Visual science
В Петербурге впервые (и впервые в стране) прошла Европейская конференция по зрительному восприятию — 29-я по счету. Даже если вы понятия не имеете, что такое, например, «дорсальные и вентральные потоки в зрительной системе», масштаб конгресса понять легко: в наш город приехали более 750 Ученых из 43 стран мира (причем большинство даже не из России, а из Великобритании). На симпозиумах выступали профессора Сорбонны, Кембриджского, Оксфордского. Бристольского и других ведущих университетов мира; сотрудники НАСА и ВВС США. С российской стороны — представители Российской Академии наук, Военно-медицинской академии, крупнейших российских университетов. Наш обозреватель Анастасия ДОЛГОШЕВА встретилась с одним из организаторов конференции доктором медицинских наук профессором Юрием Евгеньевичем ШЕЛЕПИНЫМ, заведующим лабораторией физиологии зрения Института физиологии им. И. П. Павлова РАН.
— Юрий Евгеньевич, как-то не ожидала, что на конференции офтальмологов будет читать доклад космонавт Джанибеков...
— Так речь идет не только об офтальмологии, поймите! За последние 100 лет наука о зрении так расширилась, что ее сейчас именуют английским термином visual science («вижуал сайенс»). Этой наукой занимаются и врачи — офтальмологи, анатомы, физиологи, психологи; и специалисты в области электронного зрения, которые создают различные камеры наблюдения и устройства, имитирующие реальность; и те, кто разрабатывает, например, распознающие программы для идентификации объектов.
И компьютерный дисплей, и программа обнаружения террористов типа «свой-чужой» — все это базируется на знании о том, как работает зрительная система...
А Владимир Александрович Джанибеков читал доклад об особенностях зрительного восприятия в условиях космоса. Он говорил, что в работе космонавта ключевой момент — именно зрение: в космосе возникает много иллюзий, помех, слуховой аппарат работает мало, вестибулярный аппарат нарушен. Так что основная нагрузка, конечно, на зрение. И когда техника была менее совершенна, космонавту нужно было тем не менее по каким-то нюансам формы или цвета определять, что это за объект внизу — там, на Земле. Например, тот или иной оттенок моря о многом говорит.
— Вы упомянули распознающие системы «свой-чужой». Если по- простому, что это такое?
— Эта программа позволяет определить с достаточно большой вероятностью, тот ли это объект, который вы ищите. Как я уже сказал, она может применяться при поиске террористов. Но я приведу бытовой пример использования такой программы.
Например, в магазине, куда ходит ежедневно огромное количество народу, надо выделить из толпы человека, который уже попадался на воровстве. В магазине стоят камеры наблюдения, которые фиксируют всех людей, и программа «свой-чужой» сравнивает их лица с теми, что есть в базе данных. Это очень сложно — ведь камера снимает человека при разном освещении, в разных ракурсах, с разной мимикой. А задача программы — имея в памяти вид с одного ракурса, восстановить полное изображение лица и опознать человека при различных ракурсах.
— А охраннику не под силу опознать?
— Человек устает, у него память очень ограниченна. Хотя сама программа имитирует именно работу мозга человека.
— В других областях науки конгрессы собираются через год, через четыре года, а конференция по зрительному восприятию ежегодная. Так много новостей?
— Просто наука о зрении одна из наиболее развитых областей. Как говорят: если вы придете в кабинет к невропатологу, то увидите, что его инструмент, как и десятилетия назад, — молоточек; а если к офтальмологу — там аппаратура, которая позволяет с точностью до длины волны света определять характеристики глаза.
— Аппаратура все лучше, а зрение у людей все хуже.
— Это да. Но я говорю о знаниях, о возможностях и инструментах. Наша работа дает инструмент не только офтальмологам, но теперь и невропатологам и психиатрам.
— Какие, например?
— Есть такое понятие: внутренний шум. Вот вы покупаете наушники, и в инструкции там указана частотная характеристика шумов. Но это звуковые шумы, а бывают и оптические: когда вы смотрите плохой телевизор и видите рябь, это тоже шум. Замечали, наверное: даже в полной темноте, даже при закрытых глазах вы все равно увидите рябь, мерцание. А если у вас сильный грипп, то рябь будет довольно мощная — как будто вы смотрите телевизор, у которого не принимает антенна. Эта рябь — так называемый оптический галлюциноз, и разные болезни вызывают галлюцинозы самого разного свойства: пятна, «снегопад», даже сложные какие-то зрительные образы.
— То есть по тому, что мне мерещится, можно распознать, чем я болею?
— Да, по уровню внутреннего шума можно узнать болезнь, а по характеру этого шума (видите вы пятна, рябь или некие образы) — локализацию этой патологии. И мы определяем это с помощью специальной аппаратуры. Поэтому я и говорю, что мы помогаем невропатологам и психиатрам с огромной точностью распознавать болезнь.
— Какой доклад на конференции вас больше всего впечатлил?
— Трудно сказать: обычно я слушаю все доклады, а тут приходилось решать много организационных моментов... Запомнилась вступительная лекция космонавта Джанибекова — кажется, ему аплодировали, как никому другому ни на одном из предыдущих 28 конгрессов.
Блестящий доклад был у члена Королевского общества Великобритании профессора Кембриджского университета Джона Моллона: он связал XVIII век и наше время, говорил о вкладе Михаила Васильевича Ломоносова в создание теории цветового зрения. Ведь можно сказать, что наибольший вклад в дисплейную технику, в компьютеры, телевизоры внес Ломоносов: это он первым предположил, что для восприятия всего многообразия цветов сетчатке нашего глаза достаточно всего трех элементов-«приемников». Человеческому глазу достаточно воспринимать только красный, синий и зеленый цвета, а остальные цвета мозг синтезирует сам. Ньютон считал, что таких «приемников» должно быть семь, но прав оказался Ломоносов.
В XX веке опыты показали, что, действительно, в сетчатке глаза человека существует три типа колбочек, которые настроены в основном на длинно-, средне- и коротковолновый диапазон видимого спектра. На этой так называемой трехкомпонентной модели сейчас основываются все дисплеи, все цветные камеры, все цветные фотопленки.
А завершился конгресс докладом профессора из США Томаса Папатомаса об искажениях, которые возникают у человека при восприятии трехмерных изображений и при вращении человека относительно объекта или вращении объекта вокруг собственной оси. Это опять-таки связано с проблемой распознавания «свой-чужой», но и с виртуальной реальностью, компьютерными играми. Сейчас даже сложно предположить, какими эти игры будут лет через пять — все очень быстро меняется.
— Вы ради науки и в компьютерные игры играете?!
— Да нет. Точнее, пробовал, чтобы понять, что они собой представляют. Но это очень тяжело: затягивает и отнимает массу времени. Это другая сторона медали — ведь все имеет и плохую и хорошую стороны. А польза компьютерных игр в том, что они дают возможность испытать то, что в реальности пока недоступно. Например, можно на Земле создать условия, имитирующие другую планету, и тренировать космонавтов. Игры — это побочный продукт того, что создается для Министерства обороны.
— Был еще доклад о восприятии произведений искусства...
— У меня была мечта провести такое заседание. Это заседание получилось очень интересным. Там, в частности, был доклад, посвященный оттенкам цвета в произведениях английского художника Турнера. Он рисовал полутонами, как бы размыто, но оттенками создавал впечатление более сильного белого и более сильного черного цветов... Оттенков белого же несколько тысяч. Это очень важно изучать для той же полиграфии: на Западе на подобные конференции приходят очень много представителей издательств и при всех крупных издательствах там работают специалисты по физиологии зрения — изучают, каких оттенков должна быть бумага. А вот наши полиграфисты к конгрессу не проявили внимания.
— Да наши в Финляндии все печатают.
— Я в Финляндии работал когда-то — там действительно очень много сил вкладывают в полиграфию. А у нас нет. Хотя, казалось бы, пропаганда всегда большое место занимала. А ведь желание или нежелание читать некий текст на бумаге зависит и от цвета бумаги, и от размера букв — это тоже инструмент, с помощью которого можно либо привлекать внимание, либо отвлекать.
— Чему был посвящен ваш доклад?
— У меня было несколько докладов, один из них — о восприятии неполных изображений. Например, стоит человек, а его загораживает лестница. Если вы сфотографируете эту картину, а потом на фото уберете лестницу — в изображении человека, естественно, будут пробелы. А наш мозг полностью реконструирует изображение человека, хотя мы, конечно, об этом не думаем. Как показывают опыты, для того чтобы опознать объект, достаточно видеть только около пяти процентов его контура. Правда, это получится при очень хорошей тренировке — обычно, чтобы идентифицировать объект, нужно видеть 20% его контура.
— Юрий Евгеньевич, вот что меня больше всего поразило на конгрессе, так это огромное количество молодежи...
— Молодежь приходит только туда, где ей интересно. Приехали много молодых ученых из-за границы, было много нашей молодежи из университетов, из Военно-медицинской академии...
— Я к тому, что, говорят, молодежь не идет в (фундаментальную науку.
— В частности, в нашей лаборатории физиологии зрения половина сотрудников — люди младше 35 лет. Другое дело, что им сейчас приходится подрабатывать и по-другому распределять свои силы. Двадцать-тридцать лет назад комната в нашей лаборатории была с утра до ночи переполнена молодежью, сейчас, конечно, молодых поменьше. Но я бы не сказал, что мало. Занимаются фундаментальными исследованиями, работают по грантам...
— На Запад стремятся?
— Ну вот сотрудник лаборатории Алексей Хараузов: молодой человек, а уже кандидат биологических наук и доктор философии в области нейронаук Пизанского университета. Я его направил на три года в Италию к своему товарищу-профессору, он у него работал, защитился. Была возможность остаться за границей, но Алексей вернулся в Петербург... Нет, оттока на Запад нет. Несколько человек уехали в начале 1990-х (было такое общее настроение), а потом никто не уезжал.
— Как удалось в Петербург заманить такой мощный конгресс?
— Заявку с предложением своего учреждения, своего города и страны для проведения конгресса нужно подавать за три года. Будет ли предложение принято, это решается общим голосованием.
Мы, честно говоря, давно хотели подать заявку, но Петербург был в довольно запущенном состоянии, неловко было сюда приглашать ученых со всего мира. А к 300-летию город преобразился, и мы подали заявку в Будапеште три года назад. Кроме нас претендовала Прага и Иерусалим, но за нас проголосовали 100 процентов. Все хотели к нам.
Материал был опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости»
№ 183 (3730) от 2 октября 2006 года.
Комментарии