Ученые нашли причины устойчивости человеческого зрения к сильной тряске

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего во главе с Эндрю Хуберманом (Andrew D. Huberman) выяснили, что именно позволяет человеческим глазам, в отличии от большинства существующих систем технического зрения, четко видеть объекты в момент сильной тряски. Соответствующая работа

в журнале

, а с ее кратким

можно познакомиться на сайте университета.

Исследовательская группа пометила специфические наборы нейронов, отвечающие за связь между органами зрения и зрительными долями мозга вначале для подопытных мышей, а затем и для изолированных нервных клеток человека in vitro, и проследили за процессом их развития. Выяснилось, что для тех клеток глаза, которые связаны с процессом стабилизации изображения, характерна экспрессия гена контактина-4. А когда исследователи преднамеренно подвергали его мутации, схема взаимодействия клеток глаза и мозга не могла корректно сформироваться. С другой стороны, когда ученые вводили контактин-4 в клетку, которая в норме его не вырабатывает, этого было достаточно, чтобы клетка могла начать принимать участие в схеме, отвечающей за стабильное взаимодействие клеток глаза и мозга.

Затем исследователи стали подбирать белки, которые связывают контактин-4. Оказалось, что на эту роль подходит предшественник бета-амилоида, трансмембранный белок, широко известный своей важной ролью в развитии болезни Альцгеймера и связанных с ней амилоидных бляшек. В ходе эксперимента выяснилось, что если предшественник бета-амилоида не доступен клетке, то и контактин-4 не может контролировать развитие схемы, связывающей зрительные клетки и нейроны мозга.

Базируясь на выявленных фактах группа Хубермана предположила, что специфические наборы генов, отвечающие за корректную связь нейронов мозга с нервными волокнами других нейронных подсистем, могут отвечать за корректную работу не только зрения, но и других видов сенсорного восприятия человека.

В будущем авторы работы планирует подробнее разобраться, как гены такого рода могут быть связаны с когнитивными расстройствами. К примеру, тот же контактин-4 расположен в генном кластере, связанном с некоторыми формами аутизма. Ученые намерены выяснить, могут ли отклонения связанные с этим конкретным геном играть роль в развитии данного заболевания.

Следует отметить, что способность человеческих глаз давать довольно четкое изображение предметов во время сильной тряски трудновоспроизводима существующими системами искусственного зрения. Это не только затрудняет съемки камерой с движущегося автомобиля, но и создает проблемы в массе других практических приложений. В частности, попытки американских военных в 1980-х годах создать танк с необитаемой башей и экипажем в бронекапсуле в значительной степени были затруднены из-за того, что камеры, установленные в башне не могли обеспечить нормальную картинку окружающей обстановки во время движения по пресеченной местности. Аналогичным образом российский ПТРК третьего поколения «Автономия», стрелявший по принципу «выстрелил-забыл», был отвергнут военными в силу того, что его система техзрения часто теряла контакт с целью в случае активного маневрирования во время пребывания на траектории. В этом смысле глаза человека пока опережают создаваемую им технику и дальнейшее изучение факторов ответственных за это опережение представляет непосредственный интерес для целого ряда областей.