Глава 16
Зрение

Реагировать на свет вы начинаете на шестом или седьмом месяце. Вместе с тем, хотя ваше зрение уже работает, в темноте материнской утробы вы мало что сможете разглядеть: лишь приглушенный красноватый свет проникает через одежду, кожу, мышцы и кровь. Тем не менее вы сразу же понимаете, когда ваша мама ложится на солнце. С помощью УЗИ ученые обнаружили, что плод всегда отворачивается, если направить яркую лампу прямо на живот его мамы.

Процесс формирования глаз начался еще на четвертой неделе, когда ваш мозг представлял собой не более чем тоненькие трубки, а тело напоминало личинку. По бокам мозговой трубки выросли два полых стебелька с крошечными мешочками на концах. Несколько дней спустя эти два мешочка уперлись изнутри в кожу и сплющились в два маленьких блюдца. Так зарождалась сетчатка ваших глаз, состоящая из особых клеток, которые при попадании на них света посылают нервные импульсы в мозг. Однако чтобы эти клетки могли начать рассказывать мозгу про увиденный свет, им нужна небольшая помощь, поэтому они сразу же рассылают приказы и послания своим соседям. Одни клетки принимаются за создание хрусталиков, задача которых – фокусировать свет на сетчатке. Другие же начинают окружать будущие глаза защитным материалом.

Одно из посланий, отправляемых клетками в процессе формирования глаз, создается с помощью гена PAX6. Люди с поврежденным геном PAX6 страдают от заболевания под названием «аниридия». Типичный признак этого расстройства – отсутствие радужной оболочки. В результате глаза у больных аниридией не голубые, не зеленые и не карие, по их центру расположены два огромных темных зрачка. Об этой болезни было известно еще более 150 лет назад, но вызывающий ее ген обнаружили только в 1992 году. А потом биологи выяснили, что ген PAX6 особенный – в очередной раз их удивили старые добрые плодовые мушки.

У плодовых мушек имеется пара исключительных глаз, именуемых фасеточными. Если присмотреться, то можно заметить, что все они состоят из сотен крошечных красноватых шариков, каждый из которых – отдельный малюсенький глаз со своим собственным хрусталиком и фоточувствительными клетками. Плодовая мушка смотрит одновременно во все стороны и, словно мозаику, собирает воедино зрительную информацию, считанную каждым глазом в отдельности. Для создания таких глаз используется ген под названием «безглазый». Он называется так потому, что бывают случаи, когда он не срабатывает и несчастная мушка появляется на свет без глаз. Когда же ген срабатывает, мушка может сделать себе глаза где угодно. Как правило, они появляются только на голове, однако благодаря генной инженерии можно включить безглазый ген там, где он обычно выключен. Ученые активировали ген в тех участках личинки, на которых обычно формируются лапки, и вот, пожалуйста, они создали мушку, у которой на каждой лапке торчало по одному красному глазу. Включив ген на другом участке, исследователи сделали мушку, похожую на крошечного краба – с глазками на кончиках усиков. Дальше они продолжали свои эксперименты в том же духе.

Изучив последовательность символов в гене, ученые могут запустить поиск по базе данных всех известных генов и попытаться найти что-нибудь похожее. Именно так они поступили с безглазым геном плодовой мушки, и результат, высветившийся на экране, их изрядно удивил. Компьютер выдал совпадение с человеческим геном PAX6. Прежде ученые уже находили вариацию гена PAX6 у мышей, но это не было так уж удивительно: мыши ведь такие же млекопитающие, как и мы, да и строение глаз у нас схожее. А вот совпадение с плодовой мушкой стало настоящим шоком: разве такое возможно? Как мог ген, используемый для создания глаз у млекопитающих, помогать формировать эти странные красные глаза-шарики у насекомых?

Чтобы во всем разобраться, ученые решили немного поэкспериментировать с генами плодовых мушек. На этот раз они вместо безглазого гена вставили в их ДНК мышиную вариацию гена PAX6. Как же отреагировали клетки мушки? Они покорно прислушались к приказу мышиного гена, как своего собственного. И безглазый ген, и ген PAX6 играют роль переключателей, прямо как Hox-гены. Они включают гены, необходимые для формирования глаз. «Вот здесь у нас будет глаз», – принимает решение ген PAX6, и другие гены берутся за его создание. И даже притом, что сама команда заимствована у мыши, у плодовой мушки вырастают обычные красные фасеточные глаза. А когда этот ген отдает приказ вашим клеткам, то они начинают формировать пару человеческих глаз.

Где-то через два месяца после зачатия ваши глаза уже занимают свое место, однако пройдет еще какое-то время, прежде чем вы сможете ими воспользоваться. Поверх них вырастет небольшой слой кожи, который будет удерживать их в закрытом состоянии почти шесть месяцев. В любом случае нервные соединения с мозгом пока еще не готовы, так что на данном этапе ваши глаза как две видеокамеры без карты памяти.

Чтобы что-то увидеть, мы должны обработать зрительный образ в коре головного мозга. Поэтому, если у человека вследствие травмы кора головного мозга будет повреждена, он полностью ослепнет, хотя сами глаза останутся при этом целыми и будут продолжать работать как надо. Но если попросить такого травмированного человека взять какой-то предмет, то он скорее всего вытянет руку в нужном направлении. Ему покажется, что он делает это наугад, однако в действительности дело тут не просто в удаче. Глубоко в мозге находится дополнительный зрительный центр, доставшийся нам в наследство от наших земноводных пращуров. Подобно тому, как лягушка выстреливает языком в сторону насекомого, слепой человек в состоянии схватить предмет, не понимая при этом, что именно перед ним находится.

Хотя глаза в утробе довольно долгое время закрыты, нашей сетчатке скучать не приходится. В крайнем случае всегда можно развлечь себя самому. Ученые измерили уровень активности нервных клеток сетчатки у разных млекопитающих и обнаружили, что они самопроизвольно посылают сигналы в мозг задолго до окончательного развития зрения. Втайне от всех нервные клетки создают за закрытыми веками фальшивые зрительные образы. По сетчатке регулярно проходит хорошо скоординированная волна электрической активности, так что сидящие рядышком клетки одновременно посылают свои сигналы в мозг. Это помогает нервным клеткам правильно подсоединяться друг к другу.

Несмотря на столь раннее начало, зрение в момент рождения – наименее развитая функция из всех прочих. Поначалу мы настолько близоруки, что не можем сфокусироваться ни на чем, что находится на расстоянии больше десяти сантиметров. Постепенно зрение будет улучшаться, однако пройдет не один год, прежде чем оно разовьется полностью.