Оливер Сакс - Антрополог на Марсе

В 1957 году, почти через сто лет после эффектной демонстрации Максвеллом цветного изображения, Эдвин Лэнд, изобретатель полароида, произвел еще более эффектную демонстрацию такого изображения. Но, в отличие от Максвелла, он сделал только два черно-белых слайда (используя фотоаппарат с расщеплением луча, так что оба снимка были сделаны в одно и то же время из одной точки через одни и те же линзы) и спроецировал изображения на экран с помощью двухлинзового проектора. При съемке Лэнд использовал два фильтра: красный, пропускавший только длинноволновую часть спектра, и зеленый, пропускавший более коротковолновую часть спектра. При проецировании на экран длинноволнового слайда использовался красный луч из длинноволновой части спектра, а для другого слайда – луч белого света. Ожидалось, что на экране появится бледно-розовое изображение. Однако на экране неожиданно появилась цветная фотография женщины, блондинки с голубыми глазами и естественным цветом кожи в красном пальто с сине-зеленым воротником.

Демонстрация Лэндом получения цветного изображения поразила своей простотой и походила на цветную иллюзию, о которой говорил Гете, – иллюзию, продемонстрировавшую неврологическую правду того, что цвета не самостоятельные субстанции и не автоматическая корреляция длины волны луча света, вызывающие ощущение определенного цвета, а субстрат мозга.

Этот эксперимент выглядел как аномалия и не укладывался в существовавшую цветовую теорию, но и не породил новой. Более того, казалось возможным, что знание зрителем существующих цветов может влиять на его восприятие.

Чтобы показать, что не существует ключа для предсказания цвета, который будет увиден, Лэнд решил заменить привычные, естественные изображения окружающего мира абстрактной многоцветной мозаикой, представлявшей собой набор полосок цветной бумаги. Такого рода мозаики напоминали картины голландского художника Пита Мондриана, и Лэнд назвал их «цветными Мондрианами». Используя мондрианы, освещавшиеся тремя проекторами, и три фильтра – красный (длинноволновый), зеленый (средневолновый) и синий (коротковолновый) – Лэнд показал, что если на поверхности экрана формируется часть сложной многоцветной картины, то при этом нет простой связи между длиной волны света, отраженного от экрана, и воспринимаемым цветом.

Более того, если отдельную цветную полоску (которую, к примеру, мы обычно видим зеленой) изолировать от окружающих цветов, она будет восприниматься как белая или как бледно-серая вне зависимости от того, какой луч света использовался для ее освещения. Лэнд показал, что такая полоска не может считаться прирожденно зеленой, а свой цвет она получает, взаимодействуя с окружающими ее зонами мондриана.

В то время как, согласно классической теории Ньютона, цвет представлялся локальным и повсеместным и зависел от длины волны света, отраженной от каждой точки объекта, Лэнд показал, что цвет распределен не локально и не повсеместно, а зависит при наблюдении всей картины от восприятия цветов каждой точки объекта и цветового фона. При этом должны иметь место непрерывные связи, сравнение каждой части зрительного поля с его собственным окружением, чтобы получить глобальный синтез – по Гельмгольцу, совершить «акт суждения».

Лэнд показал, что это положение, или корреляция, подчиняется фиксированным, формальным правилам и что он в состоянии предсказать, какие цвета будут восприняты наблюдателем в различных условиях. Он изобрел «цветной куб», алгоритм для осуществления этой цели, а в сущности – модель сравнения мозгом яркости при различных длинах волн всех частей сложной многоцветной картины. В то время как цветовая теория Максвелла и его цветной треугольник основывались на концепции сложения цветов, модель Лэнда основывалась на сравнении.

Он полагал, что при восприятии объекта происходит сравнение двух сигналов: отражения от всей картины определенной группы длин волн или спектра (по терминологии Лэнда, «световой записи» спектра) и воздействия трех отдельных световых записей для трех длин волн, относящихся грубо к красной, зеленой и синей длинам волн. Этот второй сигнал создает цвет.

В то же время Лэнд старался избегать объяснений процессов, происходящих в мозгу при выполнении этих операций, и очень осторожно назвал свою теорию цветового зрения «теорией ретинекса», подразумевая, что должно существовать многофункциональное взаимодействие между сетчаткой (ретиной) и корой (кортексом) головного мозга.

Если Лэнд приближался к решению загадки цветового зрения на психофизическом уровне, опрашивая людей, как они воспринимают сложную многоцветную мозаику при изменении освещения, то Семир Зеки, ученый, работающий в Лондоне, решал проблему на физиологическом уровне путем внедрения в зрительную кору обезьян микроэлектродов, после чего измерял нейронные потенциалы, генерируемые при появлении цветного стимула, обычно изготовленного из цветной бумаги. В семидесятые годы XX века Зеки удалось найти на уровне циркуметриарной коры обезьян в зоне V 4группу клеток, которая, как он посчитал, реагирует на цвет. Зеки назвал их «цветокодирующими клетками» [19]. Таким образом, через девяносто лет, после того как Вилбрандт и Веррей высказали предположение о наличии в мозгу специального центра, отвечающего за восприятие цвета, Зеки доказал, что такой центр действительно существует.

Пятьюдесятью годами раньше видный невролог Гордон Холмс, обобщив двести случаев нарушения зрения, вызванного огнестрельными ранениями головы, поразившими зрительную кору, не выявил ни одного случая ахроматопсии. Исходя из этого, он заключил, что цветовая слепота не может возникнуть лишь от одного повреждения зрительной коры. Заключение такого крупного авторитета в области неврологии, каким являлся Гордон Холмс, привело к тому, что проблема потеряла практический интерес [20].

Положение изменилось после того, как Зеки в семидесятые годы XX века опубликовал ряд работ в области неврологии. После этого в медицинских журналах стали появляться статьи, описывающие новые случаи ахроматопсии с приложением результатов исследований по визуализации мозга с помощью новых технических достижений (аксиальной компьютерной томографии, ядерно-магнитного резонанса, позитронной эмиссионной томографии). В эти годы впервые появилась возможность визуально определить, с помощью каких зон мозга человек воспринимает цветное изображение. Хотя описываемые в литературе случаи часто касались других повреждений зрения (ослабления поля зрения, зрительной агнозии, алексии), повреждения, их вызывающие, как представлялось исследователям, находились в срединной ассоциативной коре, в зонах, соответствующих зоне V 4коры головного мозга обезьяны [21].