Бегство из плоского мира: как вернуть объемное зрение?

  • 11 июля 2014
Разница между плоской и объемной картинкой Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Обычно люди редко задумываются о разнице между плоской и объемной картиной мира

Брюс Бриджман почти всю жизнь прожил, видя мир плоским. Но в один прекрасный день фильм в 3D перезагрузил его мозг так, что окружающее вдруг стало для него трехмерным. Корреспондент BBC Future разбирается, как это могло случиться.

Все мы знаем, что хороший фильм может заставить нас взглянуть на жизнь другими глазами. Но для 67-летнего Брюса Бриджмана эти слова имеют не философский, а совершенно конкретный смысл: фильм "Хранитель времени" навсегда изменил его зрение.

16 февраля Брюс Бриджман пошел с женой в кино на этот приключенческий фильм Мартина Скорсезе, который показывали в 3D. Как и все, он купил 3D-очки, будучи уверенным, что это пустая трата денег. Дело в том, что Бриджман, работающий неврологом в Университете Калифорнии в городе Санта-Круз, с детства был лишен стереоскопического зрения. Он не был способен воспринимать объемную картинку, и мир представал перед ним совершенно плоским.

"Когда мы ходили гулять, и кто-то замечал птицу на дереве, все тут же начинали ее живо обсуждать. А я все еще пытался разглядеть эту птицу, даже когда они уже закончили разговор, - вспоминает он. - Все сразу замечали эту птицу. Но для меня она полностью сливалась с общим фоном".

Все изменилось в тот момент, когда в кинозале погас свет, и начался 3D-фильм. В первой же сцене персонажи вдруг выпрыгнули на Брюса с экрана. Такого он еще никогда не видел. "Мое зрение в буквальном смысле приобрело новое измерение. Это было захватывающее зрелище", - рассказывает Брюс Бриджман.

Но самое удивительно то, что магия трехмерного фильма на этом не закончилась. Когда Брюс вышел из кинотеатра, он обнаружил, что мир выглядит иначе. Впервые в жизни он увидел, что фонарный столб явно выделяется на общем фоне. Деревья, машины и люди выглядели более живыми и реальными, чем когда-либо.

И что примечательно, Брюс не перестает с того дня видеть мир трехмерным.

"Когда я еду на велосипеде на работу, я смотрю на лес рядом с дорогой и вижу настоящее буйство пространства - каждое дерево стоит отдельно от всех остальных", - говорит он.

С Брюсом Бриджманом явно что-то произошло. Какая-та часть его мозга вдруг проснулась.

Здравый смысл говорит нам, что случившееся с Брюсом невозможно. Как и многие люди, лишенные стереоскопического зрения (а таких 5-10 %), он когда-то смирился с тем, что видит мир плоским.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Стереомир может показаться неожиданно прекрасным

Однако пережитое Бриджманом в кинотеатре ранее уже наблюдалось в клинических условиях. Самый знаменитый такой случай - история Сью Барри, пациентки невролога Оливера Сакса, получившей прозвище "Стерео Сью".

Как рассказал Сакс, эта женщина впервые увидела мир объемным, когда ей было уже далеко за 40. Произошло это во время терапевтического сеанса.

Так почему же после долгих лет жизни в двухмерном мире мозг таких людей вдруг переключается на трехмерную картинку?

Разные картинки

На протяжении многих веков ученые знали, что двумя глазами мы видим лучше, чем одним. Древнеримский врач Гален обнаружил, что картинка, которую мы видим правым глазом, немного отличается от той, которую мы видим левым. Столетия спустя Леонардо да Винчи пришел к тому же выводу.

Откройте только левый глаз, а потом закройте его и откройте правый - вы увидите, что предмет, на который вы смотрите, хоть и выглядит так же, но немного сдвинулся. В 1830-х годах английский ученый и изобретатель Чарльз Уитстоун понял, зачем нашему организму это нужно.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Двумя глазами мы видим иначе, чем одним

Эта разница позволяет мозгу воспринимать глубину пространства. Уитстоун даже изобрел передовой для своего времени прибор, который он назвал стереоскопом. В нем две немного разных версии одного рисунка преображались в одно трехмерное изображение.

Человеческий мозг каким-то образом автоматически совмещает эти изображения. Лишь в последние десятилетия мы начали понимать, как нервные сигналы создают трехмерную картину.

Как разные вкусовые рецепторы на нашем языке воспринимают разные базовые вкусы - горькое, сладкое, соленое или кислое, точно так же отдельная клетка в глазу и в головном мозге реагирует только на один тип сигнала - например, только на вертикальные или горизонтальные линии. Чем дальше этот сигнал путешествует по клеткам мозга, тем более сложным он становится.

Неврологи обнаружили в зрительной коре головного мозга клетки, единственная задача которых - реагировать на разницу в расположении изображений, поступающих в мозг с сетчатки правого и левого глаза. Эти клетки - бинокулярные нейроны - как считают ученые, являются ключами к трехмерному зрению.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Если объемное зрение не развилось в детстве, то вам вряд ли будут интересны 3D-фильмы

Согласно проведенному в 60-е годы XX века и получившему Нобелевскую премию исследованию Дэвида Хубеля и Торстена Визеля, у развивающегося мозга есть лишь небольшое временное окно для того, чтобы сформировать бинокулярное зрение, в котором задействованы оба глаза.

Их исследования, проведенные на кошках, также, как и множество других работ на эту тему, предполагают, что если находящийся в процессе развития мозг не получил возможности переработать накладывающиеся изображения, поступающие из двух глаз, он уже никогда не создаст связи, необходимые для обработки трехмерной картинки.

В таком случае бинокулярные нейроны просто не появятся в зрительной коре головного мозга. Это временное окно закрывается рано - в конце детства. После этого человек будет обречен на двухмерное восприятие мира.

Счастливый случай

Доказательства существования этого временного окна весьма убедительны. Поэтому большинство экспертов сходятся в том, что и у Сью Барри, и у Брюса Бриджмана, в детстве должен был быть хотя бы один случай, подготовивший их к трехмерному восприятию мира. Этот случай спровоцировал рост бинокулярных нейронов.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Если вы долгое время были лишены объемного зрения, то его возвращение буквально открывает дверь в новую жизнь

И действительно, Бриджман помнит этот случай. Это была игрушка, вложенная в коробку с кукурузными хлопьями. Кусочки картона нужно было сложить так, чтобы получилось стереоскопическое изображение. На мгновение, как он вспоминает, напечатанные на картоне фигурки будто бы встали из коробки.

Это мимолетное знакомство с трехмерным миром могло оказаться достаточным для возникновения синаптических или нейронных связей, необходимых для бинокулярного зрения. В качестве аналогии можно представить себе человека, который проложил телефонную связь, подключил к ней телефонные аппараты, а потом 30 лет ждал, чтобы всю эту систему кто-нибудь включил.

Деньги, потраченные Брюсом Бриджманом в кино на 3D-очки, купили ему намного больше, чем он мог ожидать. Он по-прежнему видит окружающее так, как будто наш мир - удивительное трехмерное кино. Его история - хороший урок нам всем: и страдающим трехмерной слепотой, и обладающим отличным объемным зрением.

"Я люблю смотреть на мир и видеть, что одни предметы ближе других, я обожаю разглядывать лес, деревья, - говорит он. - Дерево из плоского рисунка превратилось в большую трехмерную скульптуру. Это настоящий подарок".

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Новости по теме