Глаз и зрение человека
Июнь 1938 года. В свет выходят первые комиксы о супермене. Он силен, ловок, умен. У него масса сверх способностей. Сверх скорость, выносливость, сила, неуязвимость, способность летать. Но самое большое впечатление на читателя производит супер зрение. Глаза и зрение этого человек восхищают. Супермен отлично видит в кромешной тьме, при желании может рассмотреть атомы и молекулы. Даже стены для его рентгеновского зрения не помеха. Так в комиксах отразилась древняя мечта людей видеть дальше, лучше, точнее. И что удивительное, всего через несколько десятилетий ряд этих способностей стали реальностью.
Реальные технологии и способности
Электронный микроскоп и прибор ночного видения, телескоп и магнитный томограф. Эти приборы дали человеку почувствовать себя суперменом. А сегодня наука готова воплотить мечту еще более дерзкую, объединить все сверх способности в одном приборе и заменить им биологический глаз.Глаза – основной рабочий инструмент снайпера. Для профессионального стрелка они также важны, как хорошая винтовка. Кажется, зрение снайпера безупречно. Однако даже самые зоркие в мире глаза беззащитны. Каждые 5 секунд во всем мире по разным причинам слепнет один взрослый человек. Каждую минуту ребенок. Жизнь во тьме, кто хоть раз видел свет, становится трудным испытанием. А еще 50 лет назад, максимум, что могла предложить медицина взамен настоящему глазу, это стеклянный глаз.
Производство человеческих глаз
Москва. Цех по производству человеческих глаз. Здесь уже полвека мастерят то, что считается зеркалом души. Каждый глаз изготавливают индивидуально. Сначала подбирают цвет белковой оболочки. Затем расписывают радужку, красок для радужки больше сотни. Но к сожалению все эти красивые глаза, не больше чем косметический протез.Сегодня ученый стремятся создать имплантанты нового поколения, такие которые за километры позволят различать мельчайшие предметы, расширят видимый диапазон, наделят человека цифровым зрением.
Протез глаза - айборг
Роб Спенс, канадский режиссёр документалист, после утраты глаза несколько лет носил на глазу повязку. Пока камера на мобильном телефоне не натолкнула на мысль. Что если утраченный глаз заменить на миниатюрную камеру. Инженеры помогли ему создать протез глаза в который встраивалась миниатюрная камера. Сейчас такой глаз носит название айборг. Искусственный глаз снабжен батарейками и передатчиком. Камера, заменяющая Робу глаз, работает по тому же принципу, что и природная оптика. Но вот отличие в том, что искусственный глаз никак не связан с мозгом. Все сигналы камера транслирует в телефон.Глаза – главный инструмент в познание мира. Зрение дает нам возможность узнать об окружающем мире больше, чем все остальные чувства взятые. 90 процентов всей информации человек получает визуально. Однако возможности зрения, данные природой ограниченно даже у самых зорких на свете глаз.
Острота зрения
Если окулист говорит, что у вас единица, это значит, что вы обладатель среднестатистического зрения. У некоторых этот показатель значительно выше. Иногда до 1,5 единиц. Это врожденные способности. Но можно ли их усилить искусственным путем? Человек, наделенный сверх видением в несколько десятков единиц, без телескопа сможет различить спутники Юпитера. С изобретением лазерной хирургии, такое будущее перестало восприниматься фантастикой.Тайгер Вудс, непревзойдённый гольфист человечества. Чтобы улучшить свои достижения, спортсмен сделал своим глазам обновление. Увеличил себе остроту зрения при помощи лазерной хирургии. Сегодня, по собственному признанию, Американский гольфист видит дальше обычных людей.
Лазерный луч, управляемый компьютером, устраняет дефекты и неровности внешней биологической линзы глаза(роговица). Во время операции ее шлифуют так, чтобы лучи света как можно четче фокусировались на сетчатке. Таким образом, человек получает более острое зрение, чем зрение, полученное от природы. Открытие лазерной офтальмологии заинтересовало военных. В боевых действиях, превосходство над противником гораздо важнее, чем на поле для гольфа. По специальной программе пентагона, было прооперировано более 16000 американских солдат.
Супер зрение идеальное для профессиональных пилотов и снайперов было достигнуто. Но не вполне. Исследования показали, зрение у бойцов стало гораздо острее, но вот ночное видение у них оказалось хуже, чем у простых людей. Было установлено, что лазерная коррекция здесь не причем. Все дело в реакции головного мозга на тюнинг глаз. У нас природой заложено равномерное зрение, если мы искусственно увеличиваем остроту, то мы теряем способность видеть хорошо в сумерки.
Замена хрусталика
В настоящее время самым продвинутым методом по получению супер зрения, является замена хрусталика. Человек может видеть четко как вдали, так и вблизи. Автоматически настраиваться на предметы, находящиеся на разном расстоянии от глаз, благодаря мышцам, соединяющим хрусталик со стенками глаз. Эти мышцы способны сокращаться и расслабляться, что приводит к кривизне радиуса линзы.Как сделать процесс создания хрусталика таким, чтобы он смог также менять свою форму, как делает это биологическая ткань. Этот вопрос волновал ученых десятилетиями. Только решив эту задачу, можно будет поставить новую, обрести остроту зрения животных. Ответ был найден при изобретении нового оптического чуда, подвижного полимерного хрусталика.
Искусственные хрусталики – это полимерные линзы в пол сантиметра длиной и пол миллиметра толщиной. Первые промышленные хрусталики были сделаны при помощи твердого оргстекла. Линза последнего поколения настолько пластична, что во время операции её можно свернуть в трубочку и имплантировать еще в более миниатюрное отверстие. Искусственные линзы имеют желтый оттенок, таким обладает и биологическая линза. Так нас природа защищает от жесткого ультрафиолета, к восприятию которого наш глаз не приспособлен. Кроме того полимерные материалы изнашиваются гораздо медленнее, чем биологические. И такой недуг, как катаракта, силиконовой линзе не грозит. Но не смотря на явное превосходство над биологическим хрусталиком, силиконовый хрусталик супер способности человеку дать не может. Использование самых прогрессивных технологий скованно рамками, которые задала природа.
Восприятие света и цвета
За обработку светового излучения в сигналы, понятные мозгу, включает внутренняя оболочка глаза. Сетчатка и её особые клетки. За видением мира цветным отвечают клетки – колбочки. Один цвет колбочек воспринимает зеленый цвет, другой синюю и красную. Этих трех цветов мозгу достаточно, чтобы смешивая их получать тысячи оттенков. Несмотря на кажущеюся разнообразие цветов вокруг нас, видимый спектр человеком ограничен. Наш глаз воспринимает волны частотой всего от 400 до 800 тераГц. Это диапазон от красного до фиолетово.Человеческий глаз не способен видеть инфракрасное излучение, доступное крокодилам и змеям. Не может человек видеть и в ультрафиолетовом цвете. А вот бабочки, благодаря своему дару находят нектар. Причем чем ярче цвета в ультрафиолете, тем привлекательней они кажутся насекомым. А ведь зрение в таком диапазоне человеку было бы очень полезно, например, при оценке живописных полотен.
Может ли человек искусственно увеличить свой диапазон, изменив свою сетчатку? К ответу на этот вопрос приблизился Американский офтальмолог Алон Чоу. Он заменил погибшие светочувствительные клетки, одного из своих пациентов, кремниевым микрочипом. Благодаря искусственной сетчатке, потерявшие зрение, могут видеть не только контуры и размеры предмета, но и различать контрастность и оттенки цветов. И все это благодаря имплантанту, толщина которого меньше человеческого волоса. Такой имплантант наделяет своих владельцев способностью видеть тепловое излучение предметов.
За то чтобы отличить свет от тьмы, отвечают те же клетки сетчатки. Фоторецепторы улавливают свет и преобразуют его в нервные импульсы, понятные мозгу. Но как бы несовершенна была наша нервная система, она уступает звериным чувствам.
Бионический глаз
Сейчас появились технологии, которые могут вернуть зрение в казалось было в безвыходном положение. Глаза человеку могут заменить бионические глаза. Эти глаза позволяют видеть окружающий мир тем, кто даже потерял надежду видеть свет дневной. Благодаря новому бионическому зрению, люди начинают уверенно ориентироваться в пространстве. Могут без посторонней помощи перейти дорогу.Технологий для восстановления зрения предостаточно, осталось дело за малым. Объединить все эти технологии в одно единое целое – супер глаз.
02.11.2014