Глаз – орган зрения животных и человека. Человек видит не глазами, а посредством глаз: информация передается через зрительный нерв, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим.

Наличие двух глаз позволяет: сделать наше зрение стереоскопичным, различать близость и дальность предметов, увеличить поле зрения.

Лазерные коррекции? А разве их много?

Много. Наверное, точного количества видов эксимерлазерной коррекции зрения никто и не знает. Есть такие их названия: ФРК, LASIK, РЕИК, FAREC, LASEK, ELISK, Epi-LASIK, MAGEK. Однако на сегодняшний день применяется в основном ЛАСИК (LASIK), а остальные являются лишь его предшественниками, разновидностями или модификациями. В этой главе я хочу рассказать о технике проведения лазерных коррекций и особенностях некоторых из них.

Обычные контактные линзы уже давно используются для улучшения зрения людей. Совсем недавно исследователи разработали методику лечения заболеваний роговицы глаз, в основу которой легло использование контактных линз, изготовленных с использованием стволовых клеток.

Заболевания, поражающие роговицу глаз, являются одной из причин, вызывающих ухудшение или потерю зрения, в подавляющем большинстве случаев. По статистике Всемирной Организации Здравоохранения заболевания роговицы глаз лишает зрения около 1.5 миллиона человек в год.

Было объявлено, что тысячи людей, которым грозит слепота, смогут восстановить зрение благодаря новаторской технологии введения в глаза здоровых генов. Пока врачам удалось существенно улучшить зрение троим пациентам немногим старше 20 лет с врожденным амаврозом Лебера, то есть наследственным заболеванием сетчатки, которое характеризуется гибелью светочувствительных клеток и слепотой.

Хотя зрение не восстанавливается полностью, новая терапия все же приводит к существенному улучшению как дневного, так и ночного видения. Дело тут, как водится, в генотипе больного. У пациентов отсутствует ген RPE 65. Его вводят в глаз, чтобы восстановить цикличность ферментов, вырабатывающих молекулы витамина А, необходимых для преобразования света в сетчатке глаза в нервные импульсы.

В США на людях впервые используют в пробном режиме метод лечения слепоты с помощью стволовых клеток. Первыми пациентами станут молодые люди и подростки с наследственной формой слепоты. Исследователям наконец удалось получить «зеленый свет» на использование в этом эксперименте эмбриональных стволовых клеток, сообщает The Daily Mail.

Технология, способная вернуть зрение или предотвратить развитие слепоты, до сих пор тестировалась только на животных. Если же «феноменальные» результаты, которые ученые получили во время предыдущих экспериментов, будет подтверждено, это полностью изменит жизнь миллионов людей.

Наш мозг сложен — говорит интуиция. Мы осуществляем огромное множество сложных актов. Мы дышим, кашляем, чихаем, совокупляемся, глотаем, извергаем содержимое желудка обратно, мочимся; мы складываем и вычитаем, разговариваем и даже рассуждаем, пишем, поем и сочиняем квартеты, стихи, романы и пьесы; мы играем в бейсбол и на музыкальных инструментах. Мы воспринимаем и думаем. Может ли орган, управляющий всеми этими действиями, не быть сложным?

Значительную часть нейробиологии составляют разделы о том, как работают отдельные нейроны и как информация передается от клетки к клетке через синапсы. Должно быть очевидным, что без этих сведений мы окажемся в положении человека, желающего понять работу радиоприемника или телевизора, но ничего не знающего о резисторах, конденсаторах и транзисторах. За последние десятилетия благодаря изобретательности ряда нейрофизиологов, из которых наиболее известны Эндрю Хаксли, Алан Ходжкин, Бернард Катц, Джон Экклз и Стивен Куффлер, были хорошо изучены физико-химические механизмы проведения нервных импульсов и синаптической передачи. Однако столь же очевидно, что сведения такого рода сами по себе еще не могут привести к пониманию работы мозга, подобно тому как одни лишь сведения о резисторах, конденсаторах и транзисторах не позволят понять работу радиоприемника или телевизора, а знание химии чернил — прочитать пьесу Шекспира.

Теперь мы можем приспособить нашу первоначальную схему к специальному случаю зрительного пути. Как показано на рисунке, рецепторы и следующие два уровня находятся в сетчатке. Рецепторами служат палочки и колбочки; зрительный нерв — общий выход всей сетчатки — представляет собой пучок аксонов клеток третьего уровня, называемых ганглиозными клетками сетчатки.

Глаз часто сравнивают с фотоаппаратом. Более уместно было бы сравнить его с телевизионной камерой, установленной на треноге, с автоматической системой слежения — машиной, которая самофокусируется, автоматически подстраивается к интенсивности света, имеет самоочищающуюся линзу и присоединена к компьютеру со столь развитыми возможностями параллельной обработки информации, что инженеры еще только начинают обсуждать сходные стратегии для конструируемой ими аппаратуры.

Гигантская работа по преобразованию света, падающего на две сетчатки, в осмысленную зрительную сцену часто странным образом игнорируется, как будто все необходимое нам для того, чтобы видеть, — это изображение внешнего мира, четко сфокусированное на сетчатке. Хотя получение резких изображений и важная задача, она скромна по сравнению с работой нервной системы — сетчатки и мозга. Как мы увидим в этой главе, вклад сетчатки уже сам по себе впечатляет.

Преобразуя свет в нервные сигналы, она начинает извлекать из окружающей среды то, что полезно, и отбрасывать то, что излишне. Никакое человеческое изобретение, включая управляемые компьютером камеры, пока еще не может соперничать с глазом. Эта глава посвящена главным образом нейронной части глаза — сетчатке, но я начну с краткого описания глазного яблока, аппарата, который содержит сетчатку и создает на ней четкое изображение внешнего мира.

Здесь мы продолжим обсуждать тему строения и функций глаз, начатых в предыдущей теме.

После того как в 1952 году была опубликована первая статья Куффлера о рецептивных полях ганглиозных клеток сетчатки с центром и периферией, открылись пути дальнейшей работы. Чтобы объяснить обнаруженные свойства этих клеток, нужны были дополнительные исследования на уровне сетчатки. Однако требовались также данные о следующих уровнях зрительной системы, чтобы понять, как мозг интерпретирует информацию, доставляемую глазами. Решение этих двух задач было сопряжено с огромными трудностями. При изучении центральных механизмов понадобилось несколько лет, чтобы разработать методику длительной (порядка нескольких часов) регистрации активности одиночной клетки. Еще труднее было подбирать зрительные стимулы, влияющие на эту активность.

Многие сложные клетки лучше реагируют на движение стимула в одном направлении, чем в противоположном. Различие в реакции часто бывает весьма резким — при одном направлении движения возникает энергичный ответ, а при обратном направлении клетка вообще не отвечает (рис. 48). Как выяснилось, примерно 10—20% клеток в верхних слоях стриарной коры проявляют заметную дирекциональную избирательность. Остальные клетки, по-видимому, не обладают такой избирательностью — мы тщательно исследовали ответы клеток с помощью ЭВМ, пытаясь обнаружить хотя бы небольшое различие в ответах на движение стимула в противоположных направлениях. Таким образом, существуют, видимо, два разных класса клеток — один из них четко проявляет дирекциональную избирательность, другому она не свойственна.