Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия - Ричард Маслэнд

Позже он писал о большом значении этого этапа его жизни, когда он сформировал свои исследовательские интересы, сдружился с широким кругом ученых и даже написал первую научную статью. В ней был представлен новый метод измерения количества углекислого газа, накапливаемого в ребризере – подводном дыхательном аппарате с повторным использованием выдыхаемого воздуха. Хотя война к тому времени подошла к концу, к сожалению, военные поставили на статье гриф «секретно» и запретили ее публиковать.

Как бы то ни было, Бойкотт приобрел некоторую известность в научных кругах, и после окончания Бербек-колледжа ему предложили место младшего преподавателя на факультете зоологии в Университетском колледже. Он преподавал студентам лабораторный раздел вводного курса (сейчас эту черную работу обычно возлагают на ассистентов кафедры или аспирантов). Он также записался в аспирантуру, но отложил работу над диссертацией, когда получил предложение войти в исследовательскую группу зоолога с мировым именем Дж. З. Янга, работавшего в лаборатории морской биологии в итальянском Неаполе. Море было щедрым источником животных, на которых зоологи могли изучать общие принципы, а Бойкотта, в частности, интересовало, можно ли узнать что-то новое о механизме обучения, используя мозг осьминога.

Проведенное группой Янга исследование нейронных основ обучения вызвало своего рода ажиотаж. О нем много писали не только в различных научных журналах, но и в популярной прессе (еще бы, осьминоги способны учиться!). К сожалению, звездного босса Брайана больше заботила публикация очередной статьи, чем диссертация его сотрудника. В результате Бойкотт так и не написал диссертацию, хотя к тому времени уже заработал себе солидную научную репутацию. Британское научное ведомство решило, что докторская степень не так уж важна для настоящего ученого, и повысило Бойкотта до профессорского звания. Впоследствии он с гордостью поправлял каждого, кто называл его доктором Бойкоттом, – мол, он «просто профессор Бойкотт».

По возвращению из Неаполя в Великобританию ученый заинтересовался другими темами, связанными с обучением, в частности изменениями, которые происходят в мозге у представителей семейства беличьих, когда те впадают в спячку. Отчасти по этой причине он на один семестр отправился преподавать в Гарвард, где найти этих пушистых грызунов для опытов было куда легче, чем в Лондоне.

В Гарварде он познакомился с Джоном Даулингом, и партнерство между ними привело к важному достижению. На тот момент Даулинг как раз занялся изучением сетчатки млекопитающих с помощью электронной микроскопии. Но электронная микроскопия дает слишком большое увеличение. В результате Даулинг обнаружил в сетчатке любопытную организацию синаптических связей, но из-за чрезмерно увеличенного изображения никак не мог понять, каким клеткам они принадлежат. Бойкотт был мастером окрашивания целых клеток и, изучая осьминогов, научился искусно распутывать нейронные сети. Бойкотт и Даулинг быстро осознали, что прекрасно дополняют друг друга. Вместе они провели фундаментальное исследование нейронных связей в сетчатке, которое заложило основу для ее понимания.

Бойкотт и сам обладал уникальным видением: он мог увидеть целиком всю картину и с точностью лазера определить набор ключевых вопросов для последующего движения вперед. Его собственная исследовательская работа, которой он занимался с помощью всего одного лаборанта, касалась микроструктуры сетчатки. Но, пожалуй, его главным вкладом было умение донести свою широту мышления до нас, молодых ученых. Несколько месяцев в году он проводил в лаборатории Хайнца Вессле во Франкфурте в качестве консультанта, критика, серого кардинала и источника кипучей энергии. Вессле, выдающийся ученый и грамотный администратор, предоставлял в его распоряжение все ресурсы Института Макса Планка. Брайан генерировал общие идеи, сотрудники Вессле корпели над частностями. Несмотря на разные поколения, Бойкотт и Вессле были людьми одного типа: великодушными, высоконравственными, преданными своему делу.

Предпочитая вести простой образ жизни, Бойкотт тем не менее не был пуританином. Он интересовался мировыми событиями, политикой, любил поесть и выпить. В любой компании он первым предлагал отправиться в паб. Придерживаясь высочайших научных стандартов и обладая очень критическим мышлением, он на равных заводил разговор с кем угодно – от дворника и постдока до именитого профессора – о чем угодно, будь то случайная тема, политика, мудреная научная теория и т. д. Если вам было что сказать, он уважительно вас выслушивал. Если же ваши стандарты, по его мнению, не соответствовали его высокой планке, он оставался дружелюбным, но не придавал вашему мнению большого значения. Крупных научных сборищ он избегал, насмешливо называя их собранием овец. К публичным выступлениям почти не готовился, поэтому его речи нередко напоминали сбивчивые размышления вслух, будучи полной противоположностью современным презентациям в стиле TED, тщательно подготовленным и отлично проиллюстрированным.

Брайан любил общаться с молодыми учеными, чьи исследования вызывали у него интерес. Во время поездок в США он часто приезжал в мой маленький домик под Бостоном. Мы допоздна засиживались на заднем крыльце, обсуждая популяции клеток сетчатки, сплетничая о друзьях и потягивая бурбон. После смерти Брайана ученые, занимающиеся исследованиями сетчатки, учредили в его память награду за научные достижения – ее вручают раз в два года, когда все сообщество собирается в горах Вермонта на научное биеннале. Стать лауреатом премии Бойкотта – большая честь, поскольку Брайана все уважали и любили. Победитель получает сертификат и бутылку односолодового виски.

Теперь, когда мы познакомились с основными участниками работы сетчатки, мы можем перейти к следующему этапу – к обретению понимания того, как они передают зрительную информацию остальной нервной системе.

Вы помните главный принцип: разрешающая способность зрения определяется плотностью мозаики ганглионарных клеток на сетчатке – аналогично тому, как плотность пикселей на экране определяет его разрешение. Проще говоря, чем плотнее расположены ганглионарные клетки, тем острее зрение.

Вы также знаете некоторые базовые принципы того, как сетчатка воспринимает зрительные раздражители: одни ганглионарные клетки реагируют преимущественно на действие светового стимула, другие на его ослабление, при этом некоторые из них генерируют короткий транзиторный ответ, другие – устойчивый ответ на протяжении всего времени действия стимула.

Разумеется, этим знания современной науки о ганглионарных клетках не исчерпываются. Недавние исследования показали, что у большинства млекопитающих насчитывается более 30 различных типов ганглионарных клеток, каждый из которых отвечает за восприятие определенных аспектов зрительного раздражителя. Далее я расскажу вам о некоторых из этих типов. Но детали не так важны, как понимание главного, а именно того, что ганглионарные клетки формируют окончательные сообщения, которые сетчатка посылает в головной мозг. Это единственные сообщения, которые мозг получает от глаза, поэтому они полностью определяют то, что наш мозг знает о видимом мире и каким он его «видит».