Возникает вопрос: сколько же их тре

Возникает вопрос: сколько же их требуется, чтобы сетчатка пришла в возбужденное состояние, то есть каково минимальное число фотонов, необходимых для зрительного процесса? Этот вопрос детально исследовали академик С. И. Вавилов и его сотрудники. Они установили, что достаточно весьма небольшого числа фотонов, а в отдельных случаях хватает даже одного. Таким образом, чувствительность глаза к свету предельно высока.
«Этажи» зрения
Внутренняя поверхность сетчатки — это светочувствительная мозаика. Она состоит из более чем 130 млн. воспринимающих и перерабатывающих свет фоторецепторов — палочек и колбочек, плотно прилегающих друг к другу. Размеры их чрезвычайно малы (около 2 мкм в диаметре); это обеспечивает невиданную даже для современной микроэлектронной техники плотность «упаковки» нервных элементов. Так, в макулярной зоне сетчатки человека насчитывается 140 тыс. колбочек на 1 кв. мм. У орла плотность клеток еще больше, соответственно, выше и острота зрения.
Микроскоп дает нам возможность проникнуть внутрь фоторецептора. Удивительно! Фоторецептор напоминает небоскреб, причем колбочка имеет острый шпиль. Пусть воображаемый лифт пронесет нас снизу вверх по палочковому фоторецептору (его длина — 50 мкм). Мы будем пересекать многочисленные «этажи» из сложенных в правильную стопку зрительных мембран, которых в каждой клетке — несколько тысяч.
Давайте задержимся на одном из этажей и внимательно присмотримся к его удивительной архитектуре. Перед нами открывается ажурный «архитектурный ансамбль» из молекул жиров и светочувствительных белков, главным из которых является родопсин, или зрительный пурпур.
Каждый из 1 тыс. этажей палочки имеет свыше 1 тыс. мембран (в колбочке их около 750); этаж — «трехслойный пирог», в середине которого—двойной слой жиров (толщиной всего 80 ангстрем), а сверху и снизу—тончайшие слои родопсина (90% от всего количества белка, образующего мембрану); его молекулярные превращения под действием света «запускают» начальные этапы процесса зрения.
Оказавшись внутри колбочки, мы заметили бы, что здесь зрительные мембраны контактируют с наружной мембраной клетки, чего нет в палочке. Хотя пока и не найден ответ на вопрос о причинах различия внутренней структуры фоторецепторов двух типов, но очевидно, что оно как-то связано с различием их функций: палочкам приходится работать ночью, когда фотоны попадают на сетчатку довольно редко, и светочувствительная клетка приходит в возбуждение даже при поглощении единичных фотонов; колбочка же, напротив, работает днем, при ярком солнечном свете, и ее буквально пронизывает обильный поток квантов света.
В последние годы английские и американские ученые использовали для изучения ультратонкого строения зрительных мембран рентгеноструктурный анализ. Он и результаты исследований с помощью электронного микроскопа позволили выявить даже распределение молекул родопсина в мембране: 90% всего их количества располагается перпендикулярно длинной оси палочек, 10% — параллельно. Такое их расположение обеспечивает максимальное поглощение света, а следовательно, и очень высокую чувствительность фоторецептора.
Для чего же фоторецепторам такое многоэтажное строение? Как известно, небоскребы возникли из-за дефицита площади, но что заставило природу создать мозаику из «небоскребов» внутри глаза? Чтобы попытаться ответить на этот далеко нелегкий вопрос, обратимся к молекулярным механизмам начальных этапов процесса зрения.

Результаты (английский) 1:

The question is: how much you want them to retina came in excited state, that is, what is the minimum number of photons required for Visual process? This issue is explored in detail the Academician Vavilov and his staff. They found that a very small number of photons sufficient and, in some cases lacking even one. Thus, the sensitivity of the eyes to light is extremely high.' Etaji ' viewThe inner surface of the retina is a photosensitive mosaic. It consists of more than 130 million. perceiving and processing light photoreceptors-sticks and cones, tightly adjacent to each other. Their sizes are extremely small (about 2 μm in diameter); This provides unprecedented even for modern microelectronics equipment density "packaging" the neural elements. So, in the macular area of the retina there are 140 thousand person. cones at 1 kV. mm. Eagles cell density is even greater, respectively, above and Visual acuity.Microscope gives us the opportunity to get inside the protons. It's amazing! Photoreceptor resembles a skyscraper, and kolbočka has a sharp Spire. Let an imaginary elevator will carry us from the bottom up paločkovomu fotoreceptoru (its length is 50 μm). We will cross the numerous "floors" of the stacked in the correct pile of Visual membranes, where each cell is a few thousand.Let us be one floor and carefully to examine its amazing architecture. We have openwork "architectural ensemble" from fat molecules and light-sensitive proteins, the main one being the rhodopsin or Visual purple.Each of 1 thousand. floors sticks has over 1 thous. membranes (kolbočke there are about 750); floor — "three layer cake, in the middle of which is a double layer of fat (total thickness of 80 Angstrom) and above and below — the thinnest layers of rhodopsin (90% of total protein, forming a membrane); its molecular transformation under the influence of light "run" the early stages of the process of vision.Once inside the cones, we would notice that here the Visual contact with the membrane of the outer cell membrane, which is in a stick. Although still not found the answer to the question about the reasons for the differences in internal structure of photoreceptors in two types, but it is obvious that it has something to do with the difference of their functions: chopsticks are required to work at night, when the photons fall on the retina is quite rare, and photosensitive cell comes to arousal even when absorption of single photons; kolbočka, on the contrary, open day, in bright sunlight, and it literally permeates a rich stream of quanta of light.In recent years, British and American scientists used to study the Visual structure of ultra thin membranes x-ray structure analysis. He and research results by means of an electronic microscope revealed even distribution of rhodopsin molecules in the membrane: 90% of the total quantity is located perpendicular to the long axis of the sticks, 10% in parallel. This location provides maximum light absorption, and hence the very high sensitivity of protons.What is fotoreceptoram multi-storey building? As you know, skyscrapers have arisen because of a deficit area, but forcing nature to create a mosaic of the "skyscrapers" in your eyes? To try to answer a tough question this far, let us turn to the molecular mechanisms of the initial stages of the process of vision.

Результаты (английский) 2:

The question is: how many of them want to come to the retina excited state, that is, what is the minimum number of photons required for the visual process? This question is investigated in detail Academician Vavilov and his staff. They found that quite a very small number of photons, and in some cases lacking even one. Thus, the sensitivity of the eye to light is extremely high.
"floors" of
inner surface of the retina - a photosensitive mosaic. It consists of more than 130 million. Perceiving and processing light photoreceptors - rods and cones, tightly adjacent to each other. Their dimensions are very small (about 2 mm in diameter); it provides unprecedented even for modern microelectronic technology density of "packing" of nerve cells. So, in the macular area of the retina, there are 140 thousand person. Cones per 1 sq. mm. Eagle cell density even more, respectively, higher and visual acuity.
The microscope allows us to get inside the photoreceptor. Amazing! The photoreceptor resembles a skyscraper, the cone has a sharp spire. Suppose an imaginary elevator will carry us from the bottom up by Rod photoreceptor (length - 50 m). We will cross the numerous "stages" in the right of the folded stack of visual membranes, which in each cell - a few thousand.
Let us linger on one of the floors and a closer look at its amazing architecture. Before us opens openwork "skyline" of fat molecules and light-sensitive proteins, most of which is rhodopsin, or visual purple.
Each of the 1 th. floor wand has more than 1 thousand. membranes (in cones are about 750); Floor - "three-layer cake", in which the middle layer is double-fat (thickness of 80 angstroms), and the top and bottom layers of the finest-rhodopsin (90% of the total protein, the membrane-forming); Its molecular transformations under the action of light "start" the initial stages of the process.
Once inside the cones, we would notice that there is visual contact with the outer membrane of the cell membrane, which is not the stick. Although it is not found the answer to a question about the reasons for the differences of the internal structure of two types of photoreceptors, but it is obvious that it has something to do with the difference in their functions: Sticks has to work at night, when the photons hit the retina is rare, and photosensitive cell gets excited even if the absorption of single photons; cones, on the contrary, working during the day, in bright sunlight, and it literally permeates the abundant flow of light quanta.
In recent years, British and American scientists used to study the structure of ultra-thin membranes of visual X-ray analysis. It results from studies and by electron microscopy revealed an even distribution of rhodopsin molecules in the membrane: 90% of their total amount is perpendicular to the long axis of the rods 10% - parallel. Such their location for maximum light absorption, and consequently the very high sensitivity of the photoreceptor.
For what is a high-rise building photoreceptors? As you know, skyscrapers have arisen because of the deficit areas, but that made ​​nature to create a mosaic of "skyscrapers" in the eye? To try to answer this difficult question away, turn to the molecular mechanisms of the initial stages of the process.

Результаты (английский) 3:

the question arises: how many of these requires that the retina was instituted by the state, that is, what is the minimum number of photons required for the visual process. this question thoroughly explored the academician.and. vavilov and his staff. they found that a very small number of photons, and in some cases, missing even one. thus, the sensitivity of the eye to light of very high этажи» of

".