人眼里的世界為什么是彩色的？色盲是怎么回事;？

2015-08-12 轉(zhuǎn)載于《科學(xué)近視》

 

 

世界在我們眼里為什么是彩色的？這是因為我們的眼睛感受到了不同波長的光。

為什么不同波長的光線可以讓人感受到不同的顏色呢？原來在視網(wǎng)膜上，有一類非常重要的感光細胞，叫做視錐細胞。這類細胞不僅可以接收光子，讓人看見東西，還負責(zé)分辨不同的顏色。

在人類的眼睛里，視錐細胞分為三種，可以被不同波長的光線激活。當(dāng)這三種視錐細胞被激活以后就會給大腦傳遞信號。

 

（人視錐細胞感光示意圖）

橫軸表示了不同的波長的光對映的顏色，三條白色的曲線表示了人的三種視錐細胞對不同波長光源的敏感程度。在中長波的光區(qū)，因為有兩種視錐細胞（M和L），所以人能分辨出多種顏色。而在短波區(qū)只有視錐S，所以對人來說，這一區(qū)域的光只是深淺不同，并沒有顏色的變化。

在大腦皮層里，來自三種視錐細胞的信號被接收，隨后又被通過合適的方式整合起來。只有這樣，我們才能“看”到某種顏色。當(dāng)所有類型的細胞以相同的程度被激活，我們就能“看”見白色，如果只有紅色敏感視錐細胞和綠色敏感視錐細胞被以相同的程度激活，我們就能“看”見黃色。

如果用稍微抽象一點的語言來說，三種視錐細胞的功能是把光的波長這個一維的直線轉(zhuǎn)換成了三維的視覺空間，三維空間里的每個點對應(yīng)了一個顏色。

就這樣，光線的世界在我們面前變得多彩起來。

色盲是怎么回事？

雖然不同的人對同一個波長可能有不同的感覺，但基本上是大同小異。如果差異超出了正常范圍，那么這個人在色覺感知能力上可能會出現(xiàn)問題。色盲就屬于這樣的問題。

在視錐細胞里，負責(zé)感受光線波長的是色素蛋白質(zhì)。在很多色盲患者的體內(nèi)，編碼色素的基因發(fā)生了變異。

 

（正常人眼中的彩虹和紅綠色盲眼中的彩虹）

 

舉個例子，如果一個人的綠敏色素發(fā)生了變異，那么綠敏視錐細胞就不會被相應(yīng)的綠光激活。綠色色盲患者在那個波長的光的辨色能力就會下降。

從圖1中我們可以發(fā)現(xiàn)，在短波區(qū)，因為只有一種視錐細胞會被明顯激活，所以在400-480納米的地方我們都只能看到藍色，只是深淺不同而已；而在520-600納米的中長光區(qū)里，有2種視錐細胞被激活，于是我們就能看到綠色、青色、黃色、橙色和紅色等不同的顏色。

對于那些紅色視錐或綠色視錐失效的色盲患者來說，紅色和綠色也變成了深淺不同的同一種顏色，所以紅綠色盲很難分辨這兩種顏色。這就是紅綠色盲。