам точно определить расстояние до предмета. А у большинства птиц (за исключением сов) зрение монокулярное, более упрощенное. По этой же причине птицы – дневные животные. Ночью способны охотиться исключительно совы.

 

Им все фиолетово

Что касается птиц, то для них глаза, конечно же, очень важны, и острота их зрения давно вошла в пословицу. Однако ночью птицы видят плохо и по этой причине во время дальних перелетов в темное время суток часто натыкаются на столбы и другие подобные препятствия, даже если они освещены. Зато днем птицам нет равных в глубине и остроте зрения. Многие из них (в том числе попугаи) также способны видеть ультрафиолетовое излучение, не доступное для нас. Нам птичьи яйца кажутся белыми, но для птиц они – разноцветные по причине ультрафиолета.

 

Высоко сижу, широко гляжу

Птичье монокулярное зрение – на самом деле большой плюс для них, потому что позволяет охватить почти все пространство вокруг. Наш человеческий кругозор по сравнению с птичьим ничтожен. Некоторые виды птиц (например, вальдшнеп) могут похвастаться панорамным обзором почти в 360 градусов! Впрочем, и у кошки он довольно велик, несмотря на ее бинокулярное зрение и близко посаженные фронтальные глаза – примерно 240 градусов.

 

На цвет товарищей нет

По сравнению с человеком животные видят плохо, правда, многие из них способны разглядеть ультрафиолетовое или инфракрасное излучение. Ультрафиолет видят и собаки. Зато среди наших фоторецепторов гораздо больше так называемых колбочек, чем у кошек и собак. А именно они отвечают за цветовое восприятие. Другой тип фоторецепторов – палочки, они позволяют нам отличить светлое от темного. Палочек гораздо больше у кошек и собак, поэтому кошки видят в темноте в 7 раз лучше, чем мы, а собаки – в 3-4 раза лучше. Этому помогает и специальный отражатель в глубине кошачьих, а также собачьих, волчьих глаз – так называемый тапетум (он заставляет свет второй раз попадать на сетчатку). Именно благодаря ему нам кажется, что глаза кошек, собак и т.д. светятся в темноте. На самом деле они всего лишь отражают имеющиеся источники света. В полной темноте глаза кошки светиться не могут.

У нас, людей, огромное число колбочек сосредоточено в так называемом «желтом пятне», или макуле. Это небольшая точка площадью в 2 квадратных миллиметра, расположенная в самом центре сетчатки. У животных «желтого пятна», как правило, нет, за исключением некоторых приматов (что лишний раз свидетельствует о нашем с ними родстве). Поэтому у нас гораздо больше фоторецепторов, чем у зверей – примерно 137 миллионов, или по 400 тысяч на каждый квадратный миллиметр сетчатки! Именно из-за «желтого пятна» у нас также очень много нейронных сетей, или волокон – в зрительном нерве их более миллиона, то есть в несколько раз больше, чем у кошек или собак.

«Желтое пятно» — плод эволюции, равно как и буйство различных типов фоторецепторов в наших слоях сетчатки. Поэтому этого мы можем различать цвета и оттенки не десятками, а сотнями (хотя последнее требует определенной тренировки)! У животных дело обстоит гораздо хуже. Из-за недостатка колбочек они видят слабо, цветовая гамма у них низкая. Собаки, например, не различают красные и оранжевые цвета – ну нет у них колбочек, ответственных за их восприятие! Все видят в сине-зеленой гамме. Точно так же красный цвет неспособны видеть и парнокопытные, так что «красная тряпка для быка» — это чистой воды выдумка.

Если большинство людей видит цветовую гамму на основе 3 цветов (синего, зеленого и красного), то некоторым доступно большее – так называемые «тетрахроматы». Это – только женщины, и их на земле всего 2%. Они могут различать в радуге не 7 цветов, а 10.

Как устроены фоторецепторы в сетчатке, мы до конца не знаем и потому не в силах разобраться, например, в причинах дальтонизма – наследственного нарушения зрения, которое касается в основном мужчин. Дальтониками является около 8% из них. Возможно, это связано с недостатком какого-то вида колбочек.

Даже если не касаться дальтоников, в зависимости от нашей генетики мы все видим цвета по-разному. Что влияет на это, ученым до сих пор не понять. Поэтому то и дело возникающие в сети споры о подлинном цвете того или иного предмета – совершенно нормальное явление для человеческого рода.

 

Только муху и видели

Еще сложнее ученым понять, каким образом мозг может в постоянном рабочем режиме воспринимать, отбирать, сжимать и анализировать информацию, полученную фоторецепторами. Ее объемы поистине огромны. Просто не укладывается в голове, как мы продолжаем сносно и гладко функционировать, постоянно получая сигналы извне. При этом наша система, анализирующая зрительные импульсы, еще и не самая сложная, если сравнить, например, с фасеточными глазами насекомых. У них, как известно, глаза идут не парами, а чуть ли не шестерками-восьмерками, и к тому же часто состоят из «фасеток», то есть десятков тысяч частей. Благодаря этим «фасеткам» насекомые способны совершать поистине умопомрачительные кульбиты, нагло ускользать из-под наших ударов, стремительно скрываться в миниатюрных укрытиях. Все дело в том, что они могут видеть происходящее в существенном замедлении. Муха, как известно, в секунду распознает 300 кадров (наш глаз распознает 24 кадра, а 25-й уже может влиять на наше подсознание, мы его «не улавливаем»). То есть для мухи ее полет – вполне нормальный, не стремительный. Она как бы видит мир «в слоу-моушн», подобно некоторым профессиональным спортсменам. Эту же особенность имеют и птицы.

 

Глаз-убийца

Глаза – наверное, единственный телесный орган, обладающий в нашем сознании магическими качествами. Не случайно для изображения Бога часто используется так называемое «всевидящее око» (в том числе на банкноте в один доллар). Боязнь «сглаза» распространена в обществе до сих пор, в Америке это называют «evil eye». Как бы мы ни были современны и научно образованны, мы все равно верим, что, например, новорожденного ребенка можно «сглазить» (хотя вряд ли кто-то из нас становился жертвой «дурного глаза»).

Некоторые мистические существа – например, зомби – изображаются в искусстве без зрачков, что делает их зловещими. Кстати, линзы, «лишающие» человека зрачка и радужки, в наше время можно купить в китайском магазине и носить на Хэллоуин. Это гораздо безопаснее, чем новомодный татуаж глазного яблока, который может привести к необратимым последствиям для глаз.

Змеи кажутся нам способными к гипнозу именно из-за их «холодного», немигающего взгляда. Это же касается и других рептилий – потому-то их и не ценят в качестве домашних питомцев, в отличие от собак. Хотя, сказать по совести, какая-нибудь милая ящерица, сидящая в уютном террариуме, гораздо легче в обращении, чем собака.

Змеи, конечно же, никого не гипнотизируют. Да, их способ охоты может наводить на мысли об этом, но на самом деле они просто пользуются тем, что их жертвы (лягушки, мыши и пр.) способны реагировать только на движущиеся предметы. Змея застывает на месте и выпускает язык для того, чтобы приманить, например, лягушку – той этот язык кажется съедобным насекомым. Когда лягушка или мышь подбираются ближе, абсолютно не обращая внимания на змею, даже не видя ее, охотница и делает свой бросок.

 

Как глаза победили нос

У животных зрение – по большей части утилитарное, оно им нужно прежде всего для охоты или для того, чтобы спастись от хищников. Звери находят друг друга для размножения в основном по запаху, ведь именно обоняние является для них важнейшим чувством. По запаху они ищут и съестное. У нас, людей, обоняние атрофировалось, зато зрение чрезвычайно развилось. Вероятно, это произошло в процессе долгого пребывания на деревьях, где нужно было различать многочисленные цвета. Кроме того, приматы в основном ведь не охотятся на крупного зверя, а ищут жуков и прочую подобную поживу на стволах деревьев. Поэтому со временем их зрение обострилось, цветовая гамма увеличилась. А уже когда человек начал строить цивилизации, острое зрение помогло ему создать письменность.

 

Сингапурская болезнь

Ни собаки, ни кошки, ни какие-либо другие звери читать (и вообще видеть буквы) не могут. Их зрение для этого слишком слабое. Кроме того, оно прочно заточено на дальние предметы. Люди же в состоянии легко фокусироваться на близких вещах, до которых рукой подать, что позволяет нам осуществлять различные виды деятельности.

Впрочем, со временем мы настолько «одомашнились», что перестали развивать дальнее зрение. Даже на хайвее оно нам не нужно, потому что все дорожные знаки и указатели – крупного размера. В результате возникла современная «эпидемия близорукости», которая сильнее всего в тех культурах, где дети редко бывают на свежем воздухе. Например, в Сингапуре 80% школьников-подростков близоруки. Это чуть ли не вдвое больше, чем в Америке. И это, конечно же, больше, чем было еще в 1960-70-е годы, когда «очкарики» являлись редкостью. Некоторые ученые считают, что в этом виноваты не столько книжки и гаджеты, сколько постоянное сидение в четырех стенах, где дети не могут заниматься подвижными видами спорта. Ведь, как известно, волейбол, баскетбол, теннис положительно влияют на зрение, развивая его. Спортсменам требуется как широкое (периферийное), так и глубокое зрение. Без него они просто не смогут проявлять чудеса реакции.

По этой же причине, видимо, биатлонистами становятся жители деревень и отдаленных краев, а не больших городов, ведь там хочешь — не хочешь, а придется проводить время на улице. Как следствие, острота зрения сегодня выше у деревенских подростков, чем у городских.

Всеобщую близорукость в наше время уже не хочется называть болезнью или недугом. Миопия — это просто адаптация человечества к близким целям для фокусировки. Как следствие, наша роговица увеличивается в размерах (и это передается от матерей детям). Уже во взрослом возрасте новомодным методом лазерной коррекции с роговицы просто «удаляют» лишние диоптрии, делая ее меньше и тем самым возвращая нам острое зрение.

Животным же миопия не грозит, поэтому «мартышка в старости слаба глазами стала» — это, конечно, ненаучный вымысел, который допустим только в басне с ее очеловеченными героями.

 

Скажи мне, как ты смотришь

В разных человеческих культурах по-разному относятся к брошенному взгляду. В средиземноморской зрительный контакт очень важен, здесь люди буквально заглядывают друг другу в глаза. Собственно, по этой же причине при разговоре они часто дотрагиваются один до другого – чтобы заставить собеседника взглянуть себе в лицо. А вот в Азии такой прямой взгляд, скорее всего, расценят как угрозу. Вообще же, управлять взглядом сегодня учат на особых тренингах, предназначенных и влиятельным бизнесменам, и теледикторам, и пресс-секретарям, и многим другим представителям важных профессий.

 

Глаза семью кормят

Среди разных видов человеческой деятельности есть те, которые предполагают существенную нагрузку на глаза и требуют повышенной заботы о них. В «зоне риска» профессии сварщика, компьютерщика, учителя, корректора, любого исследователя с микроскопом, даже фотомодели (из-за постоянных вспышек).

 

Выйти из «минуса»

Что касается очков, то первыми еще в доисторическую эпоху были изобретены очки от солнца (в том числе северными народами), затем – очки от дальнозоркости (XII-XIII век) и наконец, только в XVII веке – от близорукости. К XXI веку оптика достигла невиданных высот. Возможности, которые открываются сегодня для создания разных типов линз на любой вкус и цвет, то есть на любую близорукость, дальнозоркость и астигматизм, поистине безграничны.