Велика частина колбочок в людському оці насправді створює чорно-біле зображення навколишнього нас світу, а зафарбовують цю «контурну карту» ті фоторецептори, які дійсно реагують на колір.
У сітківці ока є три типи фоторецепторних клітин: світлочутливі гангліонарні клітини, які зараз активно досліджують у зв'язку з їх роллю в регуляції біологічних ритмів, і знамениті палички і колбочки.
Палички згруповані здебільшого по краях сітківки, вони більш чутливі, ніж колбочки, але чутливість їх сконцентрована близько довжини хвилі в 498 нм, що відповідає синьо-зеленому світлу. (Тому в сутінках нам все здається зеленувато-синюватим: коли освітленість падає, на перший план виходять палички, які ловлять переважно синьо-зелені відтінки спектру.)
У колбочок же, як ми знаємо, є кілька фоточутливих білків, завдяки яким колбочки діляться на «синьо-фіолетові», «жовто-зелені» (або просто «зелені») і «жовто-червоні» (або просто «червоні»). Вважається, що завдання колбочок - просто передавати в мозок колірний сигнал, а мозок вже сам, аналізуючи кількість сигналів того чи іншого кольору, їх інтенсивність, розташування і т. д., скомбінує загальну колірну картину.
Однак дослідження Рамкумара Сабесана (Ramkumar Sabesan) і його колег з Каліфорнійського університету в Берклі говорять про те, що механізм кольоросприйняття у нас влаштований трохи інакше. У своїх експериментах вони спробували з'ясувати, як відповідає на світ окремо взята колбочка в сітківці людини.
В експерименті брали участь дві людини, в чиїх очах за допомогою спеціальної мікроскопічної техніки вдалося точно визначити місце розташування приблизно 1000 колбочок. Оскільки око весь час робить мікродвиження, потрібно було навчитися передбачати ці мікродвиження. Нарешті, маючи на руках карту колбочок і знаючи, як буде рухатися око, можна було приступити до головного: на певну колбочку посилали лазерний промінь, а сам учасник експерименту говорив, якого він кольору. За два роки дослідникам вдалося перебрати 273 «зелених» і «червоних» колбочки («сині» поки що залишилися за бортом).
У підсумку виявилося, що велика частина фоторецепторів реагує не на колір, а на світло. Наприклад, 119 «червоних» колбочки у відповідь у відповідь на червоний промінь посилали сигнал білого кольору - людині здавалося, що вона бачить білий - і тільки 48 бачили власне червоний. Серед «зелених» білий колір бачили 77, а сам зелений - тільки 21. Іншими словами, велика частина колбочок принаймні з тих 273, які вдалося перевірити, насправді потрібна для того, щоб відрізнити світло від темряви.
Потенційно всі фоторецептори можуть відчувати колір, але далеко не всі це роблять. Крім того, з'ясувалося, що ті колбочки, які знаходяться в оточенні рецепторів іншого відтінку (наприклад, якщо «зелена» сидить в оточенні «червоних») швидше схильні передавати білий сигнал - що дещо розходиться зі звичною точкою зору, що в такому положенні фоторецептор робиться ще більш чутливим до свого кольору. Повністю отримані результати опубліковані в Science Advances.
Виходить, що сітківка робить подвійну роботу: за допомогою «чорно-білих» колбочок виходить якесь зображення, деталізоване і з досить високою роздільною здатністю, з детально промальованими контурами і тінями, а потім ті рецептори, які все-таки сприймають колір, «заливають» ці контури фарбами, причому в тому, що стосується відтінків, роздільна здатність картинки виходить неважливою. Роботу з розфарбовування оточуючої дійсності завершує мозок, комбінуючи дані за кольором.
Це далеко не вперше, коли сітківка змушує нас по-новому поглянути на її функції. Так, кілька років тому дослідники з Університету Квінсленду виявили, що відростки деяких гангліонарних клітин сітківки реагують на спрямований рух джерела світла, і посилають в мозок вже готову інформацію про те, що поруч щось рухається.
І можна також згадати, що в 2013 році в Current Biology вийшла стаття, автори якої стверджували, що деякі біполярні нейрони сітківки, поряд з її ж гангліонарними клітинами, займаються попереднім аналізом зорової інформації, кодуючи деякі параметри, на зразок інтенсивності і напрямку світла, і відправляючи в мозок закодовані результати своєї аналітичної роботи.
За матеріалами ScienceNews.