Трихромат это зрение что
Аномальная трихромазия типа С и водительские права
Автор:
Трихромазией называют нормальное зрение человека, когда зрительный анализатор распознает оттенки трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Людей, обладающих таким зрением называют трихроматами.
При этом, трихромазию человека, принято подразделять на нормальную и аномальную.
Нормальное трихроматическое зрение
Цветовосприятие человеку обеспечивают специальные фоторецпеторы (колбочки), локализованные на сетчатке глаза. При этом, рецепторы делятся на несколько групп, по принципу распознавания разной длины световых волн.
Таким образом, попадающие на сетчатку глаза лучи, возбуждают сразу три группы колбочек, правда в различной степени.
Аномальная трихромазия
Аномальная трихромазия, характеризуется снижением способности пациента к восприятию какого-то из трех основных цветов. Способность только снижается, не пропадая полностью, что обусловлено врожденной патологией, связанной с повреждением одной группы колбочек. Так аномальную трихромазию подразделяют на:
Диагностика
При имеющемся незначительном нарушении цветовосприятия, многие даже не подозревают об этом. А о наличии патологии, узнают в результате очередного осмотра у офтальмолога.
Для тестирования зрения на восприятие цветов, специалисты применяют специальные таблицы Рабкина, которые включают изображения цифр, состоящие из определенного цвета кружков, располагающихся на фоне другого цвета. Здоровый человек (трихромат) распознает цифры без затруднений, а при имеющейся патологи, распознавание предъявляемых символов дается с трудом. При том, что обследование проводится при дневном освещении, с расстоянием до таблицы, не менее 1 метра.
Аномалии цветовосприятия и водительские права
Человек с аномальным цветовосприятием, конечно не инвалид, но он не должен работать в ряде отраслей, служить в некоторых войсках и быть водителем. Согласитесь, что даже при обслуживании транспортеров требуется хорошее зрение.
Действующее законодательство РФ, запрещает выдавать водительские права, лицам с любым нарушением цветовосприятия. Правда, в других странах, отношение к дихроматам не столь категоричное. В частности, в странах Европы, специально для дальтоников, разработали определенную форму светофоров, что полностью исключает аварийные ситуации, из-за нарушения цветовосприятия.
Конечно, не всегда желающие получить водительские права, добросовестно проходят обязательную медицинскую комиссию. Как результат, люди с дихромазией нередко становятся водителями. Однако, все-таки, правильнее думать не только о своих желаниях, но и о безопасности окружающих. Стоит помнить, что у водителя с аномальным цветовосприятием значительно повышается риск создания аварийной ситуации, жертвами которой могут стать невинные люди.
В медицинском центре «Московская Глазная Клиника» все желающие могут пройти обследование на самой современной диагностической аппаратуре, а по результатам – получить консультацию высококлассного специалиста. Мы открыты семь дней в неделю и работаем ежедневно с 9 ч до 21 ч. Наши специалисты помогут выявить причину снижения зрения, и проведут грамотное лечение выявленных патологий. Опытные рефракционные хирурги, детальная диагностика и обследование, а также большой профессиональный опыт наших специалистов позволяют обеспечить максимально благоприятный результат для пациента.
Уточнить стоимость той или иной процедуры, записаться на прием в «Московскую Глазную Клинику» Вы можете по многоканальному телефону 8 (800) 777-38-81 (ежедневно с 9:00 до 21:00, бесплатно для мобильных и регионов РФ) или воспользовавшись формой онлайн-записи.
Аномальная трихромазия
Аномальная трихромазия — это расстройство цветового зрения, которое характеризуется ослаблением восприятия одного из трех основных цветов — красного, зеленого, синего.
Способность их различать снижается, не пропадает полностью.
Заболевание врожденное. Считается, что данное состояние развивается вследствие незначительного дефицита того или иного пигмента. Человек воспринимает все три основных цвета, но в неправильной пропорции.
Симптомы аномальной трихромазии
Клиническая картина заболевания основывается на потере чувствительности к трем основным цветам. Нарушается восприятие одной колбочки или она вовсе отсутствует. В норме функционирует 3 колбочки, дающих возможность видеть синий, зеленый и красный нормально.
При аномальной трихромазии происходит нарушение в одной из них, из-за чего человек воспринимает цвета неправильно. Например, зеленый кажется желтым, оранжевый — грязно-зеленым, голубой — почти белым, фиолетовый — темно-зеленым.
Заболевание считается наследственным, не может быть приобретенным. Выделяют три степени нарушенного цветовосприятия:
У людей с аномальной трихромазией нарушается сумеречное зрение. В 80% случаев снижается острота зрительного восприятия, глаза быстрее устают. В 60% случаев появляется повышенная чувствительность к свету и в 50% — диплопия.
Разновидности трихромазии
Протаномалия
Это форма проявления аномального трихроматизма, проявляющаяся в недостаточной чувствительности к красным тонам. Развитие болезни обусловлено отсутствием в колбочках ретины эритролаба.
Если восприятие не сильно нарушено, человек даже не узнает о наличии протаномалии, пока не придет на осмотр.
Развивается заболевание вследствие мутации гена. Происходит вставка фотопигмента, поглощающего зеленый цвет в L-опсин (поглощает красный цвет). Поэтому свойства последнего нарушаются, цвета смешиваются, и человек не воспринимает красные оттенки.
Дейтераномалия
Это форма нарушения цветового восприятия, которая характеризуется слабостью восприятия зеленого цвета. Дейтераномалия встречается у 1% населения, в большинстве случаев обнаруживается у мужчин.
Ученые выяснили, что заболевание передается по материнской линии. Женщины являются носителями дефектного гена, но у самих болезнь не проявляется. Происходит сбой в генном коде. Связано заболевание с рецессивной Х-хромосомой.
Дейтераномалия может развиваться в результате серьезной травмы с повреждением хрусталика, диабета, глаукомы и катаракты. Также на цветовое восприятие влияет прием некоторых препаратов.
За зеленый цвет отвечают М-колбочки, расположенные в сетчатке глаза. Длина световой волны средняя. При дейтераномалии в них отсутствует пигмент, который позволяет выделять цвета средней части спектра.
При данном расстройстве цветоощущения преобладают болотно-желтые оттенки. Красный цвет замещается синим, коричневым.
Тританомалия
Данный вид аномальной трихромазии встречается реже. Тританомалия характеризуется пониженной способностью воспринимать синий цвет. Пациентов с таким заболевание называют тританопами.
Синие колбочки имеют наибольшую чувствительность к коротковолновому излучению. Заболевание развивается по причине отсутствия фоторецепторов, которые отвечают за восприятие синего цвета.
Вместо фиолетового и синего человек видит серый цвет. Других признаков нет. Острота зрения в норме, если нет сопутствующих заболеваний, ухудшающих ее.
Диагностика
Для тестирования цветового восприятия используют таблицы Рабкина. На них изображены цифры, состоящие из кружочков определенного цвета, а фон — другой. Человек должен сказать, какие цифры или фигуры нарисованы.
При нормальном цветовосприятии человек быстро назовет изображенные цифры. Пациентам с аномальной трихромазией трудно определить какой символ указан, они долго фокусируют взгляд и вглядываются в картинку.
Второй способ диагностики — тест Ишихары. Его разработал японский офтальмолог. Тест Ишихары аналогичен таблице Рабкина, только на картинках нарисованы одни цифры. Попадаются картинки, на которых нет цифр. Люди с аномальной трихромазией могут их увидеть.
Последний способ диагностики — оттеночный тест Фарнсворта. Он содержит 4 подставки с разными оттенками. Всего 85 съемных фишек. Задачей человека, проходящего диагностику, является расположение цветовых фишек в соответствии со спектральной прогрессией. Цвет должен изменяться плавно.
Farnsworth-Munsell FM100 Hue решается в 4 приема. Лица с нормальным цветовосприянием решат тест, с аномальной трихромазией — запутаются в оттенках.
Есть еще 2 способа диагностирования. Используют полихроматические таблицы Шаафа и Штиллинга.
Лечение
Аномальная трихромазия — генетическое заболевание. Поэтому способов лечения практически нет. Недавно патология не лечилась.
Сейчас ученые разработали инновационный способ терапии, подразумевающий выявление отсутствующего элемента сетчатки, с последующим его введением в ретину. Метод лечения еще проходит тесты и находится на стадии разработки.
Далеко не каждая офтальмологическая клиника занимается подобным лечением. Трудно найти, какие врачи готовы пойти на риск. В большинстве случаев лечение проводится как исследование. Пациентов тщательно обследуют и наблюдают после введения недостающего фоторецептора сетчатки.
Полезное видео
Трихроматизм (цветное зрение)
Принципиальная схема трихроматизма цветного зрения человека, приматов с оппонентным отбором основных цветов предметной точки в условиях ретиномоторной реакции фоторецепторов в блоках колбочек RGB
Трихроматизм или Трихромат (от др.-греч. chromatismos — окраска или три окраски или три колбочки с разным цветом поглощения) — необходимое условие обладания тремя независимыми каналами для передачи цветовой информации, полученных из трех разных типов колбочек. [1] Организмы с трихроматизмом называются трихроматами.
Нормальное объяснение трихроматизма заключается в том, что в организме позвоночных сетчатка глаза содержит три типа цветовых экстерорецепторов (называемых колбочками) с разными спектрами поглощения. В действительности число таких типов фоторецепторов может быть больше, чем три, так как различные типы фоторецепторов могут быть активными при различной интенсивности света. У позвоночных с тремя типами колбочек при дневном освещении воспринимаются видимые лучи света с длинами волн более 498нм и при оппонентном отборе выделяются основные лучи света RGB; при сумеречном, ночном освещении работают фоторецепторы сетчатки глаза палочки с фотопигментом родопсином, которые высокочувствительны к синим и ультрафиолетовы лучам с длинами волн менее 498 нм.
Содержание
Человек и другие животные — трихроматы
Крупным планом трехцветный in-line shadow mask CRT дисплей, который создает наиболее видимые цвета через комбинации и различные уровни трех основных цветов: красного, зеленого и синего. [2]
Человек и некоторые другие млекопитающие эволюционировали как трихроматы отчасти на основе фотопигментов, унаследованных от ранних позвоночных. У рыб и птиц, например, четыре пигмента используются для видения. Эти дополнительные колбочки фоторецепторов со зрительными пигментами способны обнаружить энергию других длин волн, в том числе иногда ультрафиолетового излучения. В итоге два пигмента были потеряны (у плацентарных млекопитающих), а другой был получен. В результате чего произошли трихроматы среди некоторых приматов. [3] Люди и близкородственные приматы обычно трихромы, как некоторые самки большинства видов широконосых обезьян как мужского, так и женского рода. [4]
Недавние исследования показывают, что трихроматы также могут быть достаточно общими среди сумчатых. [5] Исследования, проведенные в отношении сумчатых трихроматов в Австралии, предполагает наличие средней длины волны чувствительность, MWS или S,M,L, это колбочки мед поссума (Tarsipes rostratus) и курдючное dunnart (Sminthopsis crassicaudata), которые являются объектами, происходящие от унаследованных сетчатки рептилий. Возможно трихроматизм сумчатых потенциально имеет другую эволюционную основу, чем у приматов. Дальнейшие биологические и поведенческие тесты могут быть проверены, если трихроматизм — это общая характеристика сумчатых. [6]
Исследования показывают, что трихроматизм позволяет отличить животным красные плоды и молодые листья от другой растительности, которая не выгодна для их выживания. [9] Другая теория состоит в том, что обнаружение изменения цвета кожи и тем самым настроение животных может оказать влияние на развитие зрительной системы приматов с трихроматическим видением. Красный цвет также оказывает и другие эффекты на приматов и человека. Их поведение описано в статье психология цвета. [10]
Типы колбочек специально найденные у приматов
Стрелка и пунткирна линия — внешняя пограничная мембрана
Рис. 8b. Короткие аксоны клеток HII исключительно связываются с Булочками или синими колбочками-S. [13]
Приматы — трихроматы являются только из известных плацентарных млекопитающих. [14] Сетчатка их глаз имеет три вида колбочек, каждая из которых содержит различные фотопигменты опсины(opsin). Их пик чувствительности лежит в синем спектре волн (коротковолновая S колбочка), зелёном (средняя-длина волны, M колбочка) и желто-зелёный спектр (длинная-длина волны L колбочка) областях спектра цветов. (Schnapf et al., 1987). Откуда пики колбочек — S,M,L. Количество S колбочек (см. Особенность работы S-колбочек сетчатки глаза ) составляют 5-10% из шишек (колбочек) и формы их регулярной мозаики. Специальные биполярные Bi и ганглиозные G клетки (cм. рис.Ф) передают эти сигналы от S колбочек и существуют доказательства того, что они имеют отдельные сигнальные пути через таламус к зрительной коре. С другой стороны, L и M коколбочки трудно отличить от их формы или других анатомических клеток, значит их фотопигмент опсины отличаются только 15-тью из 363 аминокислот, поэтому никто пока не преуспел в производстве специфических антител к ним. Но Mollon и Bowmaker нашли, что L колбочки (шишки) и M колбочки (шишки) распределяются случайным образом и находятся в равных количествах. [15]
Механизм трехцветнго цветового зрения
Рис.1. Спектральная нормализованная пиковая чувствительность S-колбочек, М-колбочек и L-колбочек. Комбинированные результаты от разных авторов, используя различные способы, в том числе денситометрия сетчатки глаза от Раштон (т и Ñ), microspectrometry от Коричневого и Вальд (n и «) и прирост порога производства искусственного monochromasy от Brinley (D и s) и прирост порога измерений от Wald (5) (От Моисея, р. а., Харт, в. м. (Ред.), Адлер » Физиология Глаза, Клиническое Применение. Сент-Луис: C. V. Мосби Компании, 1987 [16]
Трехцветное цветовое зрение — это способность человека и некоторых других животных видеть разные цвета, опосредованных взаимодействием между тремя типами цветового зондирования колбочек. Теория трехцветного цвета началась в 18 веке, когда Томас Юнг предложил цветовое зрение, была результатом трех разных фоторецепторных клеток. Германом фон Гельмгольцем теория позже была расширена на основе более ноывых идей с помощью подбора цветов в экспериментах, которые показали, что людям с нормальным зрением необходимы три длины волн (синих, зелёных, красных — SML), чтобы создать нормальный диапазон цветов. Физиологические доказательства трехцветной теории были даны позже Гуннар Svaetichin (1956). [17]
Каждый из трех типов колбочек в сетчатке глаз содержит другой тип светочувствительного фотопигмента, который состоит из трансмембранного белка и называется (opsin) опсином и светочувствительных молекулы под названием —11-цис ретиналя. Каждый разный фотопигмент особенно чувствителен к определенной длине волны света (то есть фотопигмент, скорее всего необходим для получения клеточного ответа при попадании фотона с определенной длиной волны, к которой этот фотопигмент наиболее чувствителен). Три типа колбочек L, M, S, которые имеют фотопигменты, отвечают за свет с длинами волн соответственно: длинных волн L (красных) (особенно, 560 нм), средних волн M (зелёных) (530 нм) и коротких волн (синих) (420 нм). [18] [19]
Поскольку вероятность ответа конкретной колбочки изменяется не только с длиной волны света, что вызывает проблемы, но и с его интенсивностью. Мозг не смог бы различать разные цвета, если бы это был вход только из одного типа колбочки. Здесь происходит взаимодействие между, по крайней мере, двумя типами колбочек, чтобы оппонентно иметь способность выделять необходимые наиболее яркие биосигналы для отправки их в мозг для способности создавать восприятие, ощущение цвета. По крайней мере, сигналы от двух типов колбочек мозг может сравнивать их между собой и определить, выделить наиболее интенсивный, яркий сигнал света и цвета. Например, умеренная стимуляция средней длины волны колбочек может означать, что колбочка находится под влиянием очень ярко-красного (длинноволновый) света, или не очень насыщенного желтовато-зелёного света. Но очень яркий красный свет, будет производить более сильнее ответ от L колбочек (красных) (шишек), чем от M колбочек (зелёных) (шишек), в то время как не очень интенсивный желтоватый свет, будет производить более сильнее ответ от M (зелёных) колбочек (шишек), чем от других колбочек. Таким образом, трехцветное цветовое зрение осуществляется с помощью комбинации сотовых ответов (принцип оппонетного выделения наиболее яркого сигнала). Здесь следует учесть, что при дневном освещении, при цветном зрении колбочки сетчатки глаза наиболее чувствительны к лучам S,M,L c длинами волн более 498 нм, которые менее энергонасыщенны, чем УФ, фиолетовые и синие лучи с длинами волн менее 498 нм, которые колбочки не воспринимают (природа выбрала свой подход). Как известно, с наступлением сумерек и ночи начинают работать палочки с фотопигментом родопсином, которые воспринимают УФ, фиолетовые и синие лучи с длинами волн менее 498 нм, днём они в укрытии. (См. Ретиномоторная реакция фоторецепторов сетчатки глаза). [Необходимое замечание].
Подсчитано, что средний человек может различать до семи миллионов различных цветов. [20]
Замечание
При рассмотрении вопросов визуального цветного зрения следует различать и отличать понятия яркость света (физическая величина) от яркости цвета (биологическая величина).
Яркость цвета связана с цветным и чёрно-белым зрением, нашим личным, биологическим восприятием световых видимых более слабых лучей (электромагнитных колебаний) (см. дневное зрение), с колбочками S,M,L, (синих, зелёных, красных) с пиком длиной волны более 496 нм, которые нашим глазом воспринимаются как очень яркие (вопросы приспосабливаемости и выживания живых организмомв), хотя они физически по энергетике более слабые. У них частота колебаний волн более низкая, чем у синих, УФ лучей (длина волн менее 496нм). Дневной образ жизни животных связан с окружающей средой обитания, где в основном все объекты освещены дневными лучами света, а прямой и отражённый видимый спектр света содержит основные видимые лучи S,M,L,, которые более слабые, но биологически отбираются как наиболее яркие. Понятно, почему мы не видим Уф лучи, рентгеновские лучи и т.д. Природа выбрала свой вариант восприятия среды обитания и защиты глаза от ненужных ей сильных УФ, фиолетовых, высокочастотных синих лучей с длинами волн менее 498 нм. Например, синие, УФ лучи с длинами волн менее 496 нм для глаза являются не яркими, и колбочками не воспринимаются, т.к. они блокируются от попадания на колбочки ганглиозными и биполярными клетками сетчатки глаза, хотя они более мощные! (Парадокс). (См. рис. Ф).
При решении задачи на различение лучей при слабом освещении в условиях цветного зрения — «монохромных лучей» с длинами волн менее 498нм, в условиях «ночного видения» служат экстерорецепторы, называемые палочками, которые имеют пик чувствительности вокруг 496 нм и менее с фотопигментом высокой чувствительности при слабом освещении родопсином к лучам синим и УФ с высокой частотой колебаний (менее 496нм). (Колбочки их не воспринимают).
Откуда биологические понятия яркости и контрастности цвета при зрении отличаются от физическbх понятий яркости и контрастности света.
См. также
Примечания
Внешние ссылки
Трихроматизм (цветное зрение)
Принципиальная схема трихроматизма цветного зрения человека, приматов с оппонентным отбором основных цветов предметной точки в условиях ретиномоторной реакции фоторецепторов в блоках колбочек RGB
Трихроматизм или Трихромат (от др.-греч. chromatismos — окраска или три окраски или три колбочки с разным цветом поглощения) — необходимое условие обладания тремя независимыми каналами для передачи цветовой информации, полученных из трех разных типов колбочек. [1] Организмы с трихроматизмом называются трихроматами.
Нормальное объяснение трихроматизма заключается в том, что в организме позвоночных сетчатка глаза содержит три типа цветовых экстерорецепторов (называемых колбочками) с разными спектрами поглощения. В действительности число таких типов фоторецепторов может быть больше, чем три, так как различные типы фоторецепторов могут быть активными при различной интенсивности света. У позвоночных с тремя типами колбочек при дневном освещении воспринимаются видимые лучи света с длинами волн более 498нм и при оппонентном отборе выделяются основные лучи света RGB; при сумеречном, ночном освещении работают фоторецепторы сетчатки глаза палочки с фотопигментом родопсином, которые высокочувствительны к синим и ультрафиолетовы лучам с длинами волн менее 498 нм.
Содержание
Человек и другие животные — трихроматы
Крупным планом трехцветный in-line shadow mask CRT дисплей, который создает наиболее видимые цвета через комбинации и различные уровни трех основных цветов: красного, зеленого и синего. [2]
Человек и некоторые другие млекопитающие эволюционировали как трихроматы отчасти на основе фотопигментов, унаследованных от ранних позвоночных. У рыб и птиц, например, четыре пигмента используются для видения. Эти дополнительные колбочки фоторецепторов со зрительными пигментами способны обнаружить энергию других длин волн, в том числе иногда ультрафиолетового излучения. В итоге два пигмента были потеряны (у плацентарных млекопитающих), а другой был получен. В результате чего произошли трихроматы среди некоторых приматов. [3] Люди и близкородственные приматы обычно трихромы, как некоторые самки большинства видов широконосых обезьян как мужского, так и женского рода. [4]
Недавние исследования показывают, что трихроматы также могут быть достаточно общими среди сумчатых. [5] Исследования, проведенные в отношении сумчатых трихроматов в Австралии, предполагает наличие средней длины волны чувствительность, MWS или S,M,L, это колбочки мед поссума (Tarsipes rostratus) и курдючное dunnart (Sminthopsis crassicaudata), которые являются объектами, происходящие от унаследованных сетчатки рептилий. Возможно трихроматизм сумчатых потенциально имеет другую эволюционную основу, чем у приматов. Дальнейшие биологические и поведенческие тесты могут быть проверены, если трихроматизм — это общая характеристика сумчатых. [6]
Исследования показывают, что трихроматизм позволяет отличить животным красные плоды и молодые листья от другой растительности, которая не выгодна для их выживания. [9] Другая теория состоит в том, что обнаружение изменения цвета кожи и тем самым настроение животных может оказать влияние на развитие зрительной системы приматов с трихроматическим видением. Красный цвет также оказывает и другие эффекты на приматов и человека. Их поведение описано в статье психология цвета. [10]
Типы колбочек специально найденные у приматов
Стрелка и пунткирна линия — внешняя пограничная мембрана
Рис. 8b. Короткие аксоны клеток HII исключительно связываются с Булочками или синими колбочками-S. [13]
Приматы — трихроматы являются только из известных плацентарных млекопитающих. [14] Сетчатка их глаз имеет три вида колбочек, каждая из которых содержит различные фотопигменты опсины(opsin). Их пик чувствительности лежит в синем спектре волн (коротковолновая S колбочка), зелёном (средняя-длина волны, M колбочка) и желто-зелёный спектр (длинная-длина волны L колбочка) областях спектра цветов. (Schnapf et al., 1987). Откуда пики колбочек — S,M,L. Количество S колбочек (см. Особенность работы S-колбочек сетчатки глаза ) составляют 5-10% из шишек (колбочек) и формы их регулярной мозаики. Специальные биполярные Bi и ганглиозные G клетки (cм. рис.Ф) передают эти сигналы от S колбочек и существуют доказательства того, что они имеют отдельные сигнальные пути через таламус к зрительной коре. С другой стороны, L и M коколбочки трудно отличить от их формы или других анатомических клеток, значит их фотопигмент опсины отличаются только 15-тью из 363 аминокислот, поэтому никто пока не преуспел в производстве специфических антител к ним. Но Mollon и Bowmaker нашли, что L колбочки (шишки) и M колбочки (шишки) распределяются случайным образом и находятся в равных количествах. [15]
Механизм трехцветнго цветового зрения
Рис.1. Спектральная нормализованная пиковая чувствительность S-колбочек, М-колбочек и L-колбочек. Комбинированные результаты от разных авторов, используя различные способы, в том числе денситометрия сетчатки глаза от Раштон (т и Ñ), microspectrometry от Коричневого и Вальд (n и «) и прирост порога производства искусственного monochromasy от Brinley (D и s) и прирост порога измерений от Wald (5) (От Моисея, р. а., Харт, в. м. (Ред.), Адлер » Физиология Глаза, Клиническое Применение. Сент-Луис: C. V. Мосби Компании, 1987 [16]
Трехцветное цветовое зрение — это способность человека и некоторых других животных видеть разные цвета, опосредованных взаимодействием между тремя типами цветового зондирования колбочек. Теория трехцветного цвета началась в 18 веке, когда Томас Юнг предложил цветовое зрение, была результатом трех разных фоторецепторных клеток. Германом фон Гельмгольцем теория позже была расширена на основе более ноывых идей с помощью подбора цветов в экспериментах, которые показали, что людям с нормальным зрением необходимы три длины волн (синих, зелёных, красных — SML), чтобы создать нормальный диапазон цветов. Физиологические доказательства трехцветной теории были даны позже Гуннар Svaetichin (1956). [17]
Каждый из трех типов колбочек в сетчатке глаз содержит другой тип светочувствительного фотопигмента, который состоит из трансмембранного белка и называется (opsin) опсином и светочувствительных молекулы под названием —11-цис ретиналя. Каждый разный фотопигмент особенно чувствителен к определенной длине волны света (то есть фотопигмент, скорее всего необходим для получения клеточного ответа при попадании фотона с определенной длиной волны, к которой этот фотопигмент наиболее чувствителен). Три типа колбочек L, M, S, которые имеют фотопигменты, отвечают за свет с длинами волн соответственно: длинных волн L (красных) (особенно, 560 нм), средних волн M (зелёных) (530 нм) и коротких волн (синих) (420 нм). [18] [19]
Поскольку вероятность ответа конкретной колбочки изменяется не только с длиной волны света, что вызывает проблемы, но и с его интенсивностью. Мозг не смог бы различать разные цвета, если бы это был вход только из одного типа колбочки. Здесь происходит взаимодействие между, по крайней мере, двумя типами колбочек, чтобы оппонентно иметь способность выделять необходимые наиболее яркие биосигналы для отправки их в мозг для способности создавать восприятие, ощущение цвета. По крайней мере, сигналы от двух типов колбочек мозг может сравнивать их между собой и определить, выделить наиболее интенсивный, яркий сигнал света и цвета. Например, умеренная стимуляция средней длины волны колбочек может означать, что колбочка находится под влиянием очень ярко-красного (длинноволновый) света, или не очень насыщенного желтовато-зелёного света. Но очень яркий красный свет, будет производить более сильнее ответ от L колбочек (красных) (шишек), чем от M колбочек (зелёных) (шишек), в то время как не очень интенсивный желтоватый свет, будет производить более сильнее ответ от M (зелёных) колбочек (шишек), чем от других колбочек. Таким образом, трехцветное цветовое зрение осуществляется с помощью комбинации сотовых ответов (принцип оппонетного выделения наиболее яркого сигнала). Здесь следует учесть, что при дневном освещении, при цветном зрении колбочки сетчатки глаза наиболее чувствительны к лучам S,M,L c длинами волн более 498 нм, которые менее энергонасыщенны, чем УФ, фиолетовые и синие лучи с длинами волн менее 498 нм, которые колбочки не воспринимают (природа выбрала свой подход). Как известно, с наступлением сумерек и ночи начинают работать палочки с фотопигментом родопсином, которые воспринимают УФ, фиолетовые и синие лучи с длинами волн менее 498 нм, днём они в укрытии. (См. Ретиномоторная реакция фоторецепторов сетчатки глаза). [Необходимое замечание].
Подсчитано, что средний человек может различать до семи миллионов различных цветов. [20]
Замечание
При рассмотрении вопросов визуального цветного зрения следует различать и отличать понятия яркость света (физическая величина) от яркости цвета (биологическая величина).
Яркость цвета связана с цветным и чёрно-белым зрением, нашим личным, биологическим восприятием световых видимых более слабых лучей (электромагнитных колебаний) (см. дневное зрение), с колбочками S,M,L, (синих, зелёных, красных) с пиком длиной волны более 496 нм, которые нашим глазом воспринимаются как очень яркие (вопросы приспосабливаемости и выживания живых организмомв), хотя они физически по энергетике более слабые. У них частота колебаний волн более низкая, чем у синих, УФ лучей (длина волн менее 496нм). Дневной образ жизни животных связан с окружающей средой обитания, где в основном все объекты освещены дневными лучами света, а прямой и отражённый видимый спектр света содержит основные видимые лучи S,M,L,, которые более слабые, но биологически отбираются как наиболее яркие. Понятно, почему мы не видим Уф лучи, рентгеновские лучи и т.д. Природа выбрала свой вариант восприятия среды обитания и защиты глаза от ненужных ей сильных УФ, фиолетовых, высокочастотных синих лучей с длинами волн менее 498 нм. Например, синие, УФ лучи с длинами волн менее 496 нм для глаза являются не яркими, и колбочками не воспринимаются, т.к. они блокируются от попадания на колбочки ганглиозными и биполярными клетками сетчатки глаза, хотя они более мощные! (Парадокс). (См. рис. Ф).
При решении задачи на различение лучей при слабом освещении в условиях цветного зрения — «монохромных лучей» с длинами волн менее 498нм, в условиях «ночного видения» служат экстерорецепторы, называемые палочками, которые имеют пик чувствительности вокруг 496 нм и менее с фотопигментом высокой чувствительности при слабом освещении родопсином к лучам синим и УФ с высокой частотой колебаний (менее 496нм). (Колбочки их не воспринимают).
Откуда биологические понятия яркости и контрастности цвета при зрении отличаются от физическbх понятий яркости и контрастности света.