Марк Чангизи - Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле

• Название: Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле
• Автор: Марк Чангизи
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-080467-2

Как вышло так, что наши глаза смотрят вперед, и почему у нас нет глаз на затылке? Когда выгоднее быть циклопом? Каким образом зрение нас обманывает? Почему человек видит мир в цвете? Как родилась письменность, почему буквы именно такие, и при чем здесь естественный отбор? Неожиданные ответы на эти вопросы дает известный американский нейробиолог Марк Чангизи. Ученый на новейшем материале и с помощью многочисленных иллюстраций, в том числе цветных, объясняет различные аспекты нашего зрения и разрушает устоявшиеся представления о нем. Книга понравится и случайному читателю, и опытному потребителю научной информации.

---

Вместе эти три иллюзии создают ошибочное впечатление, будто другие расы очень сильно, качественно отличаются от нашей и что по сравнению с ней они более однородны. И поэтому нет ничего удивительного в том, что мы, люди, склонны воспринимать представителей других рас стереотипно: наши органы чувств вводят нас в заблуждение. Однако когда сознаешь, что пал жертвой иллюзий, проще им противостоять.

Вальдорфский салат

Идея, что цветовое зрение возникло ради наблюдения за кожей, довольно нова: она пришла мне в голову в 2005 году, когда я размышлял о нашей парадоксальной бесцветности, работая по стипендии Слоуна — Шварца в Калифорнийском технологическом институте. Однако моя гипотеза о предназначении цветового зрения была далеко не первой. На протяжении ста лет преобладал тот взгляд, что мы, приматы, выработали у себя способность различать цвета с целью нахождения плодов. А позже было высказано предположение, что цветовое зрение появилось у нас, чтобы замечать не плоды, а молодые, съедобные листья, так что мы воспринимаем цвет из-за плодов и листьев. Из-за салата. Вальдорфского салата[2]. Надо сказать, что эти гипотезы не обязательно противоречат друг другу, потому что у возникновения и эволюции нашего цветового зрения могло быть сразу несколько плюсов. С его помощью мы можем как различать опенки кожи, так и находить пищу.

Однако есть основания полагать, что главным признаком, по которому шел отбор, сформировавший наше цветовое зрение, было все-таки восприятие цвета кожи. Пищевые предпочтения у приматов очень разнообразны. Одни в основном едят листья, другие в основном плоды, а третьи едят куда больше мяса, чем им следовало бы. Причем среди тех, которые питаются фруктами, разные виды предпочитают плоды различной формы и цвета, а кроме того, цвет самих плодов меняется по мере их созревания. Если бы эволюцию цветового зрения направляла необходимость распознавания пищи, то среди приматов мы бы наблюдали огромное разнообразие его типов. Однако среди тех видов приматов, для которых обладание цветовым зрением — норма (то есть когда им обладают и самцы, и самки), различия в цветовосприятии невелики, несмотря на то, что питаются эти виды совершенно по разному. Абсолютно различный рацион — и при этом одинаковое восприятие цветов!

Однако с точки зрения моей “кожной” гипотезы ничего удивительного в этом нет. Хотя цвет кожи у приматов может различаться, кровь у них одинаковая. И, как мы увидим в следующем разделе, когда содержание крови в тканях и ее насыщенность кислородом изменяются, у всех приматов, независимо от вида, спектральные показатели кожи отвечают на эти изменения одинаковым образом. Вот поэтому-то все мы, приматы, обладаем одним и тем же типом цветового зрения.

Кожное телевидение

Ваша кожа (точнее, кожа представителей вашего сообщества) выглядит бесцветной. Нужно это для того, чтобы вы были способны улавливать малейшие изменения ее окраски. Но что это могут быть за изменения?

Многие из них нам хорошо знакомы, хоть мы не всегда об этом задумываемся. Мы вспыхиваем от смущения, багровеем от ярости и бледнеем, как полотно, от ужаса. Когда вы задыхаетесь, ваше лицо синеет. Наблюдая за матчем по боксу или боевому искусству, нетрудно заметить на коже проигравшего (а иногда и победителя) темные синяки, не говоря уже о ярко-красной крови. Когда вы занимаетесь спортом, ваше лицо краснеет, а когда чувствуете слабость, оно может стать белым или желтым. Когда вы смотрите на младенца, старательно наполняющего свой подгузник, то видите, как его лицо приобретает пурпурный оттенок. У детей цвет лица меняется и во время плача. Когда мы испытываем сексуальное возбуждение, наши половые органы отчетливо изменяют свой цвет (и размер). Кожа, под которой пролегают вены, кажется нам голубовато-зеленой.

Эти опенки и связанные с ними эмоции находят отражение в культуре. Гневные лица обычно рисуют красными, и этот же цвет нередко используют для обозначения агрессии, опасности и силы. Дьявол — красного цвета. Когда персонажи мультфильмов смущаются, их лица приобретают розовый опенок. Женщины в красном (красное платье — это, можно сказать, стереотип) воспринимаются как агрессивные и сексуальные: психологи Эндрю Эллиот и Даниэла Ньеста обнаружили, что женщины, одетые в красное, кажутся мужчинам (но не женщинам) привлекательнее. Кровь и кожа упоминаются даже в самом определении слова “красный”, которое дается в “Оксфордском словаре английского языка”: “По отношению к щекам (или коже лица) и губам — естественный здоровый цвет”. И еще: “О человеке или о его лице: временно налившийся кровью, особ, вследствие какого-л. внезапного впечатления или эмоции; вспыхнувший или зардевшийся от гнева (застенчивости и т.п.); покрасневшее лицо, особ, в разговорной речи, выступает в качестве признака замешательства либо стыда”. Синий цвет нередко указывает на состояние грусти, а в числе различных значений слова “синий” “Оксфордский словарь” называет следующее: “мертвенно-бледный, свинцового опенка; цвет, какой кожа приобретает вследствие удара, сильного переохлаждения, глубокого смятения и т. п.” Пурпурный цвет обычно используется для описания крайней ярости, а еще герои мультфильмов резко багровеют, когда поперхнутся едой. Кроме того, в одном из определений пурпурного также упоминается грусть: “цвет траура”. Зеленый подразумевает болезнь, а одно из определений зеленого даже дается специально по отношению к цвету лица: “зачастую в таких конструкциях, как болезненно-зеленый, бледно-зеленый - тусклый, нездоровый или желчный оттенок, признак страха, ревности, дурного расположения духа, болезни”. Лица трусливых персонажей часто изображают желтыми, и одно из жаргонных значений английского слова yellow (желтый) — “малодушный, трусоватый”. Однако, помимо этого, желтый цвет ассоциируется с радостью. На рис. 4 изображены четыре цветных “смайлика”, которыми люди пользуются, чтобы лучше передать свое настроение, а на рис. 5 приведены примеры употребления некоторых понятий цвета по отношению к коже, крови и эмоциям.

Совершенно ясно: наша кожа способна принимать самую различную окраску. Как ей это удается? И в каких пределах мы можем менять свой цвет? Как выяснилось, у нашей кожи имеется в некотором роде магическая способность с легкостью приобретать любой возможный опенок без исключения.

Объяснить это странное свойство нам поможет кровь, точнее, два связанных с ней показателя: а) кровоснабжение кожи; б) концентрация кислорода в крови. Как мы увидим, наше цветовое зрение способно оценивать оба эти параметра. Но как именно влияют на цвет кожи их изменения? Если количество крови под кожей ниже нормы, кожа выглядит желтоватой. Если подкожной крови больше, чем обычно, кожа выглядит синеватой. Если содержание кислорода в крови повышено, кожа выглядит красноватой. А если оксигенация крови ниже нормы, кожа выглядит зеленоватой. На рис. 6 изображена ладонь студента по имени Чжан Цюн (Гас), который помог мне с этой картинной, когда я работал в Калифорнийском технологическом институте.

Иначе говоря, желтизна или голубизна кожи определяется количеством крови под ней. Надавите на ладонь — и вы увидите, как в месте нажатия кожа станет желтой, пока кровь не прильет назад. Или просто крепко сожмите кулак и взгляните на костяшки пальцев. В тех местах, где кость давит на кожу, вы увидите желтые пятна. Обескровленная кожа выглядит не только желтой, но и более светлой. А когда содержание крови в коже возрастает, кожа синеет (а также темнеет). Чтобы увидеть кожу, количество крови под которой повышено, достаточно взглянуть на свои вены. Кожа над видимыми венами кажется синеватой (а еще чуть-чуть зеленоватой, потому что венозная кровь бедна кислородом). Другой способ увидеть кожу голубого цвета — перекрыть кровообращение в руке, сжав себе, например, запястье другой рукой, на манер жгута. Примерно через минуту крови скопится достаточно для того, чтобы кожа приобрела голубоватый оттенок. (Кроме того, рука слегка покраснеет, потому что скопившаяся кровь, в отличие от венозной, будет обогащена кислородом. В итоге из-за смешения синего и красного оттенков рука будет выглядеть пурпурной.) Возможно, из-за того, что синеватая кожа является свидетельством избытка крови, а это может быть результатом плохого кровообращения, синий цвет часто ассоциируют с апатией и грустью.

То, будет ли кожа иметь красный или зеленый оттенок, зависит от концентрации кислорода в подкожной крови. Не существует простого эксперимента, позволяющего по собственной прихоти повышать и понижать насыщенность крови кислородом, но в качестве одного из способов наблюдать переход от красного к зеленому может служить сопоставление двух примеров, обсуждавшихся ранее: кожи над венами и кожи после наложения жгута. И там, и там количество крови повышенное, но в первом случае кожа зеленовато-синяя, а во втором — красновато-синяя. Разница объясняется тем, что в первом случае кислорода в крови меньше, во втором — больше. У анемичных людей кожа нередко имеет зеленоватый оттенок, потому что содержание кислорода в их крови понижено. Возможно, это объясняет, почему зеленый цвет иногда ассоциируют со слабостью (от нехватки кислорода человек слабеет), а красный, наоборот, с силой (обилие кислорода делает нас сильнее).