Ludzkie oko widzi świat dzięki dwóm typom komórek światłoczułych – pręcikom i czopkom. To te drugie odpowiadają za widzenie kolorów w świetle dziennym. Wyróżniamy trzy rodzaje czopków: S (wrażliwe na krótkie fale – niebieski), M (średnie fale – zielony) i L (długie fale – czerwony). Wszystkie kolory, jakie widzimy, to efekt różnego stopnia pobudzenia tych trzech typów receptorów.
Czytaj też: Pan Hilary na pewno by skorzystał. Laserowa korekcja wzroku daje upragnioną niezależność
Problem w tym, że nie istnieje światło, które aktywowałoby wyłącznie jeden typ czopka. Spektra fal świetlnych nakładają się na siebie – więc nawet jeśli wydaje nam się, że patrzymy na czysty zielony, nasze czopki L i S również są po części pobudzone. Dlatego pewnych kolorów po prostu nie da się zobaczyć w naturalnych warunkach – aż do teraz. Szczegóły opisano w Science Advances.
Nowy kolor czy chwyt marketingowy?
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz Uniwersytetu Waszyngtońskiego postanowili „oszukać” ludzkie oko – ale nie poprzez iluzję optyczną, lecz za pomocą precyzyjnej ingerencji w podstawowe mechanizmy percepcji kolorów. W tym celu stworzyli unikalny system nazwany Oz, który łączy kilka zaawansowanych technologii optycznych w jedno spójne narzędzie umożliwiające stymulację tylko jednego rodzaju czopków siatkówki – tzw. czopków M, czyli receptorów światła średnich długości fal, najczęściej powiązanych z postrzeganiem zieleni.
Czytaj też: Ząb w oku. Nieprawdopodobna operacja przywraca wzrok, gdy nie ma już innych opcji
W warunkach naturalnych światło zawsze aktywuje kilka typów czopków jednocześnie, co sprawia, że każdy kolor, jaki widzimy, jest wynikiem kombinacji ich reakcji. Kluczowym celem naukowców było odizolowanie czopków M od reszty i pobudzenie wyłącznie ich – coś, co nigdy wcześniej nie było możliwe, ponieważ zakres ich czułości nakłada się na inne typy czopków (S i L). Oznacza to, że w naturze nie istnieje żadne światło o czystej długości fali, które aktywowałoby wyłącznie czopki M.
Aby tego dokonać, zespół badawczy wykorzystał tomografię AO-OCT – mikroskopowy system obrazowania będący modyfikacją standardowej tomografii OCT, który pozwala tworzyć trójwymiarową mapę siatkówki z dokładnością do pojedynczych fotoreceptorów. Dzięki temu możliwe było nie tylko zidentyfikowanie konkretnych komórek typu M, ale także dostosowanie kątów padania i mocy światła w taki sposób, aby trafiało ono wyłącznie do wybranych komórek, bez „przypadkowego” pobudzania sąsiednich czopków.
Kolejnym krokiem było śledzenie mikrodrgań oka, tzw. mikrosakkad, czyli nieustannych, drobnych ruchów, które wykonujemy nawet wtedy, gdy „patrzymy w punkt”. Do tego celu wykorzystano światło podczerwone i systemy śledzenia w czasie rzeczywistym, które analizowały każdy ruch gałki ocznej z rozdzielczością subkomórkową. Na podstawie tych danych system Oz precyzyjnie wyliczał, w jaki sposób musi dostarczyć światło do każdej pojedynczej komórki, by osiągnąć pożądany efekt.
Ostateczna stymulacja czopków odbywała się z pomocą technologii AOSLO (ang. adaptive optics scanning light ophthalmoscopy) – zaawansowanego skanującego oftalmoskopu, który wysyłał krótkie, kontrolowane impulsy światła laserowego dokładnie tam, gdzie były potrzebne. Rezultat? Osoby biorące udział w eksperymencie zobaczyły coś całkowicie nowego: hipernasycony kolor, który przypomina turkus, ale nim nie jest. Nowy odcień nazwano olo – od binarnego kodu [0,1,0], odpowiadającego aktywacji wyłącznie czopków typu M. Dla badanych doświadczenie to było porównywalne z objawieniem. Kolor był „oszałamiający”, „wymykający się opisowi”, „jakby mózg po raz pierwszy stworzył nowy kanał percepcji”.
Jak wygląda olo?
Odcień ten nie może być pokazany na monitorze, wydrukowany ani uchwycony aparatem. Jest czysto subiektywnym doświadczeniem – czymś, co istnieje tylko w umyśle patrzącego, po aktywacji odpowiedniego wzorca w siatkówce.
Czytaj też: Przełomowa terapia genowa przywraca wzrok niewidomym dzieciom
Brytyjski artysta Stuart Semple, znany z walki o demokratyzację koloru (i konfliktu z twórcą „najczarniejszej czerni”), natychmiast podjął próbę stworzenia pigmentu, który miałby choćby przybliżać olo. Jego farba, nazwana „Yolo”, kosztuje 10 000 funtów za 150 ml i nie jest objęta żadnym ograniczeniem licencyjnym. To raczej konceptualny gest niż realna imitacja – Semple sam przyznaje, że prawdziwego olo nie da się uchwycić żadnym medium.
Nie wszyscy jednak są entuzjastami. Prof. John Barbur z King’s College London skomentował, że olo to po prostu bardziej nasycona wersja zieleni i nie jest to „nowy kolor” w sensie fizjologicznym. W jego opinii wartość naukowa badań jest ograniczona. Z drugiej strony, Kimberly Jameson, ekspertka od widzenia barw z UC Irvine, nazwała eksperyment „nadzwyczajnym osiągnięciem”.
Choć na razie doświadczenie olo ogranicza się do garstki uczestników badań, technologia, która umożliwiła jego percepcję, ma potencjał znacznie wykraczający poza spektakularne efekty wizualne. Zespół planuje teraz wykorzystać technikę Oz do testów nad leczeniem daltonizmu, a także do rozszerzania ludzkiej percepcji.
