Беседы о Третьем Элементе

Несмотря на бесконечную точность, аналоговый сигнал крайне неудобен для передачи сообщений. Во-первых, любой сигнал затухает и расплывается с расстоянием, а также подвержен влиянию различных физических факторов. Бесконечная точность амплитуды аналогового сигнала становится бесконечно бессмысленной, если мы получили сигнал, ослабленный приблизительно в два или три раза. Во-вторых, совершенно убийственным фактором для аналогового сигнала являются шумы. И, в-третьих, на очень малых расстояниях нам начинает слать «приветы» квантовая механика в виде неопределенности положения, измеряемого в пространстве.

Ощутив аналоговый сигнал, пришедший снаружи, рецепторный нейрон не может просто отослать его, как есть, в мозг; с сигналом надо что-то сделать, чтобы сообщение не потерялось в шуме и дошло в целости и сохранности до получателя. Чтобы справиться с проблемой шума и ослабления сигнала с расстоянием, нервные клетки работают по принципу все или ничего. Есть некоторый порог внешнего воздействия (стимула), ниже которого велика вероятность перепутать это воздействие с шумом. На стимулы слабее этого порога нервные клетки попросту не реагируют, а если тот, наоборот, превышен, нервная клетка начинает генерировать электрические сигналы (нервные импульсы) одинаковой величины. Чем больше стимул, тем чаще возникают сигналы.

Единичный нервный импульс не несет информации о силе стимула, но зато он как раз такой величины, чтобы его можно было надежно выделить из шума, и не настолько велик, чтобы нас било электрическим током. Но несколько импульсов, пришедших один за другим, вполне могут нам рассказать о силе первичного стимула. Есть некоторый фон по 7–8 импульсов в секунду, означающий, что нейрон на той стороне в принципе жив. Если сигналы идут редко, по 15–20 в секунду, значит стимул был слабый. Но если импульсы барабанят по 150–200 в секунду, значит, стимул сильный, и глаз надо прикрыть, чтобы не ослепнуть.

Матчасть номер два (физиология зрительных путей)

Зрительные нервы обоих глаз перекрещиваются в хиазме и входят в промежуточный мозг на границе таламуса и гипоталамуса. Ради бога, не пугайтесь, я сейчас все объясню.

В сетчатке имеется около миллиона ганглиарных клеток, каждая из которых выпускает один аксон, соответственно, зрительный нерв содержит около миллиона проводков. Получается, миллион пикселей или мегапиксель — это среднее разрешение матрицы нашей сетчатки, но на деле острота зрения гораздо выше, потому что расположен этот мегапиксель очень неоднородно.

В области центральной ямки (желтого пятна) количество рецепторов на несколько порядков выше, чем на периферии, упакованы они крайне плотно и буквально жмутся друг к дружке. Эти нейроны отличаются малыми размерами и называются карликовыми, они не умеют ни видеть в темноте, ни реагировать на движение, но зато различают цвет и мельчайшие детали. Ганглиарные нейроны, отвечающие за сумеречное (палочковое) зрение и за ощущение движения, сдвинуты к периферии. Они больше по размерам, имеют более широкие рецептивные поля и расположены не плотно, их называют магноцеллюлярами.

В месте выхода зрительного нерва из сетчатки рецепторов нет, и там находится так называемое слепое пятно. Его мы не различаем и если какой-нибудь предмет окажется в его поле, он станет невидим.

Перед входом в первые центральные мозговые структуры зрительные пути проходят стадию перекреста, называемую хиазмой. В ней два зрительных нерва, от правого и левого глаза, перекрещиваются, так что дальше часть нервных волокон от правого глаза идут по левой стороне, а от левого — по правой. Перекрещивание нервных путей — это древнее таинственное заклятие хордовых, которое перешло и на нас, позвоночных. Никто не знает, почему и при каких обстоятельствах оно наложено, и, возможно, не узнает никогда. Как только наши вторичноротые предки, обладатели первого трубчатого мозга, дошли до стадии развития, на которой между чувствительным и двигательным нейронами появился третий, вставочный, тот при первой же возможности начал перекидывать все сигналы на противоположную сторону тела.

Перекрест хиазмы практически полный у тех животных, у которых глаза расположены по бокам головы. Но у обладающих бинокулярным зрением, то есть тех, у кого глаза сдвинуты вперед, так что поля зрения обоих частично или полностью перекрываются, логика перекреста изменена.

Очень удобно обозревать окрестность, когда глаза находятся по бокам от головы, — видно все, что делается спереди, сбоку и сзади. Можно спокойно греться на солнышке и чистить перья. А если какой-нибудь умник попробует незаметно подкрасться сзади, следует нагло зыркнуть черным глазом, злобно каркнуть, показать язык и улететь.