Ученые заставили человеческие глаза увидеть «невозможный» цвет

Ученые впервые заставили человеческий глаз увидеть цвет, которого не существует в природе. С помощью лазеров и точной стимуляции сетчатки участникам эксперимента удалось различить новый сверхнасыщенный оттенок — настолько необычный, что он не имеет аналогов в привычном понимании.
Владимир Барышев
Точечная лазерная стимуляция отдельных рецепторов сетчатки впервые позволила человеку увидеть цвет, выходящий за рамки привычного спектра
Точечная лазерная стимуляция отдельных рецепторов сетчатки впервые позволила человеку увидеть цвет, выходящий за рамки привычного спектраИсточник: Unsplash

В исследовании, опубликованном 18 апреля в журнале Science Advances, группа ученых продемонстрировала методику, позволяющую вызвать у человека восприятие абсолютно нового цвета.

Пять добровольцев впервые увидели тон, которого нет в стандартной палитре человеческого зрения, после того как исследователи с помощью системы Oz и ПО Wizard точно направили микродозы лазерного света на отдельные колбочки сетчатки.

Активация только M‑колбочек (отвечающих за «зеленую» часть спектра) без вовлечения соседних S- и L‑рецепторов породила оттенок «оло» — нечто среднее между бирюзой и павлиньим пером, но с насыщенностью, недостижимой при обычном освещении.

Обычная теория цветового зрения опирается на соотношение трех типов колбочек, которые отмечены буквами S («синие»), M («зеленые») и L («красные»). Мозг «считывает» с них координаты, аналогичные отпечатку, и строит привычную гамму оттенков. Ученые решили проверить гипотезу: а что если стимулировать только средний тип? Для этого они сначала картировали сетчатку каждого участника, фиксировали положение и тип каждой колбочки и, отслеживая движения глаз, адресно подсвечивали только M‑рецепторы.

Светочувствительные рецепторы сетчатки — колбочки и палочки — преобразуют свет в электрические сигналы, которые мозг интерпретирует как зрительное восприятие
Светочувствительные рецепторы сетчатки — колбочки и палочки — преобразуют свет в электрические сигналы, которые мозг интерпретирует как зрительное восприятиеИсточник: NIH

Чтобы выяснить, какой цвет видят испытуемые, команда просила их подбирать наиболее близкий по памяти пример из спектра однотонного света. Но совпадения не находилось: «оло» оказался более насыщенным, чем самый яркий бирюзово‑синий. Добровольцы «смывали» его при помощи белого света, пока он не стал похож на привычный оттенок.

Система также умела воспроизводить цветные видеоролики, используя лазер одного лишь синего цвета: поочередно меняя интенсивность подсветки S, M и L‑колбочек, исследователи «подделывали» мозгу характерные паттерны активации всех трех каналов.

Имитация естественных паттернов активации колбочек открыла путь к созданию новых оттенков и потенциальной коррекции цветовой слепоты.
Имитация естественных паттернов активации колбочек открыла путь к созданию новых оттенков и потенциальной коррекции цветовой слепоты.Источник: Unsplash

В перспективе методику планируют адаптировать для коррекции цветовой слепоты. У людей с дефицитом одного типа колбочек стимулируя оставшиеся два, можно попытаться «добавить» недостающий канал и проверить, освоит ли мозг более богатую палитру. Аналогичный подход уже успешно опробован на животных.

Хотя для работы требуется уникальное оборудование, ученые и эксперты называют это исследование выдающимся техническим достижением. «Эта методика открывает беспрецедентные возможности для изучения того, как сигналы с сетчатки превращаются в цвета в мозге, и расширяет границы человеческого восприятия», — отмечает Кимберли Джеймсон из Калифорнийского университета, Ирвин.

Тем временем ученые также объяснили, почему люди воспринимают цвета по-разному.