Рассел Фостер помнит своего первого добровольца – 87 летнюю женщину, лишившуюся всех палочек и колбочек из-за генетического заболевания, в результате чего она была слепой последние 50 лет. Женщина была убеждена, что ничего не увидит, но после того, как длинна волны сместилась в сторону синего света, немного поколебавшись, она сообщила об увеличении яркости.

Фостер, невролог из Оксфордского Университета, со своими коллегами принялся активно изучать светочувствительные клетки, впервые обнаруженные в 2002 году. Эти клетки называются Intrinsically photosensitive retinal ganglion cells  (ipRGCs) – фоточувствительные клетки сетчатки. С момента их обнаружения было открыто много неожиданного. Первоначально полагалось, что данные клетки просто способствовали формированию циркадных ритмов, синхронизируя 24-х часовые изменения в организме, например, уровень метаболизма или поведение. Благодаря недавним исследование появились все основания полагать, что фоточувствительные клетки сетчатки недооценены. Вполне возможно, что у них есть функции распознования предметов и отслеживания уровня яркости, таким образом, через них может оказываться влияние на процессы познания, такие как память и обучение.

Важны не только палочки и колбочки

В течение последнего столетия ученые были сфокусированы на палочках и колбочках. В 1990 году Форестер обнаружил, что у мышей с мутациями в сетчатке циркадный ритм был похож на циркадный ритм здоровых мышей, в то время как у мышей с удаленными глазами происходили его изменения. Скептики утверждали, что в случае с мутациями, вероятно, часть палочек и колбочек была сохранена. Тогда в 1999 году Форестер отобрал специальных трансгенных мышей у которых точно не было никаких палочек и колбочек на протяжении нескольких поколений. Результаты не изменились – пока у мышей были глаза (пусть и ничего не видящие), у них был нормальный циркадный ритм. В следующем году бывший аспирант Фостера – Игнасио Провенцио обнаружил светочувствительную молекулу маланопсина в ганглиях мышей и приматов. Наличие данного пигмента позволило предположить то, что некоторые из клеток могли улавливать свет, а значит быть новым классом зрительных рецептов.

В 2002 году Самер Хаттар, невролог из университета Джона Хопкинса в Балтиморе, со своими коллегами обнаружил, что почти 1% клеток в ганглиозном слое мышей содержит маланопсин, который особенно восприимчив к синему свету. Дэвид Берсон, невролог из Браунского Университета заметил, что эти фоточувствительные клетки сетчатки самостоятельно улавливают свет и посылают сигналы в головной мозг (точнее в супрахиазмальное ядро – область в гипоталамусе, отвечающая за генерацию циркадных ритмов, являющееся по сути «биологическими часами», - прим. SpravZdrav.RU).

В ходе более детальных исследований стало ясно, что фоточувствительные клетки сетчатки посылают больше импульсов, чем было нужно, например, сигналы шли в структуры головного мозга отвечающего за обработку визуальных образов. Исследователи были озадачены этим фактом в связи с тем, что меланопсин медленно реагирует на изменения света, а значит, имеет ограниченную способность реагировать на изменения.

Фоточувствительные клетки сетчатки, по предположению ученых, могут повлиять на такие физиологические реакции как сон, головные боли, сезонные обострения болезней, которые связаны со сменой продолжительности суток и циркадными ритмами. Так же интересно влияние этих рецепторов на механизмы памяти.

Существуют неопубликованные данные о том, что воздействие светом на мышей во время сна ухудшает их память и способность к обучению. Это может означать, что свет появляющийся в моменты, когда организм этого не ожидает может подорвать некоторые процессы. Например, Стивен Локли, невролог из Женского госпиталя в Бостоне, со своими коллегами изучал время реакции 16 здоровых добровольцев на звуковые сигналы. При этом их подвергали воздействию синего и зеленого света в течение 6.5 часов. Тот, кто подвергался воздействию синего света, реагировал быстрее.

Локли говорит, что его наблюдения могли бы помочь разработать «более здоровый» свет, т.е. использовать определенную длину волны, интенсивность и других характеристики света, для активизации работы мозга, улучшения настроения и сна. Это может открыть целую новую область применения света для лечения и для повседневного применения.

В зависимости от характеристик, свет может иметь или благоприятное, или негативное воздействие. Человечество проводит значительное количество времени в условиях искусственной освещенности, хотя природой мы приспособлены для существования с естественным освещением. Вполне возможно, что мы наносим себе вред подвергаясь воздействию существующих видов освещения, поэтому необходимо как можно быстрее разобраться в данном вопросе.