К настоящему времени установлено, что главными регуляторами световой энергии для мозга служат отверстия в радужной оболочке. Этот факт признается абсолютно всеми. Анатомы и физиологи подтверждают, что ни один из отделов глаза не подвержен такой индивидуальной изменчивости, как радужная оболочка.
Однако для осуществления своей главной роли – расширения и сужения светопропускающего отверстия – радужка глаза слишком сложно устроена. Известный немецкий офтальмолог М. Зальцман находит в ней шесть слоев: эндотелиальный, передний пограничный, сосудистый, задний пограничный, слой пигментных веретенообразных клеток, пигментный эпителий. Такое строение радужной оболочки во многом сближает ее с корой головного мозга, в основной своей массе состоящей также из шести слоев.
Непонятно только, к чему эта «непростительная» сложность, граничащая с расточительностью. Природа и естественный отбор не должны были бы допускать подобного рода излишеств. И в самом деле, почему бы радужке глаза не быть очень простой по строению; ведь для изменения размера зрачков вполне достаточно иметь два слоя, из которых один состоял бы из светонепроницаемой «занавески», второй – из мышц, сдвигающих и раздвигающих ее.
В действительности все обстоит иначе. Радужка глаза чрезмерно сложна. Она слагается из трех передних мезодермальных и трех задних эктодермальных слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию. В ней разветвляется много сосудов, нервных сплетений, находятся две очень активные мышцы, предназначенные для сужения и расширения зрачка.
Но самое интересное и загадочное заключается в другом. Оказалось, что радужка глаза «почему-то» проницаема для света. «Почему-то» перед ней, во всю ее ширину располагается не плотная, задерживающая свет белочная оболочка, а совершенно прозрачная роговица. Прозрачная как слеза, как безупречно чистое оконное стекло. Несомненно, что в этом заложен какой-то глубокий смысл. Можно подумать, и это весьма вероятно, что в световой «подзарядке» нуждается не только сетчатая оболочка, но и сама обнаженная для света радужка.
Богатейшая сеть ее нервных окончаний, сформированная тремя крупнейшими нервами (симпатическим, парасимпатическим и тройничным), выполняет функцию световоспринимающего аппарата. Если учесть, что указанное «нервное трио» имеет теснейшую связь с центрами внутренних органов в головном мозгу, а через них с самими внутренними органами, то нетрудно предположить, что проникающая в радужку световая энергия служит для активации всей внутренней среды организма. К такому сенсационному открытию впервые пришел венгерский врач И. Пекцели.
Таким образом, первая загадка радужки заключается в том, что проникающая в глаз световая энергия направляется по двум различным путям. По периферическому – через радужку и по центральному – через сетчатку.
По первому пути (иридо-ретикуло-висцеральному), или периферическому, световые импульсы проходят сквозь строму радужной оболочки в ретикулярную формацию ствола. Они несут в себе энергию для расположенных на этом уровне центральных регуляторов внутренних органов. Здесь происходит биоэнергетическая зарядка сердца, легких, печени, желудка, кишечника и т. д.
По второму пути (ретино-таламо-кортикальному), или центральному, световые импульсы проходят через зрачок и далее через сетчатку и сосудистую оболочку глаза. С этим потоком в головной мозг поступают зрительная информация и световые активирующие импульсы.
Зрительные образы достигают специальных центров затылочной коры, где происходит их обработка и восприятие. Световые импульсы проникают в глубину мозга, в особое образование, называемое зрительным бугром, или коллектором всех видов чувствительности. Сюда же поступает и множество других сигналов из внешней и внутренней среды. Вместе они создают интегративный заряд активации, который возбуждает все этажи головного мозга, в том числе и его кору. Этот общий активирующий заряд обусловливает темперамент и жизненный тонус каждого человека. Причем насыщение энергией зрительного бугра происходит главным образом за счет световых раздражителей. Отсюда и символическое название бугра – зрительный; точнее было бы сказать, световой.
Распределение света по двум путям, центральному и периферическому, осуществляется мощной кольцевой парасимпатической мышцей – сфинктером зрачка и более слабой, радиально расположенной симпатической мышцей – дилататором зрачка. По своей конфигурации обе мышцы напоминают колесо, вернее сказать, втулку колеса со спицами. И хотя сокращение сфинктера антагонистично сокращению дилататора, в целом «колесо» работает согласованно, как единый мышечный ансамбль. Ансамбль, имеющий любимые произведения и симпатизирующий неизменно одной стороне. Благодаря ему коррекция света происходит всегда с соблюдением интересов центрального светового потока, так как в световой энергетике в первую очередь и нуждается центральный, а не периферический путь.
Если подсчитать энергетические запросы внутренних органов, то окажется, что они относительно невелики. Эти более древние, жизнестойкие и неприхотливые образования обладают автономной устойчивостью и чрезвычайно медленным течением нервных и обменных реакций. В отличие от них многогранная деятельность головного мозга характеризуется очень интенсивными нервными, метаболическими и мыслительными реакциями. Они потребовали высоких энергетических затрат, обусловив примат процессов высшей нервной деятельности над функцией любого внутреннего органа.
Широко раскрытые глаза все равно что настежь распахнутые окна. Однако, свободно пройдя через прозрачную роговицу, свет тотчас же попадает на сложный распределительный щит – радужную оболочку. А дальше… Дальше начинается «колдовство».
При слабой освещенности вступает в действие дилататор, который расширяет зрачок и увеличивает приток световой энергии к мозгу. По всей вероятности, расширение зрачка под влиянием симпатической мышцы глаза является наиболее примитивной, наиболее древней, но также и защитной реакцией организма.
При сильном источнике света сокращается сфинктер – парасимпатическая мышца глаза, которая суживает зрачок и уменьшает приток световой энергии к мозгу. Это также очень древняя и, несомненно, приспособительная реакция организма. Однако возникла она позднее, чем симпатическая реакция глаза.
Предпочтение в обеспечении светом центрального пути над периферическим могло поставить в невыгодные условия радужку и связанные с нею внутренние органы. Особенно неблагоприятные условия возникают при интенсивной освещенности. Наступающее в это время сокращение сфинктера вызывает не только резкое сужение зрачка, предохраняющее сетчатку от избыточного света, но также и растяжение стромы радужки. Обнаженная на большой площади, она подпадает под действие концентрированного светового потока. Становится как бы уязвимой. В такой ситуации следовало бы ожидать повышенной активации мозговых центров и перевозбуждения внутренних органов. Однако в действительности этого не происходит.
Природа как очень взыскательный и расчетливый строитель позаботилась о рациональном снабжении световой энергией не только мозга, но и внутренних органов. С этой целью она наделила каждого человека специальными светозащитными фильтрами. Материалом для этого послужили меланинсодержащие клетки – хроматофоры. Они расположились по ходу всей средней сосудистой оболочки глаза, состоящей из радужки, цилиарного тела и собственной сосудистой оболочки, образовав своеобразный пигментный щит. Так же как и на коже, хроматофоры глаза отражают световые лучи, частично или полностью препятствуя их проникновению. В радужке они представляют как бы наружные световые фильтры, в области сетчатки – внутренние.
Средняя оболочка глаза и ее пигментный щит – образование чрезвычайно подвижное. Оно функционирует по принципу гармоники, «меха» которой то расправляются, то сокращаются. В результате чего происходит синхронное перераспределение наружных и внутренних хроматофоров. Тем самым осуществляется автоматическая регуляция всех поступающих в глаз световых импульсов. Причем в строгой зависимости от силы светового раздражителя. Так что нередко приводимое сравнение зрачка человеческого глаза с диафрагмой фотоаппарата выглядит весьма условным и грубоватым. С неменьшим «успехом» можно было бы «по наличию дыр» сравнивать кибернетическую машину с дыроколом.
Светозащитная функция глаза – организация непростая и многостепенная.
При выраженной интенсивности света зрачок сужается, сосудистый тракт, как растянутая гармошка, увеличивается в размерах. Раскрываются многочисленные углубления, в результате чего на поверхность радужной и собственной сосудистой оболочки выходят дополнительные резервные хроматофоры. Плотность их значительно возрастает, а вместе с ней увеличивается и светозащитная функция глаза.
Иная картина возникает при малой освещенности. Под действием слабого светового раздражителя зрачок расширяется, сосудистый тракт, как сомкнутая гармошка, уменьшается в размерах. Ткань радужки и собственной сосудистой оболочки, сморщиваясь, образует большое количество борозд и углублений. Резервные хроматофоры скрываются в глубине складок, на поверхности борозд остаются только единичные рабочие хроматофоры. Светозащитная функция глаза адекватно понижается.
Выходит, что реакция зрачков на свет является внешним, очень отчетливым, но далеко не единственным светорегулирующим актом. Вместе с ним приходит в действие автоматическая служба хроматофоров, в распоряжении которой находится целая армия «солдат» – меланинов. Очень дееспособная и маневренная армия, стоящая на страже световых рубежей организма.
Рассмотренные выше механизмы световой регуляция человеческого глаза подтверждаются аналогом, взятым из живой природы. Имеется в виду рыба в «желтых очках», или один из видов иглобрюхов, обитающих у берегов Юго-Восточной Азии. Роговая оболочка глаз этой рыбы в темноте совершенно бесцветна, но стоит на нее упасть лучу света, как она приобретает интенсивную желтую окраску.
Оказывается, желтый пигмент расположен по краю роговицы в особых клетках-хроматофорах. При освещении глаз пигментсодержащие хроматофоры расползаются по всей роговой оболочке, защищая внутренние среды глаза от излишней световой энергии.
Эксперименты показали, что движение это регулируется местными механизмами, без участия центральной нервной системы. Такое переменное затемнение роговицы позволяет рыбе в «желтых очках» хорошо видеть и днем и ночью.