3.5 : Цветовое зрение

Восприятие цвета начинается в сетчатке,в светочувствительном слое в задней части глаза. Две основные теории объясняют, как воспринимаются цвета: трихроматическая теория и теория оппонентного процесса. Трихроматическая теория, предложенная Томасом Юнгом в 1802 году и расширенная Германом фон Гельмгольцем в 1852 году, предполагает, что цветовое зрение основано на трех типах колбочек-рецепторов в сетчатке. Эти колбочки чувствительны к разным, но перекрывающимся диапазонам длин волн, соответствующим красному, синему и зеленому. В экспериментах по сопоставлению цветов участники регулируют интенсивность трех различных длин волн света (обычно красного, зеленого и синего) для соответствия заданному целевому цвету. Тот факт, что любой цвет можно сопоставить, комбинируя эти три цвета, подтверждает идею о том, что цветовое зрение человека опирается на три типа колбочек в сетчатке, каждый из которых чувствителен к разным, но перекрывающимся диапазонам длин волн. Например, восприятие желтого цвета может быть достигнуто путем одновременной активации красных и зеленых колбочек.

Дальтонизм подтверждает трихроматическую теорию. Большинство дальтоников, в основном мужчины, могут видеть одни цвета, но не другие. Тип дальтонизма зависит от того, какой тип колбочек поврежден или отсутствует. Например, если красные колбочки работают неправильно, у человека могут возникнуть трудности с различением красного и зеленого.

В 1878 году немецкий физиолог Эвальд Геринг заметил, что некоторые цвета нельзя увидеть вместе, а другие можно. Например, можно представить себе зеленовато-синий, но не красновато-зеленый. Было также замечено, что трихроматическая теория не может полностью объяснить остаточные изображения, которые являются изображениями, которые остаются в поле зрения после того, как взгляд отведен от объекта. Например, после пристального взгляда на что-то красное может появиться зеленое остаточное изображение. Аналогично, после долгого взгляда на что-то желтое может появиться синее остаточное изображение. Трихроматическая теория не может объяснить эти пары цветов и полученные в результате остаточные изображения.

Теория оппонентного процесса, также предложенная Эвальдом Герингом, объясняет, как клетки зрительной системы обрабатывают цвета в противоположных парах: красный-зеленый и синий-желтый. Согласно этой теории, определенные клетки возбуждаются одним цветом и подавляются его противоположностью. Например, клетка может возбуждаться красным и подавляться зеленым или возбуждаться желтым и подавляться синим. Эта теория также объясняет остаточные изображения. Если долго смотреть на красный объект, а затем отводить взгляд, можно увидеть зеленое остаточное изображение. Это происходит из-за того, что красно-зеленая зрительная система устает и временно восстанавливается при смене фокуса.

Три типа колбочек в сетчатке связаны с ганглиозными клетками сетчатки, которые преобразуют трехцветный код в код оппонентного процесса. Например, зеленая колбочка может подавлять определенную ганглиозную клетку, в то время как красная колбочка возбуждает ее. Эта система двойного кодирования позволяет мозгу эффективно интерпретировать сложную цветовую информацию.