Статья заведующего лабораторией зрения Института биофизики АН СССР Н.Д. Нюберга об исследовании кожного "зрения" Розы Кулешовой (Журнал АН СССР "Природа", 1963, №5).

Редкие явления

«ЗРЕНИЕ» В ПАЛЬЦАХ

ФЕНОМЕН РОЗЫ КУЛЕШОВОЙ

В конце истекшего года в газетах появился ряд сообщений о молодой женщине из Нижнего Тагила Розе Кулешовой, научившейся с завязанными глазами читать обыкновенный печатный текст и распознавать цвета, якобы даже в полной темноте. Некоторые утверждения (в особенности узнавание цветов в темноте) вызывали сомнения в их достоверности, а вместе с тем возникал вопрос — не были ли и другие сообщения результатом невольных ошибок в постановке опытов ¹.

В декабре 1962 г. по приглашению Института проблем передачи информации АН СССР Р. Кулешова приехала в Москву. Лаборатории зрения Института биофизики АН СССР было предложено выяснить, есть ли в данном случае какое-нибудь новое явление и в чем оно заключается. Часть опытов была повторением тех, о которых уже сообщалось, другая состояла из новых исследований, имевших целью получить достоверную общую картину явления. Мы обращали внимание на то, чтобы все наиболее ответственные выводы проверялись несколькими разными методами. Это необходимо, когда приходится сталкиваться с явлением неожиданным, так как та или иная отдельная методика может впоследствии получить другое объяснение и потерять доказательную силу. Если же независимые опыты приводят к единому выводу, достоверность его существенно возрастает.

В настоящей статье мы будем ссылаться почти исключительно на результаты, полученные в нашей лаборатории. Эти опыты были проведены М. С. Смирновым и М. М. Бонгардом.
Начну с более или менее сухого изложения фактов.

ОСЯЗАНИЕ ИЛИ РЕАКЦИЯ НА СВЕТ?

Р. Кулешова, с плотной черной повязкой на глазах, водя пальцами (средний и безымянный пальцы правой руки) по строкам хорошо освещенной книги, довольно бегло и безошибочно читала текст, заведомо ей незнакомый. Если во время чтения помещение бесшумно затемнялось, то при малой освещенности чтение затруднялось и вовсе прекращалось, примерно при таких же освещенностях, когда чтение глазами также становится трудным или невозможным.

Бумага, покрытая краской, может на ощупь несколько отличаться от чистой бумаги, а печать создает некоторый рельеф. Необходимо было выяснить, не играет ли в данном случае известную роль аномально высокая чувствительность осязания.

Первый опыт. На матовое стекло проектировалось изображение (диапозитив) рисунка и текста. Прикасаясь пальцами к стеклу с противоположной стороны, Роза узнавала изображенные на диапозитиве объекты. Проекционный текст она читать не могла, но правильно указывала число букв и узнавала отдельные буквы. Затруднения в чтении могли объясняться не только отсутствием рельефа, а также меньшим контрастом проекционного изображения и непривычностью обстановки, отличной от той, в которой Роза была натренирована.

¹ Не следует забывать о случаях появления ложных сенсаций, как, например, «теория» цветного зрения Лэнда (См. об этом «Природа», 1960, № 7, стр. 53—57), или «эффект Дина», «опровергавший» законы Ньютона (См. статью акад. Б. П. Константинова в «Известиях», № 22, от 25 января 1963 г.).

Второй опыт. Розе предлагались рисунки или текст, накрытые стеклом различной толщины, при хорошем освещении. Рисунки и буквы испытуемая узнавала хорошо, если они были достаточно крупными. Чем толще было стекло, тем крупнее должны были быть детали. Как правило, испытуемая замечала детали, если их угловые размеры, считая вершину угла у кончика пальца, превышали примерно 1 стерад.

Третий опыт. Были подготовлены две копии машинописного текста. Одна — обычная, напечатанная через копирку, другая — без копирки. В обоих случаях текст имел заметный рельеф, но в первом случае текст был черным, а во втором окраска отсутствовала. Копии предлагались Розе вразбивку. Черный текст она читала бегло, а бесцветный читать отказывалась.

Описанные факты показывают, что при чтении текста обычное осязание во всяком случае имеет второстепенное значение.

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

Разрешающая способность зрения испытуемой исследовалась путем проекции на матовое стекло квадратной сетки точек, подобной полиграфическому растру. При разных увеличениях требовалось указывать направления рядов. Задача решалась безошибочно при расстоянии между точками более 0,6 мм. При более мелкой сетке ответы были ошибочными, а чаще следовал отказ отвечать. Воспроизводимость этих опытов была очень хорошей. Этот результат получался, когда Роза двигала пальцами по стеклу. При неподвижных пальцах тот же результат получался только в том случае, если слегка двигали изображение, в противном случае разрешающая способность резко падала.

Рисунки, которые Роза Кулешова узнавала с завязанными глазами, водя пальцами по стеклу, которое прикрывало эти рисунки. Если пальцы находились на расстоянии 0,5 см от рисунка, то Роза Кулешова четко называла «елочка», «кружочек», «большой кружок — слева светлый, справа темный», «треугольник», «вот такая полоска», «треугольник, светлый внутри». Если стекло было приподнято и пальцы находились на расстоянии 2 см от плоскости рисунков, то Роза Кулешова определяла место нахождения этих рисунков, но их не узнавала.

СПОСОБНОСТЬ РАЗЛИЧАТЬ ЦВЕТА

Такую способность исследовали на «колориметре замещения», разработанном для исследования зрения животных ¹. В этом приборе от монохроматора с системой щелей смесь различных длин волн, или монохроматический свет подается в смесительный шар. В определенный момент одна такая смесь излучений заменялась другой. К выходному отверстию шара Роза прикладывала палец и отвечала на вопрос о цвете излучения и о том, одинаковы или различны по цвету излучения, сменяющие друг друга.

Несколько слов о принципах исследования цветного зрения по «колориметрическому» методу (метод «смешения цветов»). Способность отличать какой-нибудь цветной образец, скажем красный, от другого, например синего, еще не доказывает того, что имеется цветное зрение. Ведь и на чернобелой фотографии предметы разной окраски обычно различаются между собой, когда воспроизводятся разными оттенками серого. Однако при отсутствии цветного зрения, излучения любых спектральных составов (например, монохроматические излучения разных длин волн) при надлежащем соотношении их мощностей неотличимы один от друга.

¹ См. «Природа», 1959, № 5, стр. 13—21.

Тогда говорят, что данный испытуемый различает цвета только по их «яркости». Такой результат получается, если все светочувствительные приемники сетчатки обладают одинаковой спектральной чувствительностью.

Только в том случае, если существуют излучения разных длин волн, которые ни при каких соотношениях мощностей не становятся неразличимыми, можно говорить, что испытуемый обладает цветным зрением. Это означает, что имеются светочувствительные приемники разных типов, с различными кривыми спектральной чувствительности. В зависимости от числа различных типов приемников зрение может быть «двумерным» или «трехмерным». (Большее число приемников обычно не встречается). Опыты по сложению цветов позволяют установить число приемников с разными кривыми спектральной чувствительности и определить сами эти кривые.

Роза Кулешова определяет с завязанными глазами цвета объекта
Фото Ю. Разумова

«Зрение» при помощи кончиков пальцев у Розы оказалось «трехмерным», очень сходным по спектральным характеристикам со зрением человеческого глаза. Цвета излучений Роза называла практически безошибочно (одна ошибка на несколько десятков опытов), в полном соответствии с их обычной визуальной оценкой. Смеси разных длин волн казались ей неразличимыми в тех случаях, когда они и для нормального глаза казались весьма близкими. Например, смесь красного и зеленого монохроматического света оценивалась как желтый, неотличимый от желтого монохроматического. Смесь красного и синего при любых соотношениях энергий уверенно отличалась от зеленого (первый назывался «малиновым», второй — «зеленым»). Эти цвета оценивались как резко различные. Последний опыт доказывает, что приемников с разной спектральной чувствительностью не менее трех. Опыты показали, кроме того, что в коже пальцев Р. Кулешовой присутствуют светочувствительные вещества, вероятнее всего те же самые, что и в сетчатке глаза остальных людей (форма кривой спектральной чувствительности — очень надежный индикатор химической структуры). Это сходство с обычным цветным зрением, в частности, выражалось в том, что способность отличать свет от темноты резко падала к красному концу спектра при увеличении длины волны. Пальцы Р. Кулешовой в этих опытах не различали длин волн > 680 ммк, хотя более длинные волны, подаваемые через монохроматор, обладали энергией даже большей, чем в средней части спектра.

РОЛЬ ТЕРМОРЕЦЕПТОРОВ

Трехцветность «зрения» пальцами Розы Кулешовой показывает, что его причиной не могут быть обычные терморецепторы. Это подтверждается отсутствием реакции на длинноволновые излучения. Нагревание, вызываемое светом применявшихся мощностей, было ничтожно, однако при исследовании случая исключительного необходимо было тщательно проверить и эту маловероятную возможность. Поэтому был проведен еще такой опыт.

Сетка, использованная в опытах по разрешающей способности, проектировалась на матовое стекло последовательно следующими тремя источниками света: обычным светом лампы накаливания, дававшим видимый и инфракрасный свет; тем же источником с теплофильтром, поглощавшим инфракрасные лучи и, наконец, с фильтром, поглощавшим видимый свет, но пропускавшим инфракрасный. Самая мелкая решетка, разрешавшаяся в первом случае, разрешалась и во втором, тогда как в инфракрасном свете Роза не могла определить направление рядов, даже при наиболее крупной сетке. В последнем опыте, чтобы компенсировать энергию видимого света, поглощенного фильтром, накал лампы был поднят даже с некоторым избытком. Эти опыты доказывают, что терморецепторы кожи не играют заметной роли.

ОПЫТЫ В ТЕМНОТЕ

Наибольшие сомнения вызывали сообщения, что Роза способна различать «цвета» в темноте. Ощущения цвета возникают у людей в результате действия света на глаз, поэтому в темноте никаких цветов в этом смысле вообще нет. Опыты, о которых идет речь, состояли в узнавании в темноте не «цветов», а различно окрашенных образцов. Сообщалось, что Роза, например, вынимала из мешка по заказу образцы заданной окраски или делала то же в «темной» комнате. Более детальный опрос выяснил, что затемнение в этих случаях, по-видимому, было несовершенным. Поэтому требовались более тщательные опыты.

Уже один тот факт, что затемнение, даже не особенно тщательное, заметно затрудняло чтение или делало его невозможным, говорил о важной роли освещения. Кроме того, был проведен следующий опыт. На листах бумаги черной тушью был сделан ряд очень крупных рисунков. Они были прикрыты стеклом. При хорошем освещении Роза легко их описывала. В тщательно затемненной комнате Роза по большей части отказывалась различать те же самые рисунки. Правда, в трех случаях она очень неуверенно решилась что-то высказать. Из этих трех случаев только один ответ можно было с некоторой натяжкой истолковать как правильный. Два других ответа были бесспорно ошибочны.

Отказ от ответа нельзя считать полным доказательством, так как выдвигалось возражение, что Роза все же способна различать изображения даже в полной темноте, но ей это трудно и она «не хочет» этого делать. Поэтому был придуман опыт, где бы не было повода для отказов от ответа. Сначала Розе дали возможность натренироваться в узнавании цвета цветных карандашей при хорошем освещении. Она быстро научилась этому, ощупывая очиненные кончики. После этого опыт был повторен в фотокомнате при свете красного фонаря. Идея опыта заключалась в следующем: достаточно яркое освещение устраняло повод для отказа, но в то же время в условиях красного освещения при помощи светочувствительных рецепторов невозможно правильно различать окраску, так как все предметы в этих условиях отражают только красный свет либо в большей, либо в меньшей степени (предмет либо темнее, либо светлее). Роза действительно не отказывалась от ответа, но ее ответы были весьма сходны с теми, какие в подобных условиях дают люди, пользуясь обычным зрением (см. таблицу). И в этом случае у Розы проявлялось бессознательное стремление правильно угадывать окраску, однако верны были только оценки «светлый» и «темный». Так, например, синий назывался темным или синим, но зеленый был также назван синим, а в другой раз темным, розовый — светлым, фиолетовый — черным и т. п. Оценки — светлый, темный, без указания цветного оттенка, преобладали.

Таблица
Результаты проверки различения Р. Кулешовой на ощупь отточенного конца цветных карандашей при ярко-красном освещении
| Какой карандаш предъявлялся | Какой был ответ |
|---|---|
| Зеленый | Темный |
| Розовый | Светлый |
| Зеленый | Синий |
| Синий | Синий |
| Зеленый | Темный |
| Фиолетовый | Черный |
| Сине-зеленый | Синий |
| Синий | Темный |
| Желтый | Желтый |
| Темно-коричневый | Темный |
| Светло-коричневый | Коричневый |
| Лиловый | Темный |
| Светло-сиреневый | Темный |
| Светло-коричневый | Темный |
| Малиновый | Светлее предыдущего |
| Коричневый | Темнее предыдущего |

Этот опыт, в сочетании с предыдущими, представляется нам окончательно доказывающим, что необыкновенные способности Розы Кулешовой основаны на использовании кожной чувствительности к свету, и только к свету, причем рецепторы обладают свойствами, весьма сходными с теми, которые известны для рецепторов сетчатки.

ВОЗМОЖНОСТЬ ВНУШЕНИЯ

Вся обстановка опытов, по-видимому, полностью исключает какую-либо возможность сознательного или бессознательного обмана, например, подглядывания. Более серьезной представляется возможность внушения, так как Роза, видимо, легко ему поддается. Против этого говорят, однако, следующие факты. В ряде опытов присутствующие все время знали правильный ответ, а Роза в одних условиях отвечала уверенно, а в других отказывалась отвечать или ошибалась. Присутствующие, например, одинаково хорошо читали мелкий текст сквозь стекло и без него. Роза же читала свободно текст во втором случае и не читала его в первом случае. То же самое имело место и в некоторых опытах по разрешающей способности и во время опытов на колориметре. Во многих случаях правильность ответа оценивалась только задним числом. Все же для устранения всяких сомнений Розе предложили прочесть текст из книги, которую раскрыли наугад, не заглянув в нее. Правильность чтения была проверена только потом.

Киносъемки во время опытов с участием Розы Кулешовой
Фото Ю. Разумова

КАКОВЫ ЖЕ ВЫВОДЫ?

Описанный случай, несомненно, заметное событие в области биологии, открывающее существование новых, неожиданных возможностей живого организма, которые могут развиваться в результате тренировки. В какой мере это явление ново? В литературе и ранее встречались упоминания о явлениях, сходных с описанными. Однако во всех этих случаях явления, видимо, не были достаточно ярко выражены или сообщения о них были беглыми и не внушали доверия. Бесспорная заслуга Розы Кулешовой заключается в том, что она сумела развить свои способности до такого уровня, который исключает всякие сомнения. Это было достигнуто в течение года путем многочасовых упражнений, проводившихся с исключительным упорством.

Весьма существенно, в какой мере способности, которые удалось развить в себе Розе Кулешовой, доступны, хотя бы и в не столь яркой форме, другим людям?

В случае положительного ответа это могло бы оказаться средством заметного облегчения участи слепых. Работа в этом направлении должна и, несомненно, будет проводиться ¹. Сейчас можно только высказать некоторые гипотезы, которые, конечно, не могут считаться доказанными.

Существование в коже светочувствительных веществ, аналогичных тем, которые содержатся в сетчатке, не представляется невероятным. У Розы Кулешовой они, несомненно, имеются по всей коже. Пальцы левой руки, менее тренированной, дают возможность различать свет по яркости, хотя цветное «зрение» отсутствует. Пальцы ноги не обладали такой способностью, но после специальной тренировки в Институте неврологии удалось натренировать пальцы ноги отличать белое от черного.

Нам кажется маловероятным, чтобы светочувствительные рецепторы кожи в результате тренировки могли существенно изменяться, а тем более возникать. Скорее можно думать, что тренировка происходит в более центральных частях нервной системы. Светочувствительные рецепторы кожи и посылаемые ими сигналы существовали и до тренировки, но эти сигналы не расшифровывались. У Розы вообще повышенная чувствительность, и это могло облегчить ей тренировку.

Мне кажется, трудно допустить, чтобы при столь совершенной системе приемников у Розы Кулешовой, того же самого, может быть в упрощенном виде, не было бы и у других людей, хотя бы и не у всех. Сигналы с кожи, несомненно, весьма слабы и обычно не используются, тем более, что существует специальный орган зрения.

Ряд наблюдений указывает на то, что предельные возможности органов чувств человеком обычно не реализуются. В этом есть биологическая целесообразность. В процессе узнавания окружающих предметов и обстановки большую роль играют те или иные формы абстракции, т. е. отбрасывания несущественных признаков. Слишком большая чувствительность к различиям мешает быстрому опознаванию наиболее существенного. Однако в исключительных случаях повышенная чувствительность может оказаться необходимой, и мы действительно видим, что, например, в моменты большого душевного напряжения органы чувств могут обнаруживать аномально высокую чувствительность.

Свойства периферических рецепторов едва ли могут так легко изменяться. Мне кажется более правдоподобным, что максимальная чувствительность, которая проявляется только в исключительных случаях, есть истинная чувствительность рецепторов, присущая им всегда. Однако существует более центральный аппарат, регулирующий чувствительность и не позволяющий человеку по желанию использовать ее до конца. Этот аппарат мне представляется чем-то вроде известной в технике «защиты от дурака», если позволено такое сравнение. Только в исключительных условиях этот защитный аппарат пропускает наиболее слабые сигналы, которые организм и может использовать.

Может быть, некоторые случаи так называемой телепатии объясняются таким образом. Повышение чувствительности органов чувств при нервных заболеваниях, в частности у Розы Кулешевой, могут объясняться ослаблением работы этого аппарата.

К той же категории, возможно, относится еще один вопрос, уже давно привлекавший мое внимание. Он интересен тем, что касается особенностей зрения, свойственных всем людям в самой обычной обстановке. Допустим, мы с достаточно близкого расстояния рассматриваем ровную белую поверхность, на которой есть небольшое углубление с пологими краями. Обычно мы чувствуем как присутствие этого углубления, так и его форму не менее отчетливо, чем если бы мы его ощупывали. За счет чего мы можем видеть такую впадину? Очевидно, только за счет того, что отклонения от точной плоскости приводят к местному изменению освещенности. При пологих краях эти изменения освещенности очень малы, однако мы не только их замечаем, но и отличаем впадину от пятна, которое тоже есть ослабление света, попадающего в глаз. Объективно различие заключается лишь в том, что изменение освещенности подчинено определенным закономерностям, связанным с формой впадины, а окраска пятна случайна. Кроме того, обычно мы в состоянии правильно оценить и кривизну впадины. Это показывает, что глаз в состоянии заметить не только факт изменения освещенности, но также первые и вторые производные (разности) от функции изменения освещенности вдоль по поверхности. 

¹ Успешные исследования проводятся на кафедре физиологии Свердловского педагогического института. Ряд лиц удалось уже обучить «зрению пальцами».

Точный расчет в таких случаях затруднителен, но возможно, что при этом глаз использует чувствительность к изменению количества света, значительно превосходящую ту, которая наблюдается в приборе при определении так называемых порогов различения по яркости (эти пороги порядка 1%).

Как это объяснить? Узнавание объемной формы по светотени — одно из важнейших средств, которое используется в жизни для узнавания окружающих объектов и их характерных особенностей. Мне уже доводилось писать о «поправках на освещение», используемых для правильного узнавания окраски предметов ¹. Это тонкое узнавание формы и окраски по светотени, несомненно, возникает на ранних стадиях развития ребенка, когда он учится «понимать видимое», все время контролируя себя ощупыванием предметов.

Возможно, что при этом очень упорном самообучении преодолевается барьер, препятствующий реализации предельной чувствительности глаза к различиям. В данном случае это действительно важно биологически, поэтому при оценке формы объектов по светотени используется предельная чувствительность рецепторов сетчатки к свету.

Хотя сказанное и опирается на целый ряд фактов, однако оно в значительной мере является только гипотезой. Если ее все же принять, то указанные явления легко связать со способностями Розы Кулешовой: ведь она тоже путем упорных упражнений научилась использовать в своем поведении сигналы светочувствительных рецепторов кожи, безусловно, чрезвычайно слабые. Эти соображения, во многом предположительные, заставляют думать, что опыт Розы Кулешовой важен не только с научной точки зрения, но может представлять и незаурядный практический интерес.

¹ См. «Природа», 1960, № 8, стр. 53—60.

Н. Д. Нюберг
Доктор физико-математических наук
Институт биофизики АН СССР (Москва)