Sehsinn Четвъртият конус - лекарство; Хранене - FAZ
Хубав цвят. Наситено жълто, почти оранжево. Но този жълт цвят в тестовото поле на аномалометъра се различава от цвета на референтното поле по-долу, или и двете могат да бъдат приведени в идеална цветова хармония за очите ми с контролера, който променя яркостта, но не и спектралния цветен състав на тестовото поле? Десет минути и няколко референтни цвята по-късно, данните са достатъчни за диагноза: Абсолютно нормален съм, когато става въпрос за цветово възприятие, измерените стойности не дават индикация за лошо зрение в червената или зелената зона, известна като цветна слепота.
Това, което би могло да облекчи офталмолога, обикновено предизвиква разочарование в лабораторията на Габриеле Джордан от университета в Нюкасъл в Северна Англия. Визуалният психолог, който е роден в Дортмунд и работи в Англия от години, се нуждае от мъже с вродено червено-зелено лошо зрение и колкото се може повече. Изследователят всъщност не се интересува от самите мъже, а от техните майки. Сред тях изследователят търси действителните си обекти на изследване: жени, чиито очи са оборудвани с четири вида, вместо с обикновено трите различни визуални пигмента (вижте полето по-долу: „Защо бананът е жълт?“). Това може да им даде особено фина способност да различават най-фините цветови нюанси.
Това, че жените с допълнителен тип конусовидни сензорни клетки принадлежат към същите семейства, които също произвеждат червено-зелени-слаби мъже, звучи парадоксално. Но погледът върху наследството на човешкия цветен смисъл разрешава очевидното противоречие. Докато генетичната информация за зрителния пигмент, който е особено чувствителен в синия спектрален диапазон, може да бъде намерена в хромозома номер седем и по този начин в една от 22-те така наречени автозоми, присъстващи по двойки при всички хора, гените за зрителните пигменти, които са чувствителни в червения и зеления спектър, са разположени близо един до друг на Х хромозома. Това не само функционира като носител на генетична информация, но заедно с до голяма степен свитата Y хромозома е една от двете полови хромозоми, чието разпределение решава дали оплодената яйцеклетка става мъжка или женска: жените имат две X хромозоми, които наследяват от баща си и майка наследява. Мъжете, от друга страна, получават своята Y хромозома от бащата, нейният X-образен аналог винаги идва от майката.
Следователно силният пол има гените за зелени и червени зрителни пигменти само веднъж. Това прави мъжете податливи на мутирали варианти на тези гени: промяната в зрителния пигмент има пълен ефект при тях като лошо зрение в червената или зелената зона. При жени, които имат нормален и мутирал ген на двете си Х хромозоми (тук се говори за хетерозиготен ген, който съществува в два варианта), увреждането се компенсира от непроменения ген на втората Х хромозома.
Най-честите мутации при такава червено-зелена слабост не причиняват тотален провал на засегнатия ген, както при много по-рядката истинска червена или зелена слепота. По-скоро се създават хибридни гени, при които например част от зелено-чувствителния пигментен ген се заменя със съответния участък от неговия чувствителен към червено ген. Резултатът е все още функционален визуален пигмент с изместена крива на абсорбция (виж графиката), който се намира между кривите на нормалните червени и зелени визуални пигменти. В зависимост от това колко много се различават кривите на двата типа конуси за средните и дългите вълни, червено-зелената слабост е различна.
„За хетерозиготни жени от такива семейства това означава, че една от техните Х хромозоми има хибридизирана, но другата хромозома има нормалната форма на зеления или червения зрителен пигмент. Така че имате четири функционални типа цветни зрителни пигменти: нормалните три плюс мутиралия пигмент “, казва Джордан, който работи върху така наречените ретинални тетрахромати от почти двадесет години.
Има и функционални тетахромати?
Още през 1948 г. холандският биофизик Хесел дьо Фрий постулира, че такива жени ще трябва да ми дадат четири различни вида шишарки. Всъщност те дори не са особено редки. Йордания смята, че около дванадесет процента от европейските жени са тетрахромати на ретината. Големият въпрос, който Йордан задава, е: Възприемат ли тези жени света с различни очи от обикновения човек? Така че те не са ли само ретинални, но и функционални тетрахромати? Това би изисквало невронните взаимовръзки на мозъка, които в крайна сметка създават субективното впечатление на цвят от светлинните вълни, да са достатъчно гъвкави, за да обработват допълнително информацията от четвъртия тип конус по смислен начин.
Този въпрос не само очарова изследователите на мозъка, но и засяга основните проблеми на философията. Там цветовете са класически пример за така нареченото вторично качество на тялото, което за разлика от обективно измеримата дължина на вълната на излъчваната от него светлина възниква само като продукт на човешкия ум. Какво е чувството да гледаш на червен домат, дали това чувство е еднакво за различните хора и дали феноменът на субективното преживяване на червения цвят може някога да бъде напълно обяснен с помощта на науката са основни въпроси на дебата в Qualia Философия на ума.
За Габриеле Джордан субективността на възприемането на цветовете носи много практически проблеми при търсенето на истински тетрахроматични жени. Тъй като в общество, което е насочено към трихроматичното цветово възприятие на средните си членове, тези жени може дори да не забележат специалния си дар. Дали тестовите ви субекти са истински тетрахромати, може да се види само при специални тестове, като аномалоскопа. "С това не можем да измерим какво е усещането за възприемане на червената светлина, но поне тестът показва дали и колко различно различните хора възприемат разликата между два физически подобни червени нюанса."
В продължение на много години търсенето на Джордан за истински, функционални тетрахромати беше отрезвяващо. Тя успя да намери много жени с четвърти тип конус в близкото семейство на червено-зелено-слаби мъже. Но когато става въпрос за разграничаване между различните нюанси на аномалоскопа и други сложни тестови процедури, тези жени не се справят много по-различно от хората с нормално зрение.
Тогава един ден млад лекар от Северна Англия седна при измервателните уреди на Йордания, майка на двама сина с лошо зрение, причинено от хибридизиран зелен конус. cDA29, тъй като изпитваният субект беше с кодово име, постави Джордан и нейните колеги в състояние на вълнение. „Тя успя да разпознае най-добрите разлики и не допусна абсолютно никакви грешки в нашите тестове“, казва Джордан с ентусиазъм.
След почти две десетилетия търсене, което тя започна със своя докторски ръководител Джон Молън от университета в Кеймбридж, Йордания най-накрая намери истински тетрахромат, за който тя съобщи в Journal of Vision през 2010 г. Тяхното съществуване обаче поражда редица нови въпроси, преди всичко защо всички други тетрахроматични жени на ретината не могат да се възползват от четвъртия си рецептор. Отчасти това вероятно се дължи на генетиката: кривите на абсорбция на някои хибридни варианти се различават само леко от тези на нормалните червени или зелени визуални пигменти. Следователно те едва ли предоставят допълнителна информация за спектралния състав на светлината, попадаща в окото.
Много въпроси остават без отговор
Въпросът дали женските тетрахромати могат да имат еволюционно предимство, например защото те могат да анализират по-точно цвета на кожата на децата си и по този начин да откриват заболявания по-рано, също не е изяснен. Подобно предимство би могло поне частично да компенсира недостатъка за синовете с увредено зрение и по този начин да обясни относително високото разпределение на хибридните гени в повечето човешки популации.
Еволюцията на нашата визуална система очевидно далеч не е приключила. Произходът му датира от около 40 милиона години. По това време предците на хората и маймуните от Стария свят трябва да са удвоили гена на зрителния пигмент, който е бил отговорен за дългите вълни от зелено до червено в почти всички двуцветни бозайници. Един от двата първоначално идентични гена впоследствие успя да намери нова зона на отговорност. Положена е основата за трихроматичното зрение на хората и шимпанзетата.
Йордания сега се надява да намери по-реални човешки тетрахромати по-бързо чрез целенасочено търсене на жени с правилните хибридни гени с помощта на прост генетичен тест. Те биха могли да дадат отговори на въпроса какви фактори позволяват на жени като cDA29 да използват ефективно допълнителния си конус, докато възможностите му изглежда остават неизползвани при повечето жени с четири типа конуси. Според изследователя вече има друг кандидат, който трябва да бъде тестван по-точно.
Как изглежда обаче светът през очите на истински тетрахромат, никога няма да бъде разбран от нормално зрящите. „Да можеш да разбереш това частно възприятие, разбира се, би било изключително вълнуващо“, казва Габриеле Джордан. Тогава обаче философите вече нямаха нужда да разискват проблема с калиите. Участието в експерименти на Йордания подготви осезаема изненада за изпитваното лице cDA29: Тя не е имала и най-малка представа за своите специални способности преди това.