Красный, синий, зелёный. Какой следующий?
Джей Нейтц – профессор офтальмологии в Вашингтонском университете в Сиэтле (США). Он изучает биологические основы зрения и его нарушений, а также разрабатывает методы лечения дальтонизма у людей...
Почему так важно знать всё о цветовом зрении?
– Прежде всего, это вопрос интеллектуальный: поняв, что происходит в голове человека, когда он видит, скажем, что-то красное, мы сможем объяснить множество вещей. Кроме того, цвета сегодня выступают в качестве средства общения. Они везде: они говорят нам, куда идти и что делать. В них закодировано огромное количество информации.
Означает ли это, что быть дальтоником в наши дни труднее, чем раньше?
– Возможно. Очевидные проблемы возникают при обучении, ведь в современных образовательных методиках вовсю используются цвета: «выберите красный кружок», «прочитайте выделенную жёлтым строку» и т.п. Брат моей жены от рождения не различает красный и зелёный, и учителя считали его нерадивым учеником, поскольку он часто допускал элементарные ошибки: например, раскрашивал треугольник красным карандашом вместо зелёного.
Мне часто приходят письма от людей, страдающих цветовой слепотой. Трудностей, которые им приходится преодолевать, великое множество. Один парень, например, рассказывает о своих проблемах в отелях с карточками, используемыми в качестве ключей. Он знает, что при срабатывании карты красный огонёк в двери сменяется зелёным, и ему приходится напрягаться, чтобы уловить тот момент, когда это произойдёт.
В чем причина дальтонизма?
– У людей есть три типа цветовых рецепторов, отвечающих за восприятие трёх цветов: красного, зелёного и голубого. Рецепторы красного и зелёного кодируются генами, расположенными в Х-хромосоме по соседству друг с другом. Наиболее часто встречающееся нарушение – отсутствие одного из этих генов – наблюдается у 2% мужчин. У женщин две Х-хромосомы, а потому дальтонизм возникает лишь в том случае, если обе они имеют указанный дефект. Вот почему представительницы прекрасного пола страдают цветовой слепотой намного реже – лишь в 1 случае из 230.
Вы разработали собственный тест для диагностики цветового зрения. Расскажите о нём поподробнее.
– Мы решили составить перечень всех возможных мутаций, приводящих к дальтонизму, для чего провели обследование тысяч добровольцев, включавшее в себя генетический анализ. Разработанный нами тест в течение двух минут позволяет установить, страдаете вы цветовой слепотой или нет.
Как же он работает?
– Человеку показывают листок с восемью изображениями, каждое из которых содержит элемент, невидимый при том или ином типе дальтонизма. Диагноз ставится при опросе испытуемого. Мы намеренно используем бумажный вариант теста, поскольку экраны компьютеров имеют разную цветовую калибровку. Бумага в этом плане надёжнее.
Можно ли излечить цветовую слепоту?
– В опытах с животными нам удалось это сделать. Для экспериментов мы выбрали беличьих обезьян. Их самки, так же как и люди, – трихроматы, то есть имеют все три типа рецепторов, а вот все самцы – дихроматы, неспособные видеть красный цвет.
Мы подвергли их генной терапии с использованием вируса, о котором узнали от коллег, разрабатывающих лекарство против одного из мышечных недугов. Вирус не оправдал их ожиданий, поскольку проникал не во все клетки мышц, а лишь в некоторые, но именно это его свойство сыграло нам на руку! Мы внедрили его в сетчатку, где он внедрился в часть зелёных колбочек, превратив их в красные.
Вы были уверены, что это сработает?
– Конечно, я всегда надеюсь на успех, но при этом заранее думаю о том, что буду делать в случае неудачи. Нашей первой целью было изменить сетчатку, приблизив её к норме. Однако была вероятность, что мозг не сможет распознать новый цвет, и тогда мы начали бы работу в данном направлении.
После лечения самцы беличьих обезьян обрели полноцветное зрение?
– Да. Мы понимали, что наши успехи будут восприняты скептически, и поэтому проводили наблюдения за животными в течение двух лет после терапии. Каждое утро перед завтраком мы проверяли цветовое зрение обезьян с помощью стандартного теста, разработанного для людей. Все показатели были абсолютно стабильны.
Вы сможете вылечить человеческий дальтонизм?
– Наш эксперимент носил чисто познавательный характер. Однако, получив десятки тысяч писем от людей, мечтающих иметь нормальное зрение, я поставил целью своей жизни помочь им.
Я не сомневаюсь, что мы добьёмся тех же результатов, что и с обезьянами, но в данном случае мы должны быть на 100% уверены в безопасности метода. Возможные риски должны быть сведены к нулю, и это одна из самых главных проблем. Энтузиазм некоторых добровольцев столь велик, что они готовы прийти в лабораторию под покровом ночи и втайне ото всех получить инъекцию. Вынужден отказать им: мы так не работаем!
Вы говорили, что большинство из нас имеет цветовые рецепторы трёх типов. А бывают ли люди с рецепторами четырёх типов – тетрахроматы?
– Человечество как вид трихроматично. Однако изредка встречается полиморфизм красных колбочек. Скажем, у женщин за восприятие оранжево-красного и жёлто-красного цвета могут отвечать рецепторы двух разных типов. Мы обнаружили, что эта особенность – генетическая. Она проявляется в 1 случае из 200. Как показали наши исследования, люди, утверждающие, что они видят больше оттенков, чем положено, имеют гены, кодирующие дополнительные пигменты.
Как четвёртый тип колбочек влияет на цветовое восприятие?
– Предположительно, благодаря ему расширяется цветовое восприятие, что позволяет видеть в сотни раз больше цветов, чем обычные люди.
Существуют ли тесты на выявление тетрахроматов?
– Это большая проблема. Габриэль Джордан и её коллеги из Ньюкаслского университета (Великобритания) разработали оптическую систему, смешивающую красный и зелёный свет до получения желтого. Обычный человек видит только монохроматический жёлтый свет, а тетрахромат – разные цвета. Удивительно то, что из 20 женщин с нужными генами, протестированных группой Джордан, только у одной было стопроцентно подтверждено наличие тетрахроматизма.
Вероятно, причины этого заключаются в недостатке стимулов для развития дополнительных цветовых ощущений. Ведь в нашем мире рукотворных объектов всё – от компьютерных мониторов до промышленных красок – ориентировано на людей с обычным зрением.
Что нового Вы надеетесь узнать, изучая тетрахроматизм?
– Я планирую набрать группу добровольцев с подходящим генетическим потенциалом и выяснить, можно ли научить их различать дополнительные цвета. Данное исследование может пролить свет на многие аспекты работы мозга. Предполагается, что человеческие нейроны рано или поздно теряют свою пластичность, но это может оказаться скорее исключением, чем правилом. Мы неоднократно убеждались в том, что люди способны обретать новые сенсорные способности в зрелом возрасте. Если мы поймём, как это происходит, перед нами откроется целый мир физических возможностей, ранее нам недоступных, и не только в плане зрения.
Кроме того, я бы определённо хотел продолжить опыты с обезьянами и с помощью генной терапии попытаться наделить их четвёртым фотопигментом.
А что Вы думаете об искусственном развитии тетрахроматизма у людей?
– Такая терапия стала бы, несомненно, весьма популярной. Вспомните, как быстро мы избавились от старых компьютерных мониторов, когда появились новые, с более богатой палитрой цветов. Представьте: всего один укол – и мир вокруг вас становится несравнимо красочнее. Кто бы отказался от этого?
