В то время как, согласно классической теории Ньютона, цвет представлялся локальным и повсеместным и зависел от длины волны света, отраженной от каждой точки объекта, Лэнд показал, что цвет распределен не локально и не повсеместно, а зависит при наблюдении всей картины от восприятия цветов каждой точки объекта и цветового фона. При этом должны иметь место непрерывные связи, сравнение каждой части зрительного поля с его собственным окружением, чтобы получить глобальный синтез — по Гельмгольцу, совершить «акт суждения».

Лэнд показал, что это положение, или корреляция, подчиняется фиксированным, формальным правилам и что он в состоянии предсказать, какие цвета будут восприняты наблюдателем в различных условиях. Он изобрел «цветной куб», алгоритм для осуществления этой цели, а в сущности — модель сравнения мозгом яркости при различных длинах волн всех частей сложной многоцветной картины. В то время как цветовая теория Максвелла и его цветной треугольник основывались на концепции сложения цветов, модель Лэнда основывалась на сравнении.

Он полагал, что при восприятии объекта происходит сравнение двух сигналов: отражения от всей картины определенной группы длин волн или спектра (по терминологии Лэнда, «световой записи» спектра) и воздействия трех отдельных световых записей для трех длин волн, относящихся грубо к красной, зеленой и синей длинам волн. Этот второй сигнал создает цвет.

В то же время Лэнд старался избегать объяснений процессов, происходящих в мозгу при выполнении этих операций, и очень осторожно назвал свою теорию цветового зрения «теорией ретинекса», подразумевая, что должно существовать многофункциональное взаимодействие между сетчаткой (ретиной) и корой (кортексом) головного мозга.

Если Лэнд приближался к решению загадки цветового зрения на психофизическом уровне, опрашивая людей, как они воспринимают сложную многоцветную мозаику при изменении освещения, то Семир Зеки, ученый, работающий в Лондоне, решал проблему на физиологическом уровне путем внедрения в зрительную кору обезьян микроэлектродов, после чего измерял нейронные потенциалы, генерируемые при появлении цветного стимула, обычно изготовленного из цветной бумаги. В семидесятые годы XX века Зеки удалось найти на уровне циркуметриарной коры обезьян в зоне V₄ группу клеток, которая, как он посчитал, реагирует на цвет. Зеки назвал их «цветокодирующими клетками».[19] Таким образом, через девяносто лет, после того как Вилбрандт и Веррей высказали предположение о наличии в мозгу специального центра, отвечающего за восприятие цвета, Зеки доказал, что такой центр действительно существует.

Пятьюдесятью годами раньше видный невролог Гордон Холмс, обобщив двести случаев нарушения зрения, вызванного огнестрельными ранениями головы, поразившими зрительную кору, не выявил ни одного случая ахроматопсии. Исходя из этого, он заключил, что цветовая слепота не может возникнуть лишь от одного повреждения зрительной коры. Заключение такого крупного авторитета в области неврологии, каким являлся Гордон Холмс, привело к тому, что проблема потеряла практический интерес.[20]

Положение изменилось после того, как Зеки в семидесятые годы XX века опубликовал ряд работ в области неврологии. После этого в медицинских журналах стали появляться статьи, описывающие новые случаи ахроматопсии с приложением результатов исследований по визуализации мозга с помощью новых технических достижений (аксиальной компьютерной томографии, ядерно-магнитного резонанса, позитронной эмиссионной томографии). В эти годы впервые появилась возможность визуально определить, с помощью каких зон мозга человек воспринимает цветное изображение. Хотя описываемые в литературе случаи часто касались других повреждений зрения (ослабления поля зрения, зрительной агнозии, алексии), повреждения, их вызывающие, как представлялось исследователям, находились в срединной ассоциативной коре, в зонах, соответствующих зоне V₄ коры головного мозга обезьяны.[21]

В шестидесятых годах исследователи обнаружили в зоне V₁ зрительной коры обезьяны клетки, чувствительные к длине волны, но не к цвету. В начале семидесятых годов Зеки обнаружил в зоне V₄ клетки, чувствительные к цвету, но не чувствительные к длине волны. Однако эти клетки, указал он, получают импульсы от клеток зоны V₁, проходящие через промежуточную зону V₂. Таким путем чувствительность популяции зоны V₄ покрывает большую часть диапазона видимого спектра.

Таким образом, Зеки подтвердил гипотезу Лэнда на анатомическом и физиологическом уровнях: световые записи для каждого спектра принимаются чувствительными к длине волны клетками зоны V₁, после чего сигналы сравниваются и коррелируются цветокодирующими клетками зоны V₄. Каждая из этих клеток функционирует как коррелятор Лэнда или как исполнитель «акта суждения», о котором говорил Гельмгольц.

Цветовое зрение, как и другие виды зрительных ощущений (глубинное зрение, восприятие движения, восприятие формы), не требует навыков и является естественной способностью человека. Правда, ощущение цвета можно вызвать искусственно — путем магнитной стимуляции зоны V₄, тем самым породив ощущение цветных кругов и гало, так называемых хроматофенов.[22] Но в обыденной жизни цветовое зрение является одним из внешних чувств человека, частью нашего бытия. Зона V₄ может являться генератором цвета, но она, безусловно, связана с сотней других зон мозга и, возможно, в определенной степени управляется ими. Можно сказать, что интеграция происходит на высшем уровне, а ощущение цвета связано с памятью, ожиданиями, ассоциациями и желанием привести окружающий мир в соответствие с нашим собственным представлением.[23]

Мистер И., страдавший церебральной ахроматопсией (к счастью, не сопровождавшейся другими дефектами зрения), оказался, как я уже отмечал, интеллигентным, здравомыслящим человеком. К тому же он был художником и мог не только рассказать, но и наглядно продемонстрировать, как изменились в новых условиях его зрительные способности. Правда, когда мы впервые встретились с ним, он все еще пребывал в таком подавленном состоянии, что не находил подходящих слов для того, чтобы описать мир, в котором очутился.

После встречи с мистером И. я позвонил профессору Зеки и рассказал ему о необычном пациенте. Мой рассказ заинтересовал Зеки, и он выразил желание подвергнуть мистера И. мондриановскому тесту (которому он вместе с Лэндом не раз подвергал людей как с нормальным зрением, так и с дефектами зрения). Зеки прилетел в Нью-Йорк и присоединился ко мне, Бобу Вассерману, офтальмологу, и Ральфу Сигелю, нейрофизиологу.

При проведения теста мы использовали мондриановский стенд с большим набором особо ярких полосок цветной бумаги. Стенд освещался сначала рассеянным белым светом, а затем последовательно лучами, пропускавшимися через фильтры: красный (длинноволновый), зеленый (средневолновый) и синий (коротковолновый).

Мистер И. сумел различить геометрические формы большинства полосок на стенде, а вот их цвет он воспринимал в виде различных оттенков серого, но зато смог без труда классифицировать их по тональным значениям серой шкалы. Правда, иногда он все же сбивался. Так, находившиеся рядом красная и черная полоски при освещении стенда рассеянным белым светом казались ему одинаково черными. При освещении стенда световым лучом, прошедшим через фильтр, картина менялась: отдельные полоски становились контрастнее. Однако при смене фильтров полоски (за исключением черных) в восприятии пациента меняли свои цвета. Так, зеленая полоска казалась ему белой при использовании средневолнового фильтра и черной при использовании длинноволнового фильтра.

На наши вопросы мистер И. отвечал уверенно, почти не задумываясь. Человеку с нормальным зрением было бы сложно да и, наверное, невозможно дать такие точные и «правильные» оценки цветов, увиденных им картинок, даже будучи знакомым с современной цветовой теорией. Для нас, подвергнувших мистера И. тесту на мондриановском стенде, стало ясно, что наш пациент хорошо реагирует на смену длины волны при освещении стенда, но установить истинный цвет полосок ему не под силу.

Это исследование не только внесло ясность в причину дефекта зрения нашего пациента, но и помогло установить очаг поражения, приведший его к цветовой слепоте. Стало очевидным, что у мистера И. поражена зона V₄ вторичной зрительной коры головного мозга или утрачены ее связи с другими зонами. Зона V₄ в человеческом мозге очень мала, но в то же время наша